JP5998745B2 - ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, DISPLAY DEVICE, LIGHTING DEVICE, AND METHOD FOR PRODUCING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT - 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、表示装置、照明装置及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element, a display device, a lighting device, and a method for manufacturing an organic electroluminescence element.
従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)が知られている。ELDの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子(無機EL素子)や有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)が挙げられる。 Conventionally, an electroluminescence display (ELD) is known as a light-emitting electronic display device. Examples of the constituent elements of ELD include inorganic electroluminescence elements (inorganic EL elements) and organic electroluminescence elements (organic EL elements).
無機EL素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。 Inorganic EL elements have been used as planar light sources, but an alternating high voltage is required to drive the light emitting elements.
一方、有機EL素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、発光層に電子および正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・リン光)を利用して発光する素子である。数V〜数十V程度の電圧で発光が可能であり、さらに自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、また、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。さらには、有機EL素子は面光源であるという特徴も有している。 On the other hand, an organic EL element has a structure in which a light emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons (exciton) are injected by injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them. ) And emits light by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated. Light emission is possible at a voltage of several volts to several tens of volts, and since it is a self-luminous type, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type complete solid-state device, it saves space and is portable. It attracts attention from the viewpoint of sex. Furthermore, the organic EL element has a feature that it is a surface light source.
この特性を有効に活用できる用途として、照明用光源や様々なディスプレイのバックライトがある。特に近年では、需要の増加が著しい液晶フルカラーディスプレイのバックライトとして用いることが好適となっている。 Applications that can effectively utilize this characteristic include illumination light sources and various display backlights. In particular, in recent years, it has become suitable to be used as a backlight for liquid crystal full-color displays where the demand has increased significantly.
有機EL素子をこのような照明用光源やディスプレイのバックライトとして使用する場合、発光色が白色またはいわゆる電球色(以下、総合して白色と称す。)を呈する光源として用いることになる。 When the organic EL element is used as such an illumination light source or a display backlight, it is used as a light source whose emission color is white or a so-called light bulb color (hereinafter collectively referred to as white).
白色発光を得るためには、B(青色)/G(緑色)/R(赤色)の3層の発光層を積層したり、B/Y(黄色)のように補色関係にある2層の発光層を積層したりする方法(たとえば、特許文献1参照)、多色の発光画素、たとえば、青・緑・赤の3色を塗り分け、同時に発光させ、混色して白色を得る方法、色変換色素を用いて白色を得る方法(たとえば、青発光ドーパント化合物と色変換蛍光色素の組み合わせ)、1つの素子中に発光波長の異なる複数の発光ドーパント化合物を調製し混色により白色を得る方法等が考えられ、これらの方法により白色発光を達成することができる。 In order to obtain white light emission, three light emitting layers of B (blue) / G (green) / R (red) are laminated, or light emission of two layers having a complementary color relationship such as B / Y (yellow). A method of stacking layers (for example, refer to Patent Document 1), a method of obtaining multicolored light emitting pixels, for example, blue, green, and red, separately, emitting light at the same time, and mixing them to obtain white, color conversion A method for obtaining a white color by using a dye (for example, a combination of a blue light-emitting dopant compound and a color-converting fluorescent dye), a method for preparing a plurality of light-emitting dopant compounds having different emission wavelengths in one element, and obtaining a white color by color mixing, etc. Thus, white light emission can be achieved by these methods.
実用化に向けた有機EL素子の開発としては、M.A.Baldo et al.,nature、395巻、151〜154ページ(1998年)により、プリンストン大より、励起三重項からのリン光発光を用いる有機EL素子の報告がされて以来、M.A.Baldo et al.,nature、403巻、17号、750〜753頁(2000年)、米国特許第6,097,147号明細書により、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。 For the development of organic EL elements for practical application, M.M. A. Baldo et al. , Nature, 395, 151-154 (1998), since Princeton University reported on an organic EL device using phosphorescence emission from an excited triplet. A. Baldo et al. , Nature, 403, 17, 750-753 (2000), US Pat. No. 6,097,147, research on materials that exhibit phosphorescence at room temperature has become active.
更に、最近発見されたリン光発光を利用する有機EL素子では、以前の蛍光発光を利用する素子に比べ原理的に約4倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を初めとし、発光素子の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。 In addition, recently discovered organic EL devices that use phosphorescence can realize a luminous efficiency that is approximately four times that of previous devices that use fluorescence. Research and development of light-emitting element layer configurations and electrodes are performed all over the world.
例えば、S.Lamansky et al.,J.Am.Chem.Soc.,123巻、4304頁(2001年)に記載の研究では、イリジウム錯体系等重金属錯体を中心に、多くの化合物の合成検討がなされている。 For example, S.M. Lamansky et al. , J .; Am. Chem. Soc. , 123, 4304 (2001), many synthetic studies have been conducted focusing on heavy metal complexes such as iridium complexes.
このように、リン光発光方式は大変ポテンシャルの高い方式であるが、リン光発光を利用する有機ELデバイスにおいては、蛍光発光を利用する有機ELデバイスとは大きく異なり、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が、素子の効率・寿命を捕らえる上で重要な技術的な課題となっている。 As described above, the phosphorescence emission method is a method having a very high potential. However, an organic EL device using phosphorescence emission is greatly different from an organic EL device using fluorescence emission, and controls the position of the emission center. The method, particularly how to recombine within the light emitting layer and how to stably emit light, is an important technical issue in capturing the efficiency and lifetime of the device.
そこで、近年、発光層に隣接する形で、発光層の陽極側に位置する正孔輸送層と発光層の陰極側に位置する電子輸送層を備えた多層積層型の素子が良く知られている(例えば、非特許文献1参照。)。 Therefore, in recent years, a multi-layered element having a hole transport layer located on the anode side of the light emitting layer and an electron transport layer located on the cathode side of the light emitting layer in a form adjacent to the light emitting layer is well known. (For example, refer nonpatent literature 1.).
特に、青色リン光発光を利用するにあたっては、青色リン光発光材料自身の励起三重項エネルギーが大きいため、周辺材料の開発と精密な発光中心の制御が強く求められている。 In particular, when using blue phosphorescence, since the excited triplet energy of the blue phosphorescent material itself is large, development of peripheral materials and precise control of the emission center are strongly demanded.
一方で、有機EL素子内部で発光した光子の中には、基板や各有機機能層界面で全反射されたり、電極によるプラズモン吸収の影響を受けたりするなどして実際には外部に光として取り出されない光子が存在しており、低発光効率を招いていることが知られている。これらの光取り出し技術として、基板、電極間の光学物性とりわけ各発光波長に最適な有機層膜厚の選択と金属電極表面の反射、プラズモン共鳴を応用した高効率化が行われている。これらを最適化するために有機層膜厚を発光材料に合せて自在に変化させることが必要だが、単純に輸送性が良いと言われる有機材料を用いた場合でも膜厚を変化させる場合、駆動電圧の低下、効率低下、低寿命化が発生する問題があった。 On the other hand, some of the photons emitted inside the organic EL element are actually reflected outside at the interface between the substrate and each organic functional layer or affected by plasmon absorption by the electrodes. It is known that there are photons that are not emitted, resulting in low luminous efficiency. As these light extraction technologies, optical properties between the substrate and the electrode, in particular, selection of the optimum organic layer thickness for each emission wavelength, reflection on the surface of the metal electrode, and high efficiency applying plasmon resonance are performed. In order to optimize these, it is necessary to freely change the thickness of the organic layer according to the light emitting material. However, even when using an organic material that is simply said to have good transportability, if the thickness is changed, the drive There have been problems that voltage drop, efficiency reduction, and life reduction occur.
これらの問題を解決するため、共蒸着法によりアルカリ金属化合物をドープするn型電子輸送層の例がある。例えば、特許文献2では、アルカリ金属化合物を電子輸送材料と混合し、電子移動度を調整することで、キャリアバランスを最適化し、低電圧化、しいては高発光効率化を図っている。しかし、蒸着による成膜方法は、大量生産を考えた場合、発光デバイスの大面積化や連続生産に対して設備コストが増大する課題がある。また、2つ以上の材料を共蒸着する場合には、成膜レートを精密に制御することが困難であり、信頼性に欠ける問題もあり、より簡便で信頼性の高い成膜方法で発光デバイスを作成する方法が望まれている。
In order to solve these problems, there is an example of an n-type electron transport layer doped with an alkali metal compound by a co-evaporation method. For example, in
これら大面積化、低コスト化、高生産性に対する要求から、ウェットプロセスに対する期待が大きく、特に電極成膜における脱真空化が強く求められている。また、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、下層の有機層へのダメージを低減でき、発光効率や素子寿命の改善の面からも大きな期待が寄せられている。 Due to these demands for large area, low cost, and high productivity, there is a great expectation for a wet process, and in particular, there is a strong demand for vacuum removal in electrode film formation. In addition, since film formation can be performed at a lower temperature than film formation in a vacuum process, damage to the underlying organic layer can be reduced, and there is great expectation in terms of improving light emission efficiency and device life. .
ウェットプロセスを用いた、電子輸送層の形成方法として特許文献3に記載の方法が挙げられる。特許文献3には、アルコール溶媒に可溶で、金属に対してキレート配位子として働く電子輸送材料であるフォスフィンオキシド誘導体を金属錯体と共に塗設した有機ELデバイスの例が示されている。しかし、下層材料にはポリマーを使用した例のみが示されており、高純度で耐久性の高い素子を構成するために欠かせない低分子化合物で形成された層上への積層に関しては十分な技術とは言えなかった。また、より輸送性の高い電子輸送性材料と組み合わせる場合、そのような電子輸送材料はアルコールには不溶なものがほとんどであり素材の選択幅に課題があった。つまり、電子輸送性のアルカリ金属化合物および高機能な電子輸送材料を同時に溶解し、更に下層を溶かさず、高耐久性の素子を作成するには不十分であり、更なるウェットプロセスの膜形成技術が必要とされていた。
As a method for forming an electron transport layer using a wet process, a method described in
したがって、本発明の主な目的は、ウェットプロセスにて電子輸送層を形成した場合であっても、電子輸送性に優れ、高発光効率、低駆動電圧、長寿命を達成する有機EL素子を提供することにあり、併せてこれを備えた表示装置及び照明装置を提供することにある。 Accordingly, the main object of the present invention is to provide an organic EL device that has excellent electron transportability, high light emission efficiency, low driving voltage, and long life even when an electron transport layer is formed by a wet process. In addition, another object is to provide a display device and a lighting device including the same.
本発明の上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
基板上に設けられた一対の電極と、該一対の電極間に配置される少なくとも1層の発光層と、前記一対の電極の何れか一方と前記発光層との間に配置される電子輸送層と、を備える有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記電子輸送層は、
電子輸送性化合物と、リチウムのキノリナト錯体とが、非フッ化アルコール溶媒に溶解されて調製される塗布液が、塗布されて乾燥されることで形成されたものであり、
前記リチウムのキノリナト錯体が、下記一般式(1)で表され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が提供される。
A pair of electrodes provided on the substrate, at least one light emitting layer disposed between the pair of electrodes, and an electron transport layer disposed between any one of the pair of electrodes and the light emitting layer In an organic electroluminescence device comprising:
The electron transport layer is
An electron transport compound, and quinolinato complexes of lithium, the coating liquid thus prepared is dissolved in a non-fluorinated alcohol solvent state, and are not formed by being dried is applied,
The lithium quinolinato complex is represented by the following general formula (1), and an organic electroluminescence device is provided.
また、本発明の他の態様によれば、
上記有機エレクトロルミネッセンス素子を具備することを特徴とする表示装置が提供される。
According to another aspect of the invention,
A display device comprising the organic electroluminescence element is provided.
また、本発明の更に他の態様によれば、
上記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が提供される。
According to still another aspect of the present invention,
An illumination device comprising the organic electroluminescence element is provided.
また、本発明の更に他の態様によれば、
基板上に設けられた一対の電極と、該一対の電極間に配置される少なくとも1層の発光層と、前記一対の電極の何れか一方と前記発光層との間に配置される電子輸送層と、を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法において、
電子輸送性化合物と、リチウムのキノリナト錯体とを、非フッ化アルコール溶媒に溶解させ塗布液を調製する工程と、
前記塗布液を塗布し乾燥させることで前記電子輸送層を形成する工程と、を備え、
前記リチウムのキノリナト錯体が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が提供される。
A pair of electrodes provided on the substrate, at least one light emitting layer disposed between the pair of electrodes, and an electron transport layer disposed between any one of the pair of electrodes and the light emitting layer In a manufacturing method of an organic electroluminescence device comprising:
A step of preparing a coating solution by dissolving an electron transporting compound and a lithium quinolinate complex in a non-fluorinated alcohol solvent;
Forming the electron transport layer by applying and drying the coating solution ,
Provided is a method for producing an organic electroluminescent element, wherein the lithium quinolinato complex is represented by the following general formula (1) .
本発明によれば、低電圧化、長寿命化が低コストで達成されるだけでなく、光取り出し設計が容易となり、外部発光量子収率が向上し高効率化が図れる。
更に金属錯体と電子輸送性材料を併用することで、従来の電子注入輸送性の金属塩等を使用する場合に比べ、層内及び層間の物質移動を抑制することができるとともに、これらの混合物や混合溶媒を用いることで結晶化による残留溶媒を低減することができ、素子駆動時の熱エネルギーや高温環境に対して信頼性の高い発光デバイスを提供できる。
According to the present invention, not only low voltage and long life can be achieved at low cost, but also light extraction design is facilitated, the external light emission quantum yield is improved, and high efficiency can be achieved.
Furthermore, by using a metal complex and an electron transporting material in combination, it is possible to suppress mass transfer in and between layers compared to the case of using a conventional metal salt of an electron injecting and transporting material, By using the mixed solvent, the residual solvent due to crystallization can be reduced, and a light-emitting device with high reliability with respect to thermal energy and high-temperature environment during element driving can be provided.
以下、本発明とその構成要素、および本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をするが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、本発明において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値およ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, but the present invention is not limited to these.
In the present invention, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.
《有機EL素子の構成》
図1に示すとおり、有機EL素子100は、支持基板1上に、陽極2、有機化合物層(有機機能層)の積層体20、陰極8が順次積層され、構成されている。
<< Configuration of organic EL element >>
As shown in FIG. 1, the
積層体20は、有機化合物を含有する各層からなり、正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6、電子注入層7を有している。
その他、正孔阻止層や電子阻止層等の有機化合物層が設けられていてもよい。
The laminate 20 is composed of layers containing an organic compound, and includes a
In addition, an organic compound layer such as a hole blocking layer or an electron blocking layer may be provided.
陽極2、積層体20、陰極8は、封止接着剤9を介して、封止部材10によって封止されている。
The
なお、有機EL素子100のこれらの層構造(図1参照)は単に好ましい具体例を示したものであり、本発明はこれらに限定されない。
In addition, these layer structures (refer FIG. 1) of the
たとえば、有機EL素子100は(i)又は(ii)の層構造を有していてもよい。
For example, the
(i)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(ii)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/電子注入層/陰極
(I) Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (ii) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / Electron transport layer / electron injection layer / cathode
また、有機EL素子100のこれらの層構造は電子注入層上に電荷発生層を介して更に有機機能層を繰り返し成膜したタンデム構造(マルチフォトン構造)を有していても良い。その際は、有機EL素子は、素子全体として白色発光層を形成していればよく、有機機能層の繰り返し単位が別々の発光色で発光するように構成されていても良い。
In addition, these layer structures of the
本発明の有機EL素子においては、青色発光ドーパント化合物の発光極大波長は430〜480nmの範囲内にあるものが好ましく、緑色発光ドーパント化合物は発光極大波長が510〜550nmの範囲内、赤色発光ドーパント化合物は発光極大波長が600〜640nmの範囲にあることが好ましく、これらを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子であることが好ましい。また、これらの少なくとも3色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いし、同一層に複数の発光色を混ぜても良い。さらに、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよい。
塗布方式で成膜する場合、コストと簡易性の問題から単一層に3色の発光ドーパント化合物を混ぜた白色層であることが好ましい。
本発明の有機EL素子100としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。
In the organic EL device of the present invention, the light emission maximum wavelength of the blue light emitting dopant compound is preferably in the range of 430 to 480 nm, and the green light emission dopant compound is in the range of the light emission maximum wavelength of 510 to 550 nm. Preferably has an emission maximum wavelength in the range of 600 to 640 nm, and is preferably an organic electroluminescence device using these. Moreover, the light emitting layer of at least three colors may be laminated to form a white light emitting layer, or a plurality of light emitting colors may be mixed in the same layer. Further, a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers.
In the case of forming a film by a coating method, a white layer obtained by mixing a light emitting dopant compound of three colors in a single layer is preferable from the viewpoint of cost and simplicity.
The
本発明の有機EL素子100を構成する各層について説明する。
Each layer which comprises the
《電子輸送層6》
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。
<<
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.
従来、単層の電子輸送層およ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、たとえば、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およ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。さらに上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。さら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。 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 transmitting electrons to the light-emitting layer, any material can be selected from conventionally known compounds, such as nitro-substituted fluorene derivatives and 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 an oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, or 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.
また、8−キノリノール誘導体の金属錯体、たとえば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)3、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、およ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、メタルフリー若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、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。 In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives, such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq) 3 , tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) Aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and the central metals of these metal complexes are In, Mg Metal complexes replaced with Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as electron transport materials. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. Distyrylpyrazine derivatives can also be used as electron transport materials, and inorganic semiconductors such as n-type-Si and n-type-SiC can be used as electron-transport materials as well as hole-injection layers and hole-transport layers. Can do.
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、溶媒に溶解して塗布液を調整し、当該塗布液を塗布して乾燥することにより形成することができる。たとえば、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、静電スプレー法を含むスプレー法、LB法等の公知の方法がある。 The electron transport layer can be formed by dissolving the electron transport material in a solvent to prepare a coating solution, coating the coating solution, and drying. For example, there are known methods such as a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, a spray method including an electrostatic spray method, and an LB method.
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の範囲内程度、好ましくは5〜200nmの範囲内である。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。 Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, it exists in the range of 5 nm-5 micrometers, Preferably it exists in the range of 5-200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
ここで、本発明における電子輸送層は、電子輸送性化合物と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のキノリナト錯体とが、非フッ化アルコール溶媒に溶解されて調製される塗布液が、下地層(支持体や他の有機機能層等)の上に塗布されて乾燥されることで形成されたものである。
本発明における電子輸送層の形成方法は、下地層の上に電子輸送材料を固着させることができる方法であれば良く、下地層への塗布が完了した後に乾燥させる方法、塗布液を下地層に塗布しつつ同時に乾燥させていく方法、の何れをも含むものである。
Here, the electron transporting layer in the present invention comprises a coating solution prepared by dissolving an electron transporting compound and an alkali metal or alkaline earth metal quinolinate complex in a non-fluorinated alcohol solvent. Formed on the body and other organic functional layers, etc.) and dried.
The method for forming the electron transport layer in the present invention may be any method as long as the electron transport material can be fixed on the underlayer. The method of drying after the application to the underlayer is completed, and the coating liquid is applied to the underlayer. It includes any of the methods of applying and drying at the same time.
以下、電子輸送層の形成に用いられる塗布液の組成について説明する。 Hereinafter, the composition of the coating solution used for forming the electron transport layer will be described.
(1)アルカリ金属又はアルカリ土類金属のキノリナト錯体
電子輸送層に含有されるアルカリ金属又はアルカリ土類金属のキノリナト錯体は、一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
(1) Alkali metal or alkaline earth metal quinolinate complex The alkali metal or alkaline earth metal quinolinate complex contained in the electron transport layer is preferably a compound represented by the general formula (1).
一般式(1)中、nは1又は2を表す。R1〜R6はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。R1〜R6のうち何れか同士が結合して環を形成していても良い。Xは任意の異なっていても良い配位子を表し、mは0又は1以上の整数を表す。Mはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を表す。 In general formula (1), n represents 1 or 2. R1 to R6 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, silyl group, arylalkyl group, aryl group, heteroaryl group, non-aromatic hydrocarbon It represents a cyclic group or a non-aromatic heterocyclic group, and may further have a substituent. Any one of R1 to R6 may be bonded to form a ring. X represents an optionally different ligand, and m represents 0 or an integer of 1 or more. M represents an alkali metal or an alkaline earth metal.
一般式(1)において、Mで表されるアルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)が挙げられ、リチウム、セシウムが電子輸送性の観点で最も好ましい。 In the general formula (1), examples of the alkali metal or alkaline earth metal represented by M include lithium (Li), cesium (Cs), beryllium (Be), and magnesium (Mg), and lithium and cesium are electrons. Most preferable from the viewpoint of transportability.
一般式(1)で表されるキノリナト錯体としては、8−キノリナトリチウムが製造コスト上、最も好ましく、具体的には、8−ヒドロキシキノリナトリチウム、2−メチル−8−キノリナトリチウム、5−メチル−8−キノリナトリチウム等が挙げられる。 As the quinolinato complex represented by the general formula (1), 8-quinolinatolithium is most preferable in terms of production cost. Specifically, 8-hydroxyquinolinatolithium, 2-methyl-8-quinolinatolithium, 5 -Methyl-8-quinolinato lithium and the like.
(2)電子輸送性化合物
本発明に係る電子輸送性化合物は、有機化合物であり、下記一般式(2)で表されることが好ましい。
一般式(2)
Qm−Ln
(2) Electron transporting compound The electron transporting compound according to the present invention is an organic compound, and is preferably represented by the following general formula (2).
General formula (2)
Qm-Ln
一般式(2)中、Lは縮合した芳香族複素環を表し、Qは芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、n及びmは、各々1〜3の整数を表す。nが2以上の場合には、Lは互いに異なっていても良く、mが2以上の場合には、Qは互いに異なっていても良い。 In General Formula (2), L represents a condensed aromatic heterocyclic ring, Q represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, and n and m each represent an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, L may be different from each other, and when m is 2 or more, Q may be different from each other.
また、一般式(2)で表される化合物は、部分構造として少なくとも一つのピリジン環を有することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the compound represented by General formula (2) has at least 1 pyridine ring as a partial structure.
また、本発明に係る電子輸送性化合物は、下記一般式(4)〜(100)の何れかで表されることがより好ましい。 The electron transporting compound according to the present invention is more preferably represented by any one of the following general formulas (4) to (100).
一般式(4)〜(100)において、L及びQは、一般式(2)におけるL及びQと同義である。 In the general formulas (4) to (100), L and Q are synonymous with L and Q in the general formula (2).
一般式(2)及び一般式(4)〜(100)において、Lで表される縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す)、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環(ナフトチオフェン環)等が挙げられ、特に、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環等であることが好ましい。
また、これらの環は後述する置換基を有していても良い。
In the general formula (2) and the general formulas (4) to (100), the condensed aromatic heterocycle represented by L is specifically an acridine ring, benzoquinoline ring, carbazole ring, phenazine ring, phenazine ring, Nanthridine ring, phenanthroline ring, carboline ring, cyclazine ring, quindrine ring, tepenidine ring, quinindrin ring, triphenodithiazine ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, diazacarbazole ring (carboline) Any one of the carbon atoms constituting the ring is replaced with a nitrogen atom), phenanthroline ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring, benzodifuran ring, benzodithiophene ring, naphthodifuran ring, naphthofuran Dithiophene ring, anthra Examples include a lan ring, an anthradifuran ring, an anthrathiophene ring, an anthradithiophene ring, a thianthrene ring, a phenoxathiin ring, a thiophanthrene ring (naphthothiophene ring), etc., and in particular, a carbazole ring, a carboline ring, a dibenzofuran ring, A dibenzothiophene ring or the like is preferable.
Moreover, these rings may have the substituent mentioned later.
一般式(2)及び一般式(4)〜(100)において、Qで表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
更に、これらの環は後述する置換基を有してもよい。
In the general formula (2) and the general formulas (4) to (100), the aromatic hydrocarbon ring represented by Q includes a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, an azulene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, and a pyrene ring. , Chrysene ring, naphthacene ring, triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring , Pentaphen ring, picene ring, pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring and the like.
Furthermore, these rings may have a substituent described later.
一般式(2)及び一般式(4)〜(100)において、Qで表される芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。
更にこれらの環は後述する置換基を有していてもよい。
In the general formula (2) and the general formulas (4) to (100), examples of the aromatic heterocycle represented by Q include a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, Pyrazine ring, triazine ring, benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, indazole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring , Cinnoline ring, quinoline ring, isoquinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (representing a ring in which one of the carbon atoms constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom), etc. Is mentioned.
Furthermore, these rings may have a substituent described later.
ここで、前記一般式(2)及び一般式(4)〜(100)におけるLは、下記一般式(3)で表される部分構造を有することが好ましい。
一般式(3)中、Aは、O、S又はN(R1)を表し、A11〜A18は、各々窒素原子又はC(R2)を表す。R1及びR2は、それぞれ結合手、水素原子又は置換基を表す。但し、C(R2)が複数ある場合には、各々のC(R2)は同じであっても異なっていても良い。 In General Formula (3), A represents O, S, or N (R1), and A11 to A18 each represent a nitrogen atom or C (R2). R1 and R2 each represent a bond, a hydrogen atom or a substituent. However, when there are a plurality of C (R2), each C (R2) may be the same or different.
一般式(3)において、Aで表されるN(R1)、A11〜A18で各々表されるC(R2)における、R1及びR2で各々表される置換基としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基、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)、芳香族炭化水素基(芳香族炭化水素環基、芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基等)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基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)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、ホスホノ基等が挙げられる。 In the general formula (3), N (R1) represented by A and C (R2) represented by each of A11 to A18 each represent a substituent represented by R1 and R2 as an alkyl group (for example, methyl Group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group) Etc.), an 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.), aromatic hydrocarbon group (aromatic hydrocarbon ring group, aromatic carbocyclic group, aryl group, etc., for example, Phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, , Furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (said carbolinyl group) Any one of the carbon atoms constituting the carboline ring is substituted with a nitrogen atom), a phthalazinyl group, etc.), a heterocyclic group (eg, a pyrrolidyl group, an imidazolidyl group, a morpholyl group, an oxazolidyl group, etc.), an alkoxy group (For example, methoxy group, Xy 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, cyclohexylthio group, etc.), Arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxy group) Xycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (eg, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexyl) Aminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, acetyl group, ethylcarbonyl group, propyl group) Carbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbo Group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (eg, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide Groups (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group) , Phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylamino group) Bonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group Ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group), sulfinyl group ( For example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfuric group Finyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group) Etc.), arylsulfonyl group or heteroarylsulfonyl group (for example, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, Cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), Fluorinated hydrocarbon groups (for example, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, trimethyl group) Isopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.) and phosphono group.
これらの置換基は、上記の置換基によって更に置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。 These substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.
以下、本発明に係る電子輸送性化合物として好ましく用いられる化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, although the specific example of the compound preferably used as an electron transport compound concerning the present invention is shown, the present invention is not limited to these.
本発明に係る電子輸送性化合物は、特開2007−288035号公報、Chem.Mater.2008,20,5951、実験化学講座第5版(日本化学会編)等に記載の公知の方法を参照して合成することができる。 The electron transporting compound according to the present invention is disclosed in JP 2007-288035 A, Chem. Mater. It can be synthesized by referring to known methods described in 2008, 20, 5951, Experimental Chemistry Course 5th Edition (Edited by Chemical Society of Japan).
本発明に係る電子輸送性化合物は、これら単体の化合物を用いても良いが、前述の一般的な電子輸送材料も含め、2つ以上の化合物を併用することができる。
その場合、上記電子輸送性化合物に加えて、リチウム以外のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の金属化合物が含有されていることが好ましく、より好ましくはナトリウム(Na)、カリウム(K)、セシウム(Cs)の金属化合物であり、セシウムの金属化合物が電子注入性および素材の安定性から最も好ましい。具体的には、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、酢酸ナトリウム、酢酸セシウムなどが挙げられる。
These single compounds may be used as the electron transporting compound according to the present invention, but two or more compounds including the above-mentioned general electron transporting material can be used in combination.
In that case, in addition to the electron transporting compound, an alkali metal or alkaline earth metal compound other than lithium is preferably contained, more preferably sodium (Na), potassium (K), cesium (Cs The metal compound of cesium is most preferable from the viewpoint of electron injection and material stability. Specific examples include sodium fluoride, potassium fluoride, cesium fluoride, sodium acetate, cesium acetate and the like.
(3)非フッ化アルコール溶媒
上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のキノリナト錯体、及び電子輸送性化合物を溶解させて塗布液を調製するための溶媒としては、当該キノリナト錯体の溶解性を確保する観点で非フッ化アルコール溶媒が用いられる。
更に、当該電子輸送性化合物の溶解性と下層溶解抑制の観点で、非フッ化アルコール溶媒にフッ化アルコール溶媒を混合して用いることが好ましい。そうすることで、溶解性の異なるこれらの材料を1つの溶液で溶解し易くできるので、容易に塗布液を調製することができ、しかも下地層を溶解させることなく、高耐久性の素子を一回の成膜で簡便に作製することができる。
(3) Non-fluorinated alcohol solvent As a solvent for preparing the coating solution by dissolving the alkali metal or alkaline earth metal quinolinate complex and the electron transporting compound, the viewpoint of ensuring the solubility of the quinolinato complex. A non-fluorinated alcohol solvent is used.
Furthermore, it is preferable to mix and use a fluorinated alcohol solvent in a non-fluorinated alcohol solvent from the viewpoint of the solubility of the electron transport compound and the lower layer dissolution suppression. By doing so, these materials having different solubilities can be easily dissolved in one solution, so that a coating solution can be easily prepared, and a highly durable element can be obtained without dissolving the underlayer. It can be easily produced by a single film formation.
本発明において、非フッ化アルコール溶媒とは、分子内にフッ素原子を含まないアルコール溶媒をいう。
本発明で用いられる非フッ化アルコール溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、iso―ブタノール、tert−ブタノール等が挙げられ、乾燥性の観点から低級アルコールが好ましい。
In the present invention, the non-fluorinated alcohol solvent means an alcohol solvent containing no fluorine atom in the molecule.
Examples of the non-fluorinated alcohol solvent used in the present invention include methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, iso-butanol, tert-butanol, etc., and lower alcohols are preferable from the viewpoint of drying properties. .
本発明において、フッ化アルコール溶媒とは、アルコール溶媒の分子内の水素原子のうち少なくとも一つがフッ素原子に置き換わったものをいう。
本発明で用いられるフッ化アルコール溶媒としては、例えば、トリフルオロエタノール(TFEO)、テトラフルオロプロパノール(TFPO)、ヘキサフルオロプロパノール(HFPO)が挙げられる。これらフッ化アルコール溶媒における分子内のフッ素原子の位置は特に問わないが、2,2,2−トリフルオロエタノール、2,2,3,3−テトラフルオロプロパノール、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−オールが好ましい。
In the present invention, the fluorinated alcohol solvent means a solvent in which at least one hydrogen atom in the molecule of the alcohol solvent is replaced with a fluorine atom.
Examples of the fluorinated alcohol solvent used in the present invention include trifluoroethanol (TFEO), tetrafluoropropanol (TFPO), and hexafluoropropanol (HFPO). The position of the fluorine atom in the molecule in these fluorinated alcohol solvents is not particularly limited, but 2,2,2-trifluoroethanol, 2,2,3,3-tetrafluoropropanol, 1,1,1,3,3 , 3-hexafluoropropan-2-ol is preferred.
(4)その他の添加物
電子輸送層の形成に用いられる塗布液には、上記したアルカリ金属又はアルカリ土類金属のキノリナト錯体、電子輸送性化合物、フッ化アルコール溶媒及び非フッ化アルコール溶媒以外にも、塗布液の粘度や蒸気圧を調整する目的で、他種溶媒や界面活性剤等の添加材等が含有されていても良い。
(4) Other additives In addition to the above-described alkali metal or alkaline earth metal quinolinate complex, electron transporting compound, fluorinated alcohol solvent and non-fluorinated alcohol solvent, the coating liquid used for forming the electron transport layer In addition, for the purpose of adjusting the viscosity and vapor pressure of the coating solution, additives such as other types of solvents and surfactants may be contained.
《注入層:正孔注入層3、電子注入層7》
注入層には、電子注入層(陰極バッファー層)と正孔注入層(陽極バッファー層)とがあり、上記のように正孔注入層は陽極と発光層又は正孔輸送層の間、電子注入層は陰極と発光層又は電子輸送層との間に設けることができる。
<< Injection layer:
The injection layer has an electron injection layer (cathode buffer layer) and a hole injection layer (anode buffer layer). As described above, the hole injection layer is an electron injection between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer. The layer can be provided between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer.
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いる。
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) ) ",
正孔注入層(陽極バッファー層)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、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。 The details of the hole injection layer (anode buffer layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, polyaniline (emeral) Din) and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polythiophene.
電子注入層(陰極バッファー層)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。上記バッファー層(注入層)は極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。特に好ましくは20〜100nmの範囲内である。 The details of the electron injection layer (cathode buffer layer) are also 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 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. Especially preferably, it exists in the range of 20-100 nm.
《阻止層:正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記のように有機化合物薄膜の基本構成層のほかに必要に応じて設けられるものである。たとえば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、および「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。
<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, they are described in JP-A Nos. 11-204258 and 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT Corporation on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.
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、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。 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 concerning this invention as needed.
本発明の有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。 The hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the light emitting layer.
正孔阻止層には、後述のホスト化合物として挙げるカルバゾール誘導体、またカルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体を含有することが好ましい。 The hole blocking layer preferably contains a carbazole derivative, a carboline derivative or a diazacarbazole derivative, which will be mentioned as a host compound described later.
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。本発明にかかる正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては、好ましくは3〜100nmの範囲内であり、さらに好ましくは5〜30nmの範囲内である。 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 having a function of transporting holes while having a very small ability to transport electrons, and transporting 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 transport layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.
《正孔輸送層4》
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に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
<<
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、上記正孔注入層で適用するのと同様の化合物を使用することができるが、さらには、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物およ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。 As the hole transporting material constituting the hole transporting layer, the same compounds as those applied in the hole injecting layer can be used, and further, porphyrin compounds, aromatic tertiary amine compounds and styryl. It is preferable to use an amine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
芳香族第3級アミン化合物およびスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、たとえば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl; N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' Di (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino -(2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4'-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, as well as those described in US Pat. No. 5,061,569 Having four condensed aromatic rings in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 08688 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.
さらに、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。 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.
また、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、特開2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)、特表2003−519432号公報に記載されているような、いわゆるp型半導体的性質を有するとされる正孔輸送材料を用いることもできる。 JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004), JP-A-11-251067, J. MoI. Huang et. al. It is also possible to use a hole transport material that has a so-called p-type semiconducting property as described in the literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139), JP 2003-519432 A. it can.
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、たとえば、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。 The hole transport layer is 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. Can do. The thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
以下、正孔輸送材料に好ましく用いられる高分子化合物の具体的な化合物を例示する。ただし、これらに限定されるものではない。 Hereinafter, specific examples of the polymer compound preferably used for the hole transporting material will be exemplified. However, it is not limited to these.
なお、上記例示化合物に記載のnは重合度を表し、重量平均分子量が50,000〜200,000の範囲となる整数を表す。重量平均分子量がこの範囲未満では、溶媒への溶解性の高さから成膜時に他の層と混合する懸念がある。また成膜できたとしても、低い分子量では発光効率が上がらない。重量平均分子量がこの範囲より大きい場合は、合成、精製の難しさにより問題が生じる。分子量分布が大きくなると共に、不純物の残存量も増加するため、有機EL素子の発光効率、電圧、寿命は悪化する。 In addition, n described in the above exemplary compounds represents the degree of polymerization and represents an integer having a weight average molecular weight in the range of 50,000 to 200,000. If the weight average molecular weight is less than this range, there is a concern of mixing with other layers during film formation due to high solubility in a solvent. Even if a film can be formed, the light emission efficiency does not increase at a low molecular weight. When the weight average molecular weight is larger than this range, problems arise due to difficulty in synthesis and purification. Since the molecular weight distribution increases and the residual amount of impurities also increases, the light emission efficiency, voltage, and life of the organic EL element deteriorate.
正孔輸送層は、上記正孔輸送性化合物の他、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、界面活性剤をはじめとする塗布性改善剤等を含有していても良い。 In addition to the above hole transporting compound, the hole transporting layer may contain various light emitting materials, electron transporting compounds, binder resins, coating property improving agents such as surfactants, and the like.
また、架橋性基を有し、塗布成膜後に架橋させることによって網目状高分子化合物を形成するような、架橋性化合物を含む層であっても良い。
架橋性基としては、エポキシ、オキセタンなどの環状エーテル基、ビニル基、トリフルオロビニル基、スチリル基、アクリル基、メタクリロイル、シンナモイル等の不飽和二重結合基、ベンゾシクロブテン基などが挙げられる。
架橋性化合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマーいずれであっても良く、2種以上を任意の組み合わせ比率で有していても良い。また、架橋反応を促進する添加物を含んでいても良い。
架橋性化合物としては、架橋性基を有する正孔輸送性化合物を用いることが好ましい。正孔輸送性化合物は、例えば、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体等の窒素含有芳香族化合物誘導体、トリフェニルアミン誘導体、シロール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。
以下、正孔輸送材料に好ましく用いられる架橋性化合物の具体的な化合物を例示する。ただし、これらに限定されるものではない。
Further, it may be a layer containing a crosslinkable compound that has a crosslinkable group and forms a network polymer compound by crosslinking after coating film formation.
Examples of the crosslinkable group include cyclic ether groups such as epoxy and oxetane, unsaturated double bond groups such as vinyl group, trifluorovinyl group, styryl group, acrylic group, methacryloyl and cinnamoyl, and benzocyclobutene group.
The crosslinkable compound may be any of a monomer, an oligomer, and a polymer, and may have two or more kinds in any combination ratio. Moreover, the additive which accelerates | stimulates a crosslinking reaction may be included.
As the crosslinkable compound, a hole transporting compound having a crosslinkable group is preferably used. Hole transporting compounds include, for example, nitrogen-containing aromatic compound derivatives such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, carbazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, triphenylamine derivatives, siloles. Derivatives, oligothiophene derivatives, condensed polycyclic aromatic derivatives, metal complexes and the like.
Hereinafter, specific compounds of the crosslinkable compound preferably used for the hole transport material are exemplified. However, it is not limited to these.
架橋性化合物は、たとえば、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法等の公知の湿式成膜法により、薄膜化することにより形成することができる。
架橋性化合物を含む正孔輸送層を下層(通常は正孔注入層)上に成膜後、熱エネルギーまたは光等の電磁エネルギー照射により、架橋性化合物を架橋させて正孔輸送層を形成する。これらのエネルギー付与は2つ以上の方法を組み合わせて架橋させても良い。
The crosslinkable compound can be formed by thinning the film by a known wet film forming method such as a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method.
After forming a hole transport layer containing a crosslinkable compound on a lower layer (usually a hole injection layer), the hole transport layer is formed by crosslinking the crosslinkable compound by irradiation with heat energy or electromagnetic energy such as light. . These energy provisions may be cross-linked by combining two or more methods.
これらの高分子化合物は、Makromol.Chem.,193,909頁(1992)等に記載の公知の方法で合成することができる。 These polymer compounds are disclosed in Makromol. Chem. , Pages 193, 909 (1992) and the like.
《発光層5》
本発明に係る発光層は、電極、又は電子輸送層及び正孔輸送層から注入される電子およ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。
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The light emitting layer according to the present invention is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode or the electron transport layer and the hole transport layer, and the light emitting portion is in the layer of the light emitting layer. May be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
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、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm〜5μmの範囲に調整することが好ましく、さらに好ましくは2〜200nmの範囲に調整され、特に好ましくは、10〜100nmの範囲である。 The total film thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the uniformity of the film, preventing unnecessary application of high voltage during light emission, and improving the stability of the emission color with respect to the drive current. It is preferable to adjust in the range of 2 nm to 5 μm, more preferably in the range of 2 to 200 nm, and particularly preferably in the range of 10 to 100 nm.
本発明の有機EL素子の発光層には、発光ドーパント(リン光発光ドーパントや蛍光発光ドーパント等)化合物と、ホスト化合物を含有する。 The light emitting layer of the organic EL device of the present invention contains a light emitting dopant (such as a phosphorescent light emitting dopant or a fluorescent light emitting dopant) compound and a host compound.
(1)発光ドーパント化合物
本発明にかかる発光ドーパント化合物としては、蛍光発光ドーパント化合物、リン光発光ドーパント化合物(リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう。)を用いることができるが、リン光発光ドーパント化合物であることが好ましい。
(1) Luminescent dopant compound As the luminescent dopant compound according to the present invention, a fluorescent luminescent dopant compound or a phosphorescent luminescent dopant compound (also referred to as a phosphorescent compound or a phosphorescent luminescent compound) can be used. A photoluminescent dopant compound is preferred.
(1.1)リン光発光ドーパント化合物
発光ドーパント化合物としては、高い発光効率が得られることからリン光発光ドーパント化合物(リン光性化合物ともいう。)が好ましい。リン光発光ドーパント化合物とは励起三重項からの発光が観測される化合物であり、リン光量子収率が25℃において0.01以上の化合物である。好ましくは0.1以上である。本発明では、それ以外に発光層に含まれる化合物をホスト化合物とする。
(1.1) Phosphorescent light emitting dopant compound As the light emitting dopant compound, a phosphorescent light emitting dopant compound (also referred to as a phosphorescent compound) is preferable because high luminous efficiency is obtained. The phosphorescent dopant compound is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, and is a compound having a phosphorescence quantum yield of 0.01 or more at 25 ° C. Preferably it is 0.1 or more. In the present invention, any other compound contained in the light emitting layer is used as the host compound.
なお、発光層中におけるホスト化合物とリン光発光ドーパント化合物の割合は、発光層全体に含まれる化合物の質量を100%とすると、各々の化合物で1〜99質量%の間であればどのような割合でもよいが、好ましくはリン光発光ドーパント化合物よりもホスト化合物の割合が大きい方がよく、より好ましくはリン光発光ドーパント化合物の割合は1〜30質量%である。 In addition, the ratio of the host compound and the phosphorescent dopant compound in the light emitting layer is 1 to 99% by mass for each compound, assuming that the mass of the compound contained in the entire light emitting layer is 100%. However, the ratio of the host compound is preferably larger than that of the phosphorescent dopant compound, and the ratio of the phosphorescent dopant compound is more preferably 1 to 30% by mass.
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ページ(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるリン光発光ドーパント化合物とは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率が達成される化合物である。
The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of
リン光発光ドーパント化合物の発光原理としては2種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光発光ドーパント化合物に移動させることでリン光発光ドーパント化合物からの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つはリン光発光ドーパント化合物がキャリアトラップとなり、リン光発光ドーパント化合物上でキャリアの再結合が起こりリン光発光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光発光ドーパント化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。 There are two types of emission principles of the phosphorescent dopant compound. One is the recombination of carriers on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is used as the phosphorescent dopant. It is an energy transfer type in which light emission from a phosphorescent dopant compound is obtained by transferring to a compound. The other is a carrier trap type in which a phosphorescent dopant compound becomes a carrier trap, and recombination of carriers occurs on the phosphorescent dopant compound, and light emission from the phosphorescent dopant compound is obtained. In any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent dopant compound is lower than the excited state energy of the host compound.
リン光発光ドーパント化合物は、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができるが、好ましくは元素の周期表で8〜10族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、または白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
The phosphorescent dopant compound can be appropriately selected from known compounds used for the light-emitting layer of the organic EL device, but preferably a complex system containing a metal of
本実施形態にかかるリン光発光ドーパント化合物は、少なくとも1種の青色リン光材料を含むものであり、好ましくは少なくとも1種の青色リン光材料と、当該青色リン光材料よりもバンドギャップエネルギーが低い少なくとも2つのリン光材料とを、含むものである。 The phosphorescent dopant compound according to the present embodiment includes at least one blue phosphorescent material, and preferably has at least one blue phosphorescent material and a band gap energy lower than that of the blue phosphorescent material. And at least two phosphorescent materials.
以下に、本発明において、発光層の材料として用いることのできるリン光発光ドーパント化合物について説明する。
本発明で用いることのできるリン光発光ドーパントとしては、下記一般式(B)で表されることが好ましい。
Below, the phosphorescence dopant compound which can be used as a material of a light emitting layer in this invention is demonstrated.
The phosphorescent dopant that can be used in the present invention is preferably represented by the following general formula (B).
一般式(B)中、環Am、環An、環Bm及び環Bnは5員又は6員の芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、Arは芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環又は非芳香族複素環を表す。R1m、R2m、R1n及びR2nはそれぞれ独立に炭素数2以上のアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。Ra、Rb及びRcはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良く、RaはArと環を形成していても良い。na及びncは1又は2を表し、nbは1〜4の整数を表す。mは1又は2を表し、nは1又は2を表し、m+nは3である。なお、Irに配位している3つの配位子の構造がすべて同じであることはない。 In general formula (B), ring Am, ring An, ring Bm and ring Bn represent a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle, and Ar represents an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle. Represents a non-aromatic hydrocarbon ring or a non-aromatic heterocyclic ring. R1m, R2m, R1n and R2n each independently represents an alkyl group having 2 or more carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group; It may have a substituent. Ra, Rb and Rc are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, silyl group, arylalkyl group, aryl group, heteroaryl group, non-aromatic It represents a hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, may further have a substituent, and Ra may form a ring with Ar. na and nc represent 1 or 2, and nb represents an integer of 1 to 4. m represents 1 or 2, n represents 1 or 2, and m + n is 3. Note that the structures of the three ligands coordinated to Ir are not all the same.
一般式(B)において、環An、環Am、環Bn及び環Bmで表される5員又は6員の芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環が挙げられる。
一般式(B)において、環An、環Am、環Bn及び環Bmで表される5員又は6員の芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環等が挙げられる。
好ましくは環Bn及び環Bmの少なくとも一方がベンゼン環であり、より好ましくは環An及び環Amの少なくとも一方がベンゼン環である。
In the general formula (B), examples of the 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon ring represented by the ring An, the ring Am, the ring Bn, and the ring Bm include a benzene ring.
In the general formula (B), examples of the 5-membered or 6-membered aromatic heterocycle represented by ring An, ring Am, ring Bn and ring Bm include a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, and pyridine. A ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, an oxadiazole ring, a triazole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, a thiazole ring, and the like.
Preferably, at least one of ring Bn and ring Bm is a benzene ring, more preferably at least one of ring An and ring Am is a benzene ring.
一般式(B)において、Arで表される芳香族炭化水素環としては、たとえば、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。
一般式(B)において、Arで表される芳香族複素環としては、たとえば、シロール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンズイミダゾール環、ベンズチアゾール環、ベンズオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、チエノチオフェン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環(カルバゾール環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを表す)、ジベンゾシロール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾチオフェン環やジベンゾフラン環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わった環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、アクリジン環、ベンゾキノリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、ジベンゾカルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジチエノベンゼン環等が挙げられる。
一般式(B)において、Arで表される非芳香族炭化水素環としては、たとえば、シクロアルカン(たとえば、シクロペンタン環、シクロヘキサン環等)、シクロアルコキシ基(たとえば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、シクロアルキルチオ基(たとえば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、シクロヘキシルアミノスルホニル基、テトラヒドロナフタレン環、9,10−ジヒドロアントラセン環、ビフェニレン環等が挙げられる。
一般式(B)において、Arで表される非芳香族複素環としては、たとえば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3−ジオキサン環、1,4−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−1,1−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]−オクタン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、オキサントレン環、チオキサンテン環、フェノキサチイン環等が挙げられる。
In the general formula (B), examples of the aromatic hydrocarbon ring represented by Ar include a benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, and triphenylene. Ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyrene Ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring and the like.
In the general formula (B), examples of the aromatic heterocycle represented by Ar include a silole ring, a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, and a triazine ring. Oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzthiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, thienothiophene ring, carbazole ring, aza A carbazole ring (representing any one or more of the carbon atoms constituting the carbazole ring replaced by a nitrogen atom), a dibenzosilole ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, a benzothiophene ring or a dibenzofuran ring. Any one Rings substituted with nitrogen atom, benzodifuran ring, benzodithiophene ring, acridine ring, benzoquinoline ring, phenazine ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, cyclazine ring, kindrin ring, tepenidine ring, quinindrine ring, triphenodithia Gin ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring, naphthodifuran ring, naphthodithiophene ring, anthrafuran ring, anthradifuran ring, anthrathiophene ring, anthradithiophene Ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, dibenzocarbazole ring, indolocarbazole ring, dithienobenzene ring and the like.
In the general formula (B), examples of the non-aromatic hydrocarbon ring represented by Ar include cycloalkane (for example, cyclopentane ring, cyclohexane ring, etc.), cycloalkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group). Etc.), cycloalkylthio group (for example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), cyclohexylaminosulfonyl group, tetrahydronaphthalene ring, 9,10-dihydroanthracene ring, biphenylene ring and the like.
In the general formula (B), examples of the non-aromatic heterocyclic ring represented by Ar include an epoxy ring, an aziridine ring, a thiirane ring, an oxetane ring, an azetidine ring, a thietane ring, a tetrahydrofuran ring, a dioxolane ring, a pyrrolidine ring, and a pyrazolidine. Ring, imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ε-caprolactone ring, ε-caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran Ring, 1,3-dioxane ring, 1,4-dioxane ring, trioxane ring, tetrahydrothiopyran ring, thiomorpholine ring, thiomorpholine-1,1-dioxide ring, pyranose ring, diazabicyclo [2,2,2]- Octane ring Examples include enoxazine ring, phenothiazine ring, oxanthrene ring, thioxanthene ring, phenoxathiin ring and the like.
一般式(B)において、Arで表されるこれらの環は、置換基を有していてもよく、さらに当該置換基同士が互いに結合して環を形成してもよい。 In the general formula (B), these rings represented by Ar may have a substituent, and the substituents may be bonded to each other to form a ring.
一般式(B)において、Arは、好ましくは芳香族炭化水素環又は芳香族複素環であり、より好ましくは芳香族炭化水素環であり、さらに好ましくはベンゼン環である。 In the general formula (B), Ar is preferably an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, more preferably an aromatic hydrocarbon ring, and still more preferably a benzene ring.
一般式(B)において、R1m及びR2mで表されるアルキル基としては、たとえば、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、イソプロピル基、n−ブチル基、t‐ブチル基、n−ヘキシル基、2−メチルヘキシル基、ペンチル基、アダマンチル基、n−デシル基、n−ドデシル基等が挙げられる。
一般式(B)において、R1m及びR2mで表される芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基としては、上述の一般式(B)においてArで表される芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環又は非芳香族複素環から導出される1価の基が挙げられる。
一般式(B)において、R1m及びR2mで表される炭素数2以上のアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基または非芳香族複素環基がさらに有していても良い置換基としては、たとえば、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基、非芳香族複素環基等が挙げられる。
一般式(B)においては、R1m及びR2mが共に炭素原子数2以上のアルキル基又はシクロアルキル基であることが好ましく、また、R1m及びR2mの何れか一方が炭素原子数3以上の分岐アルキル基であることも好ましい。また、R1m及びR2mが共に炭素原子数3以上の分岐アルキル基であることがさらに好ましい。
In the general formula (B), examples of the alkyl group represented by R1m and R2m include a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a t-butyl group, an n-hexyl group, Examples include 2-methylhexyl group, pentyl group, adamantyl group, n-decyl group, n-dodecyl group and the like.
In the general formula (B), the aromatic hydrocarbon ring group, aromatic heterocyclic group, non-aromatic hydrocarbon ring group or non-aromatic heterocyclic group represented by R1m and R2m is the above-described general formula (B ), A monovalent group derived from an aromatic hydrocarbon ring, an aromatic heterocyclic ring, a non-aromatic hydrocarbon ring or a non-aromatic heterocyclic ring represented by Ar.
In the general formula (B), an alkyl group having 2 or more carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group represented by R1m and R2m Further, examples of the substituent which may be present include a halogen atom, a cyano group, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an amino group, a silyl group, an arylalkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, a non-aryl group, An aromatic hydrocarbon ring group, a non-aromatic heterocyclic group, etc. are mentioned.
In general formula (B), R1m and R2m are preferably both an alkyl group or a cycloalkyl group having 2 or more carbon atoms, and either one of R1m and R2m is a branched alkyl group having 3 or more carbon atoms. It is also preferable. More preferably, both R1m and R2m are branched alkyl groups having 3 or more carbon atoms.
一般式(B)において、R1n及びR2nは、上述の一般式(B)におけるR1m及びR2mと同義である。 In general formula (B), R1n and R2n have the same meanings as R1m and R2m in general formula (B).
一般式(B)において、Ra、Rb及びRcで表されるアリール基及びヘテロアリール基としては、上述の一般式(B)においてArで表される芳香族炭化水素環及び芳香族複素環から導出される1価の基が挙げられる。
一般式(B)において、Ra、Rb及びRcで表される非芳香族炭化水素環基及び非芳香族複素環基としては、上述の一般式(B)においてArで表される非芳香族炭化水素環及び非芳香族複素環から導出される1価の基が挙げられる。
In the general formula (B), the aryl group and heteroaryl group represented by Ra, Rb and Rc are derived from the aromatic hydrocarbon ring and aromatic heterocycle represented by Ar in the general formula (B). And a monovalent group.
In the general formula (B), as the non-aromatic hydrocarbon ring group and non-aromatic heterocyclic group represented by Ra, Rb and Rc, the non-aromatic carbon represented by Ar in the above-mentioned general formula (B) And monovalent groups derived from a hydrogen ring and a non-aromatic heterocyclic ring.
上記一般式(B)で表されるイリジウム錯体化合物は、下記一般式(C)で表されることが好ましい。 The iridium complex compound represented by the general formula (B) is preferably represented by the following general formula (C).
一般式(C)中、Arは芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環又は非芳香族複素環を表す。R1m、R2m、R1n及びR2nはそれぞれ独立に炭素数2以上のアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。Ra及びRcはそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良く、RaはArと環を形成していても良い。na及びncは1又は2を表す。mは1又は2を表し、nは1又は2を表し、m+nは3である。なお、Irに配位している3つの配位子の構造がすべて同じであることはない。 In general formula (C), Ar represents an aromatic hydrocarbon ring, an aromatic heterocyclic ring, a non-aromatic hydrocarbon ring or a non-aromatic heterocyclic ring. R1m, R2m, R1n and R2n each independently represents an alkyl group having 2 or more carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group; It may have a substituent. Ra and Rc are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, silyl group, arylalkyl group, aryl group, heteroaryl group, non-aromatic hydrocarbon Represents a cyclic group or a non-aromatic heterocyclic group, may further have a substituent, and Ra may form a ring with Ar. na and nc represent 1 or 2. m represents 1 or 2, n represents 1 or 2, and m + n is 3. Note that the structures of the three ligands coordinated to Ir are not all the same.
一般式(C)において、Ar、R1m、R2m、R1n、R2n、Ra、Rc、na、nc、m及びnは、一般式(B)におけるAr、R1m、R2m、R1n、R2n、Ra、Rc、na、nc、m及びnと同義である。 In the general formula (C), Ar, R1m, R2m, R1n, R2n, Ra, Rc, na, nc, m, and n are Ar, R1m, R2m, R1n, R2n, Ra, Rc, It is synonymous with na, nc, m and n.
また、本発明で好ましく用いられる一般式(B),(C)で各々表されるイリジウム錯体化合物は、国際公開第2006/121811号等に記載の公知の方法を参照することにより合成可能である。 The iridium complex compounds represented by the general formulas (B) and (C) preferably used in the present invention can be synthesized by referring to known methods described in International Publication No. 2006/121811, etc. .
上記一般式(C)で表されるイリジウム錯体化合物は、下記一般式(D)で表されることが好ましい。 The iridium complex compound represented by the general formula (C) is preferably represented by the following general formula (D).
一般式(D)中、R1m、R2m、R1n及びR2nはそれぞれ独立に炭素数2以上のアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。Ra、Rc及びRa3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。na及びncは1又は2を表し、nR3は1〜5の整数を表す。mは1又は2を表し、nは1又は2を表し、m+nは3である。なお、Irに配位している3つの配位子の構造がすべて同じであることはない。 In general formula (D), R1m, R2m, R1n and R2n are each independently an alkyl group having 2 or more carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic group. It represents a heterocyclic group and may further have a substituent. Ra, Rc and Ra 3 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, silyl group, arylalkyl group, aryl group, heteroaryl group, non-aromatic Represents a hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, and may further have a substituent. na and nc represent 1 or 2, and nR3 represents an integer of 1 to 5. m represents 1 or 2, n represents 1 or 2, and m + n is 3. Note that the structures of the three ligands coordinated to Ir are not all the same.
一般式(D)において、R1m、R2m、R1n、R2n、Ra、Rc、na、nc、m及びnは、一般式(B)におけるR1m、R2m、R1n、R2n、Ra、Rc、na、nc、m及びnと同義である。
一般式(D)において、Ra3は、一般式(B)におけるRa、Rb及びRcと同義である。
In the general formula (D), R1m, R2m, R1n, R2n, Ra, Rc, na, nc, m, and n are R1m, R2m, R1n, R2n, Ra, Rc, na, nc, general formula (B). It is synonymous with m and n.
In the general formula (D), Ra 3 has the same meaning as Ra, Rb and Rc in the general formula (B).
上記一般式(B)で表されるイリジウム錯体化合物は、下記一般式(E)で表されることが好ましい。 The iridium complex compound represented by the general formula (B) is preferably represented by the following general formula (E).
一般式(E)中、R1m、R2m、R1n及びR2nはそれぞれ独立に炭素数2以上のアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。Ra、Rc及びRa3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。na及びncは1又は2を表し、nR3は1〜4の整数を表す。XはO、S、SiRz1Rz2、NRz1又はCRz1Rz2を表し、Rz1及びRz2はアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表す。mは1又は2を表し、nは1又は2を表し、m+nは3である。 In general formula (E), R1m, R2m, R1n and R2n are each independently an alkyl group having 2 or more carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic group. It represents a heterocyclic group and may further have a substituent. Ra, Rc and Ra 3 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, silyl group, arylalkyl group, aryl group, heteroaryl group, non-aromatic Represents a hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, and may further have a substituent. na and nc represent 1 or 2, and nR3 represents an integer of 1 to 4. X represents O, S, SiRz1Rz2, NRz1 or CRz1Rz2, and Rz1 and Rz2 each represents an alkyl group, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group, or a non-aromatic heterocyclic group. . m represents 1 or 2, n represents 1 or 2, and m + n is 3.
一般式(E)において、R1m、R2m、R1n、R2n、Ra、Rc、na、nc、m及びnは、一般式(B)におけるR1m、R2m、R1n、R2n、Ra、Rc、na、nc、m及びnと同義である。
一般式(E)において、Ra3は、一般式(B)におけるRa、Rb及びRcと同義である。
In the general formula (E), R1m, R2m, R1n, R2n, Ra, Rc, na, nc, m, and n are R1m, R2m, R1n, R2n, Ra, Rc, na, nc, in the general formula (B). It is synonymous with m and n.
In formula (E), Ra 3 have the same meanings as Ra, Rb and Rc in formula (B).
一般式(E)におけるXにおいて、Rz1及びRz2で表される芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基としては、上記一般式(B)においてArで表される芳香族炭化水素環、芳香族複素環、非芳香族炭化水素環又は非芳香族炭化水素環から導出される1価の基が挙げられる。 In X in the general formula (E), the aromatic hydrocarbon ring group, the aromatic heterocyclic group, the non-aromatic hydrocarbon ring group, or the non-aromatic heterocyclic group represented by Rz1 and Rz2 is the above general formula ( Examples thereof include a monovalent group derived from an aromatic hydrocarbon ring, aromatic heterocycle, non-aromatic hydrocarbon ring or non-aromatic hydrocarbon ring represented by Ar in B).
上記一般式(B)で表されるイリジウム錯体化合物は、下記一般式(F)で表されることが好ましい。 The iridium complex compound represented by the general formula (B) is preferably represented by the following general formula (F).
一般式(F)中、R1m、R2m、R1n及びR2nはそれぞれ独立に炭素数2以上のアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。Ra、Rc及びRa3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アミノ基、シリル基、アリールアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表し、更に置換基を有していても良い。na及びncは1又は2を表し、nR3は1〜4の整数を表す。XはO、S、SiRz1Rz2、NRz1又はCRz1Rz2を表し、Rz1及びRz2はアルキル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、非芳香族炭化水素環基又は非芳香族複素環基を表す。mは1又は2を表し、nは1又は2を表し、m+nは3である。 In general formula (F), R1m, R2m, R1n and R2n are each independently an alkyl group having 2 or more carbon atoms, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group or a non-aromatic group. It represents a heterocyclic group and may further have a substituent. Ra, Rc and Ra 3 are each independently a hydrogen atom, halogen atom, cyano group, alkyl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group, amino group, silyl group, arylalkyl group, aryl group, heteroaryl group, non-aromatic Represents a hydrocarbon ring group or a non-aromatic heterocyclic group, and may further have a substituent. na and nc represent 1 or 2, and nR3 represents an integer of 1 to 4. X represents O, S, SiRz1Rz2, NRz1 or CRz1Rz2, and Rz1 and Rz2 each represents an alkyl group, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic heterocyclic group, a non-aromatic hydrocarbon ring group, or a non-aromatic heterocyclic group. . m represents 1 or 2, n represents 1 or 2, and m + n is 3.
一般式(F)において、R1m、R2m、R1n、R2n、Ra、Rc、na、nc、m及びnは、一般式(B)におけるR1m、R2m、R1n、R2n、Ra、Rc、na、nc、m及びnと同義である。
一般式(F)において、Ra3は、一般式(B)におけるRa、Rb及びRcと同義である。
一般式(F)において、Xは、一般式(E)におけるXと同義である。
In the general formula (F), R1m, R2m, R1n, R2n, Ra, Rc, na, nc, m, and n are R1m, R2m, R1n, R2n, Ra, Rc, na, nc, general formula (B). It is synonymous with m and n.
In formula (F), Ra 3 have the same meanings as Ra, Rb and Rc in formula (B).
In general formula (F), X is synonymous with X in general formula (E).
以下に、本発明で用いることのできるリン光発光ドーパント化合物の具体的な化合物を例示する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 Below, the specific compound of the phosphorescence emission dopant compound which can be used by this invention is illustrated. However, the present invention is not limited to these.
(1.2)従来公知のドーパントとの併用
また、本発明にかかる発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。
(1.2) Combined use with conventionally known dopants In addition, the light-emitting dopant according to the present invention may be used in combination of a plurality of types of compounds, a combination of phosphorescent dopants having different structures, a phosphorescent dopant and A combination of fluorescent dopants may also be used.
ここで、発光ドーパントとして、本発明にかかる一般式(1)で表されるイリジウム錯体化合物と併用して用いてもよい従来公知の発光ドーパントの具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Here, although the specific example of the conventionally well-known light emission dopant which may be used together with the iridium complex compound represented by General formula (1) concerning this invention as a light emission dopant is given, this invention is not limited to these. .
(2)ホスト化合物
(2.1)一般式(A)で表されるホスト化合物
本発明で用いることのできるホスト化合物としては、下記一般式(A)で表されることが好ましい。
(2) Host compound (2.1) Host compound represented by general formula (A) The host compound that can be used in the present invention is preferably represented by the following general formula (A).
一般式(A)中、XはNR′、O、S、CR′R″又はSiR′R″を表す。R′及びR″は各々水素原子又は置換基を表す。Arは芳香環を表す。nは0〜8の整数を表す。 In the general formula (A), X represents NR ′, O, S, CR′R ″ or SiR′R ″. R ′ and R ″ each represent a hydrogen atom or a substituent. Ar represents an aromatic ring. N represents an integer of 0 to 8.
一般式(A)において、Xで表されるCR′R″又はSiR′R″における、R′、R″で各々表される置換基としては、アルキル基(たとえば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(たとえば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(たとえば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(たとえば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素環基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、たとえば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、芳香族複素環基(たとえば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(たとえば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(たとえば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(たとえば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(たとえば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(たとえば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(たとえば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(たとえば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(たとえば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(たとえば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。 In the general formula (A), each of the substituents represented by R ′ and R ″ in CR′R ″ or SiR′R ″ represented by X is an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group). Group, isopropyl group, t-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group etc.), alkenyl group ( For example, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl group (for example, ethynyl group, propargyl group, etc.), aromatic hydrocarbon ring group (aromatic carbocyclic group, aryl group, etc.), for example, phenyl group, p-chlorophenyl Group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorene group Group, phenanthryl group, indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group) Groups (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, Flazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group, benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (carbon atoms constituting the carboline ring of carbolinyl group) One of which was replaced by a nitrogen atom Quinoxalinyl group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group (eg, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group) 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, naphthyl group, etc.) Oxy 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, Chlorothio group, etc.), arylthio group (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group) Etc.), aryloxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (eg, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group) Cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyri Acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthyl, etc. Carbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (eg, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (eg, Methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group Group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, Propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.) Ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecyl group) Ureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenyl) Sulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group, etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), aryl A sulfonyl group or a heteroarylsulfonyl group (eg, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino (For example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (for example Fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.), fluorinated hydrocarbon group (for example, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, nitro group, hydroxy group, Examples include a mercapto group and a silyl group (for example, a trimethylsilyl group, a triisopropylsilyl group, a triphenylsilyl group, a phenyldiethylsilyl group, etc.). These substituents may be further substituted with the above substituents. A plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.
中でも、XとしてはNR′又はOが好ましく、また、R′としては、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、たとえば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基)、又は芳香族複素環基(たとえば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)が特に好ましい。
上記の芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、各々一般式(A)において、R′、R″で各々表される置換基を有してもよい。
Among these, X is preferably NR ′ or O, and R ′ is an aromatic hydrocarbon group (also referred to as an aromatic carbocyclic group, an aryl group, etc., for example, a phenyl group, a p-chlorophenyl group, a mesityl group, A tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, an anthryl group, an azulenyl group, an acenaphthenyl group, a fluorenyl group, a phenanthryl group, an indenyl group, a pyrenyl group, a biphenylyl group), or an aromatic heterocyclic group (for example, a furyl group, a thienyl group, a pyridyl group) Group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group and the like are particularly preferable.
The above aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group each may have a substituent represented by R ′ or R ″ in the general formula (A).
一般式(A)において、Arで表される芳香環としては、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が挙げられる。また、芳香環は単環でもよく、縮合環でもよく、更に、無置換であっても良いし、一般式(A)においてR′、R″で各々表される置換基を有していてもよい。 In the general formula (A), examples of the aromatic ring represented by Ar include an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring. The aromatic ring may be a single ring or a condensed ring, and may be unsubstituted, or may have a substituent represented by R ′ or R ″ in the general formula (A). Good.
一般式(A)において、Arにより表される芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環はさらに、一般式(A)においてR′、R″で各々表される置換基を有していても良い。 In the general formula (A), examples of the aromatic hydrocarbon ring represented by Ar include a benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring, and triphenylene. Ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyrene Ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring and the like. These rings may further have substituents represented by R ′ and R ″ in the general formula (A).
一般式(A)において、Arにより表される芳香族複素環としては、たとえば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。
これらの環は、さらに一般式(A)においてR′、R″で各々表される置換基を有していても良い。
In the general formula (A), examples of the aromatic heterocycle represented by Ar include a furan ring, a dibenzofuran ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, and a triazine ring. , Benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indazole ring, indazole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoline Ring, isoquinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (showing a ring in which one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom), etc. Can be mentioned.
These rings may further have substituents represented by R ′ and R ″ in the general formula (A).
上記の中でも、一般式(A)において、Arで表される芳香環としては、好ましくは、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ベンゼン環であり、より好ましくは、カルバゾール環、カルボリン環、ベンゼン環であり、更に好ましくは置換基を有するベンゼン環であり、特に好ましくはカルバゾリル基を有するベンゼン環である。 Among the above, in the general formula (A), the aromatic ring represented by Ar is preferably a carbazole ring, carboline ring, dibenzofuran ring, or benzene ring, and more preferably a carbazole ring, carboline ring, or benzene ring. More preferred is a benzene ring having a substituent, and particularly preferred is a benzene ring having a carbazolyl group.
また、一般式(A)において、Arで表される芳香環としては、各々3環以上の縮合環が好ましい一態様であり、3環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。なお、これらの環は、さらに上記の置換基を有していてもよい。 In the general formula (A), each of the aromatic rings represented by Ar is preferably a condensed ring having 3 or more rings, and the aromatic hydrocarbon condensed ring in which 3 or more rings are condensed is a specific example. Naphthacene ring, anthracene ring, tetracene ring, pentacene ring, hexacene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, benzopyrene ring, benzoazulene ring, chrysene ring, benzochrysene ring, acenaphthene ring, acenaphthylene ring, triphenylene ring, coronene ring, benzocoronene Ring, hexabenzocoronene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, fluoranthene ring, perylene ring, naphthoperylene ring, pentabenzoperylene ring, benzoperylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyrantolen ring, coronene ring, naphthocolonene ring, ovalen ring, Anthracanthrene rings It is. These rings may further have the above substituents.
また、3環以上が縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す。)、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環(ナフトチオフェン環)等が挙げられる。なお、これらの環はさらに置換基を有していてもよい。 Specific examples of the aromatic heterocycle condensed with three or more rings include an acridine ring, a benzoquinoline ring, a carbazole ring, a carboline ring, a phenazine ring, a phenanthridine ring, a phenanthroline ring, a carboline ring, a cyclazine ring, Kindin ring, tepenidine ring, quinindrin ring, triphenodithiazine ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, diazacarbazole ring (any one of the carbon atoms constituting the carboline ring is a nitrogen atom Phenanthroline ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring, benzodifuran ring, benzodithiophene ring, naphthodifuran ring, naphthodithiophene ring, anthrafuran ring, anthradifuran ring , Emissions tiger thiophene ring, anthradithiophene ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, such as thio fan train ring (naphthothiophene ring). In addition, these rings may further have a substituent.
また、一般式(A)において、nは0〜8の整数を表すが、0〜2であることが好ましく、特にXがO、Sである場合には1〜2であることが好ましい。 Moreover, in general formula (A), although n represents the integer of 0-8, it is preferable that it is 0-2, and when X is O and S especially, it is preferable that it is 1-2.
本発明においては、特に、ジベンゾフラン環とカルバゾール環をともに有する低分子化合物が好ましい。 In the present invention, a low molecular compound having both a dibenzofuran ring and a carbazole ring is particularly preferable.
以下に、本発明で用いることのできるホスト化合物の具体的な化合物を例示する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 Specific examples of host compounds that can be used in the present invention are shown below. However, the present invention is not limited to these.
(2.2)従来公知のホスト化合物との併用
また、本発明にかかるホスト化合物は、複数種の化合物を併用して用いてもよい。複数種のホスト化合物を用いることにより、電荷(正孔および/または電子)の移動度(移動量)を調整することができ、有機EL素子100の発光効率を向上させることができる。
(2.2) Combined use with conventionally known host compounds The host compound according to the present invention may be used in combination of a plurality of types of compounds. By using a plurality of types of host compounds, the mobility (movement amount) of electric charges (holes and / or electrons) can be adjusted, and the light emission efficiency of the
一般式(A)で表されるホスト化合物と併用してもよいホスト化合物としては、公知のホスト化合物を用いることができる。 As the host compound that may be used in combination with the host compound represented by the general formula (A), a known host compound can be used.
本発明において、併用することができるホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、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。 In this invention, there is no restriction | limiting in particular as a host compound which can be used together, 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.
本発明に用いることができる公知のホスト化合物としては正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。 As the known host compound 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 being increased in wavelength, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
また、リン光発光ドーパントとして用いられる公知の化合物を3種以上用いることで、演色性の良い白色の発光色を得ることができる。 In addition, by using three or more known compounds used as phosphorescent light emitting dopants, a white luminescent color with good color rendering can be obtained.
また、本発明に用いられるホスト化合物としては、低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(重合性発光ホスト)でもよく、このような化合物を二種又は三種以上用いてもよい。 The host compound 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, two or more such compounds may be used.
具体的には、ホスト化合物の分子内において、カルバゾール骨格、トリアリールアミン骨格、チオフェン骨格、フラン骨格、カルボリン骨格、ジアザカルバゾール骨格を有するのが好ましく、カルバゾール骨格、チオフェン骨格、フラン骨格を有するのがより好ましい。 Specifically, the host compound preferably has a carbazole skeleton, a triarylamine skeleton, a thiophene skeleton, a furan skeleton, a carboline skeleton, or a diazacarbazole skeleton, and has a carbazole skeleton, a thiophene skeleton, or a furan skeleton. Is more preferable.
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。 Specific examples of known host compounds include compounds described in the following documents.
特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等。 JP-A-2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445 gazette, 2002-343568 gazette, 2002-141173 gazette, 2002-352957 gazette, 2002-203683 gazette, 2002-363227 gazette, 2002-231453 gazette, No. 003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002. -302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.
発光層中には低分子化合物が含有されることが好ましく、分子量3000以下の繰り返し単位を含まない低分子化合物であることが素材合成の簡便性や膜形成時の溶媒含有量の観点から好ましい。より好ましくは200〜2000の範囲であり、さらに好ましくは400〜1500の範囲である。分子量が3000より大きい場合、素材合成が複雑となり製造コストが上がるだけでなく、分子間の空隙に溶媒を取り込みやすくなって発光が不安定となり、駆動時の発熱や保存時の温度の影響により発光の信頼性が損なわれる。
ここでいう「分子量」とは、従来公知の質量スペクトルを用いて得られるが、高分子(たとえば、分子量が10000以上のもの)については、従来公知のGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)を用いて測定したものである。
The light emitting layer preferably contains a low molecular weight compound, and is preferably a low molecular weight compound not containing a repeating unit having a molecular weight of 3000 or less from the viewpoint of the ease of material synthesis and the solvent content during film formation. More preferably, it is the range of 200-2000, More preferably, it is the range of 400-1500. When the molecular weight is greater than 3000, not only the material synthesis is complicated and the production cost increases, but also the solvent is easily taken into the voids between the molecules and the light emission becomes unstable, and the light emission is caused by the heat generated during driving and the temperature during storage. Reliability is impaired.
“Molecular weight” as used herein is obtained using a conventionally known mass spectrum. For polymers (for example, those having a molecular weight of 10,000 or more), a conventionally known GPC (gel permeation chromatography) is used. It is measured.
(3)ウェットプロセス
本発明にかかる発光層はウェットプロセスで形成されることにより、発光ドーパント化合物が均一に含有された層となる。本発明において、ウェットプロセスは、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法等の塗布法による成膜が好ましい。
また、本発明の電子輸送層は、ウェットプロセスにより形成される。
(3) Wet Process The light emitting layer according to the present invention is a layer containing a light emitting dopant compound uniformly by being formed by a wet process. In the present invention, the wet process is preferably film formation by a coating method such as a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or a spray coating method.
The electron transport layer of the present invention is formed by a wet process.
本発明にかかる有機EL素子材料を溶解または分散する液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、3−メトキシブチルアセテート等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等の非フッ化アルコール類、トリフルオロエタノール(TFEO)、テトラフルオロプロパノール(TFPO)、ヘキサフルオロプロパノール(HFPO)等のフッ化アルコール類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができるが、素子中の含まれる溶媒量を抑制する点から、沸点が50℃〜180℃の範囲の溶媒が好適に用いられる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。 Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL device material according to the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, and fatty acid esters such as ethyl acetate, isopropyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and 3-methoxybutyl acetate. , Halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, mesitylene and cyclohexylbenzene, non-fluorinated alcohols such as methanol, ethanol, propanol and isopropanol, trifluoroethanol (TFEO), tetra Fluorinated alcohols such as fluoropropanol (TFPO) and hexafluoropropanol (HFPO), aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin and dodecane, DMF, DMSO, etc. Although it is possible to use an organic solvent, from the viewpoint of inhibiting a solvent amount contained in the device, the boiling point is preferably used is a solvent in the range of 50 ° C. to 180 ° C.. 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.
本発明において、有機EL素子中に含まれる溶媒含有量としては、1〜0.01μg/cm2の範囲である。0.01μg以下の場合には、有機膜が疎となるため素子駆動時の高電圧化を引き起こし、1μg/cm2以上の場合には素子駆動時の物質拡散や発光材料の凝集を引き起こし、低効率、低駆動寿命となってしまう。これらの溶媒含有量は昇温脱離ガス分光法により求めることができる。 In the present invention, the solvent content contained in the organic EL element is in the range of 1 to 0.01 μg / cm 2 . In the case of 0.01 μg or less, the organic film becomes sparse, so that a high voltage is generated when the element is driven. In the case of 1 μg / cm 2 or more, substance diffusion or aggregation of the light emitting material is caused when the element is driven. Efficiency, low drive life. These solvent contents can be determined by temperature programmed desorption gas spectroscopy.
《陽極2》
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、電気伝導性化合物およ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。
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As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound and 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.
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余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。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。 The anode may be formed by depositing a thin film of these electrode materials by vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by photolithography, 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.
この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常は、10〜1000nmの範囲であり、好ましくは10〜200nmの範囲である。 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 in the range of 10 to 1000 nm, preferably in the range of 10 to 200 nm.
《陰極8》
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、電気伝導性化合物およ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、電子注入性およ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、たとえば、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。
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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.
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。 The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μmの範囲内、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極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。 The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected within the range of 10 nm to 5 μm, preferably within the range of 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission luminance is improved, which is convenient.
また、陰極に上記金属を1〜20nmの範囲内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することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。 Moreover, after producing the said metal with the film thickness in the range of 1-20 nm in a cathode, producing a transparent or semi-transparent cathode by producing the electroconductive transparent material quoted by description of the anode on it. By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.
《支持基板1》
本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
<Supporting substrate 1>
The 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 is not particularly limited in the type of glass, plastic, etc., and is transparent. Or opaque. When extracting light from the support substrate side, the support substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.
樹脂フィルムとしては、たとえば、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(商品名JSR社製)あるいはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。 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, polysulfone , Polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylates, cyclone resins such as Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Etc.
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、さらには、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、10−3cm3/(m2・24h・atm)以下、水蒸気透過度が10−3g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度が10−5g/(m2・24h)以下であることがさらに好ましい。 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 further, oxygen measured by a method according to JIS K 7126-1987. A high barrier film having a permeability of 10 −3 cm 3 / (m 2 · 24 h · atm) or less and a water vapor permeability of 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less is preferable. More preferably, the transmittance is 10 −5 g / (m 2 · 24 h) or less.
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、たとえば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 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、たとえば、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−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。 The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, the vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, and the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.
不透明な支持基板としては、たとえば、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。 Examples of the opaque support substrate include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, ceramic substrates, and the like.
《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、たとえば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
<Sealing>
As a sealing means used for 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.
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。 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.
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、ゲルマニウムおよびタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属または合金からなるものが挙げられる。 Specific examples include a glass plate, a polymer plate / film, and a metal plate / film. Examples of the glass plate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz. Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3cm3/(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。 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 measured by a method according to JIS K 7126-1987 of 1 × 10 −3 cm 3 / (m 2 · 24 h · atm) or less, and conforms to JIS K 7129-1992. The water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured by the above method is preferably 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less.
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。 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および熱硬化型接着剤、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、エポキシ系等の熱および化学硬化型(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。 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 liquid 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.
なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、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。 In addition, since an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesive-hardened from room temperature to 80 degreeC is preferable. Further, a desiccant may be dispersed in the adhesive. Application | coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print like screen printing.
また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、たとえば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、たとえば真空蒸着法、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−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。 In addition, it is also preferable that the electrode and the organic layer are coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film. . In this case, the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing infiltration 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. The method for forming these films is not particularly limited. For example, vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma A polymerization 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、気相および液相では、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。 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 is also possible. Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
吸湿性化合物としては、たとえば、金属酸化物(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、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(たとえば、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、金属ハロゲン化物および過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。 Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (eg, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide), sulfates (eg, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate). Etc.), metal halides (for example, calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide, etc.), perchloric acids (for example, perchloric acid) Barium, magnesium perchlorate, etc.), 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封止膜、あるいは封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
《Protective film, protective plate》
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 or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween. In particular, when sealing is performed with a sealing film, the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate. As a material that can be used for this, the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for sealing can be used. It is preferable to use it.
《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の範囲内程度)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。
《Light extraction》
The organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (with a refractive index in the range of 1.7 to 2.1), and light of about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer. It is generally said that it can only be taken out. 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.
この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、たとえば、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。 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。 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.
本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。 In the present invention, by combining these means, it is possible to obtain an element having higher luminance or durability.
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。 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.
低屈折率層としては、たとえば、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の範囲内程度であるので、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、さらに1.35以下であることが好ましい。 Examples of the low refractive index layer include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally in the range of 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Further, it is preferably 1.35 or less.
また、低屈折率媒質の厚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。 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若しくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が1次の回折や2次の回折といったいわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。 The method of introducing a diffraction grating into an interface 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 go out due to total reflection between layers, etc. is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (inside a transparent substrate or transparent electrode). I want to take it out.
導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な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。 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.
回折格子を導入する位置としては前述のとおり、いずれかの層間若しくは媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。 As described above, the position where the diffraction grating is introduced may be in any one 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.
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倍の範囲内程度が好ましい。 At this time, the period of the diffraction grating is preferably in the range of about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium.
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 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、たとえば、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、あるいはいわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、たとえば、素子発光面に対し正面方向に集光したりすることにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
<Condenser sheet>
The organic EL element of the present invention is processed on the light extraction side of the substrate, for example, to provide a microlens array-like structure, or in combination with a so-called condensing sheet, for example, with respect to a specific direction, for example, the element light emitting surface. By condensing in the front direction, the luminance in a specific direction can be increased.
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の範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。 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 within a range of 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.
集光シートとしては、たとえば、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、たとえば、住友スリーエム社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、たとえば、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。 As the condensing sheet, for example, a sheet that is put into practical use in an LED backlight of a liquid crystal display device can be used. As such a sheet, for example, a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used. As the shape of the prism sheet, for example, the base material may be formed with 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.
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。たとえば、(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。 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/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製法を説明する。
<< Method for producing organic EL element >>
As an example of the method for producing the organic EL device of the present invention, a method for producing an organic EL device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described.
まず適当な基体上に所望の電極物質、たとえば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10〜200nmの範囲内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。 First, a desired electrode material, for example, a thin film made of an anode material is formed on a suitable substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 10 to 200 nm. Make it.
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、電子輸送層、電子注入層の有機化合物薄膜を形成させる。 Next, an organic compound thin film of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, which are organic EL element materials, is formed thereon.
これら各層の形成方法としては、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、スプレー法)等があるが、本発明においては、電子輸送層は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のキノリナト錯体及び電子輸送性化合物を用いて、ウェットプロセスにより形成する。
また、他の有機機能層においても、均質な膜が得られやすく、素材が任意の比率で混合でき、かつピンホールが生成しにくい等の点から、ウェットプロセスで形成されることが好ましく、中でも、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、スプレー法等の塗布法による成膜が好ましい。
As a method for forming each of these layers, there are a vapor deposition method, a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, spray method) and the like. In the present invention, the electron transport layer is an alkali metal or alkaline earth. It is formed by a wet process using a quinolinate complex of a similar metal and an electron transporting compound.
Also, other organic functional layers are preferably formed by a wet process from the viewpoint that a uniform film is easily obtained, the materials can be mixed at an arbitrary ratio, and pinholes are not easily generated. Film formation by a coating method such as a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or a spray method is preferable.
本発明にかかる有機EL素子材料を溶解または分散する液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。 Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL device material according to the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, Aromatic hydrocarbons such as mesitylene and cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used. Moreover, as a dispersion method, it can disperse | distribute by dispersion methods, such as an ultrasonic wave, high shear force dispersion | distribution, and media dispersion | distribution.
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、たとえば、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。 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.
また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、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の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を+、陰極を−の極性として電圧2〜40Vの範囲内程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。 In addition, it is also possible to reverse the production order and produce the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection 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 by applying a voltage in the range of 2 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. An alternating voltage may be applied. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
《用途》
本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイなどの表示装置や、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、たとえば、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。
<Application>
The organic EL element of the present invention can be used as a display device such as a display device or a display, or various light emitting 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.
本発明の有機EL素子においては、必要に応じて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。 In the organic EL element of the present invention, patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like as needed during film formation. In the case of patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned. In the fabrication of the element, a conventionally known method is used. Can do.
本発明の有機EL素子や本発明にかか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−2000(コニカミノルタセンシング社製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。 The light emission color of the organic EL device of the present invention and the compound according to the present invention is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (edited by the Japan Color Society, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured with the total CS-2000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) is applied to the CIE chromaticity coordinates.
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=0.35±0.1、Y=0.35±0.1の領域内にあることをいう。 When the organic EL element of the present invention is a white element, white means that the chromaticity in the CIE1931 color system at 1000 cd / m 2 is X when the 2 ° viewing angle front luminance is measured by the above method. = 0.35 ± 0.1, Y = 0.35 ± 0.1.
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」あるいは「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」あるいは「質量%」を表す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, although the display of "part" or "%" is used in an Example, unless otherwise indicated, "part by mass" or "mass%" is represented.
《有機EL素子の作製》
(1)試料No.1の有機EL素子の作製
(1.1)ガスバリア性の可撓性フィルムの作製
可撓性フィルムとして、ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン社製フィルム、以下、PENと略記する)の陽極を形成する側の全面に、特開2004−68143号に記載の構成からなる大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、連続して可撓性フィルム上に、SiOxからなる無機物のガスバリア膜を厚さ500nmとなるように形成し、酸素透過度0.001ml/m2/day以下、水蒸気透過度0.001g/m2/day以下のガスバリア性の可撓性フィルムを作製した。
<< Production of organic EL element >>
(1) Sample No. 1. Production of Organic EL Element (1.1) Production of Gas Barrier Flexible Film As a flexible film, an anode of a polyethylene naphthalate film (Teijin DuPont film, hereinafter abbreviated as PEN) is formed. An inorganic gas barrier film made of SiOx has a thickness of 500 nm continuously on a flexible film using an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus having the structure described in JP-A-2004-68143 on the entire surface on the side. A gas barrier flexible film having an oxygen permeability of 0.001 ml / m 2 / day or less and a water vapor permeability of 0.001 g / m 2 / day or less was produced.
(1.2)陽極の形成
準備したガスバリア性の可撓性フィルム上に厚さ120nmのITO(インジウムチンオキシド)をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、陽極を形成した。
なお、パターンは発光面積が50mm平方になるようなパターンとした。
(1.2) Formation of Anode A 120 nm thick ITO (indium tin oxide) film was formed by sputtering on the prepared gas barrier flexible film, and patterned by photolithography to form an anode.
The pattern was such that the light emission area was 50 mm square.
(1.3)正孔注入層の形成
パターニング後のITO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。この基板上に、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と略記、Bayer製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を用い、3000rpm、30秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの正孔注入層を設けた。
(1.3) Formation of hole injection layer The patterned ITO substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. On this substrate, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (abbreviated as PEDOT / PSS, manufactured by Bayer, Baytron P Al 4083) diluted to 70% with pure water was used at 3000 rpm, 30 A thin film was formed by spin coating under the conditions of seconds, and then dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a hole injection layer having a thickness of 30 nm.
(1.4)正孔輸送層の形成
この基板を、窒素ガス(グレードG1)を用いた窒素雰囲気下に移し、下記組成の正孔輸送層組成物を用い、1500rpm、30秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、160℃で30分間保持し、膜厚30nmの正孔輸送層を設けた。
(1.4) Formation of hole transport layer This substrate was transferred to a nitrogen atmosphere using nitrogen gas (grade G1), and a hole transport layer composition having the following composition was used. Spinning was performed at 1500 rpm for 30 seconds. After forming a thin film by the coating method, it was kept at 160 ° C. for 30 minutes to provide a hole transport layer having a thickness of 30 nm.
<正孔輸送層組成物>
正孔輸送材料(60)(重量平均分子量Mw=80000) 5質量部
クロロベンゼン 1000質量部
<Hole transport layer composition>
Hole transport material (60) (weight average molecular weight Mw = 80000) 5 parts by mass Chlorobenzene 1000 parts by mass
(1.5)発光層の形成
次いで、下記組成の発光層組成物を用い、1500rpm、30秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、120℃で30分間保持し膜厚50nmの発光層を設けた。
(1.5) Formation of Light-Emitting Layer Next, a light-emitting layer composition having the following composition was used to form a thin film by spin coating under conditions of 1500 rpm and 30 seconds, and then held at 120 ° C. for 30 minutes to emit light with a thickness of 50 nm. A layer was provided.
<発光層組成物>
ホスト化合物OC−29 8.78質量部
リン光発光ドーパント化合物DP−1 3.01質量部
リン光発光ドーパント化合物D−67 0.05質量部
リン光発光ドーパント化合物D−75 0.05質量部
酢酸イソプロピル 2000質量部
<Light emitting layer composition>
Host compound OC-29 8.78 parts by mass Phosphorescence emission dopant compound DP-1 3.01 parts by mass Phosphorescence emission dopant compound D-67 0.05 parts by mass Phosphorescence emission dopant compound D-75 0.05 parts by mass Acetic acid Isopropyl 2000 parts by mass
(1.6)電子輸送層の形成
続いて、下記組成の電子輸送層組成物(塗布液)を用い、1000rpm、30秒の条件でスピンコート法により薄膜を形成した後、120℃で30分間保持し、膜厚30nmの電子輸送層を設けた。なお、下記電子輸送層組成物には、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の金属化合物(その他の金属化合物)として、酢酸セシウムを添加している。
(1.6) Formation of Electron Transport Layer Subsequently, using an electron transport layer composition (coating liquid) having the following composition, a thin film was formed by spin coating under conditions of 1000 rpm and 30 seconds, and then at 120 ° C. for 30 minutes. An electron transport layer having a thickness of 30 nm was provided. In addition, cesium acetate is added to the following electron transport layer composition as a metal compound (another metal compound) of an alkali metal or an alkaline earth metal.
<電子輸送層組成物>
8−ヒドロキシキノリナトリチウム 0.3質量部
電子輸送性化合物HS−6 2.7質量部
酢酸セシウム 0.18質量部
1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノール 800質量部
エタノール(脱水) 200質量部
<Electron transport layer composition>
8-hydroxyquinolinato lithium 0.3 parts by mass Electron transporting compound HS-6 2.7 parts by mass Cesium acetate 0.18 parts by
なお、後述する試料No.13,15,16の有機EL素子のような、キノリナト錯体や電子輸送性化合物を「無し」としたサンプルにおいては(表1参照)、他の添加する材料のみで上記キノリナト錯体及び電子輸送性化合物の総量(3質量部)を満たすように調製を行った。 In addition, sample No. described later. In samples where the quinolinate complex or the electron transport compound is “none”, such as the organic EL devices of 13, 15, and 16 (see Table 1), the quinolinate complex and the electron transport compound can be obtained using only other materials to be added. Preparation was performed so as to satisfy the total amount (3 parts by mass).
(1.7)電子注入層、陰極の形成
続いて、基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムをそれぞれ入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を4×10−5Paまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱してフッ化ナトリウムを0.02nm/秒で前記電子輸送層上に蒸着させて膜厚1nmの薄膜を形成し、続けて同様にフッ化カリウムを0.02nm/秒で当該薄膜上に蒸着させて、膜厚1.5nmの電子注入層を設けた。
引き続き、電子注入層上にアルミニウムを蒸着して厚さ100nmの陰極を設けた。
(1.7) Formation of electron injection layer and cathode Subsequently, the substrate was attached to a vacuum deposition apparatus without being exposed to the atmosphere. A molybdenum resistance heating boat containing sodium fluoride and potassium fluoride is attached to a vacuum deposition apparatus, and after the vacuum chamber is depressurized to 4 × 10 −5 Pa, the boat is energized and heated. Sodium fluoride was vapor-deposited on the electron transport layer at 0.02 nm / second to form a thin film having a thickness of 1 nm, and potassium fluoride was similarly vapor-deposited on the thin film at 0.02 nm / second, An electron injection layer having a thickness of 1.5 nm was provided.
Subsequently, aluminum was deposited on the electron injection layer to provide a cathode having a thickness of 100 nm.
(1.8)封止及び有機EL素子の作製
引き続き、市販のロールラミネート装置を用いて封止部材を接着し、試料No.1の有機EL素子を作製した。
(1.8) Sealing and Production of Organic EL Element Subsequently, a sealing member was adhered using a commercially available roll laminating apparatus, and sample No. 1 organic EL element was produced.
詳しくは、封止部材として、可撓性の厚み30μmのアルミニウム箔(東洋アルミニウム株式会社製)に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(12μm厚)をドライラミネーション用の接着剤(2液反応型のウレタン系接着剤)を用いラミネートした(接着剤層の厚み1.5μm)ものを用いた。 Specifically, as a sealing member, a flexible aluminum foil (made by Toyo Aluminum Co., Ltd.) having a thickness of 30 μm, a polyethylene terephthalate (PET) film (12 μm thickness) and an adhesive for dry lamination (two-component reaction type urethane) (Adhesive layer thickness 1.5 μm) was used.
アルミニウム面に封止用接着剤として、熱硬化性接着剤を、ディスペンサーを使用してアルミ箔の接着面(つや面)に沿って厚み20μmで均一に塗布した。これを100Pa以下の真空下で12時間乾燥させた。さらに露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmの窒素雰囲気下へ移動し、12時間以上乾燥させ、封止用接着剤の含水率を100ppm以下となるように調整した。
熱硬化接着剤としては下記の(A)〜(C)を混合したエポキシ系接着剤を用いた。
A thermosetting adhesive was uniformly applied to the aluminum surface as a sealing adhesive with a thickness of 20 μm along the adhesive surface (glossy surface) of the aluminum foil using a dispenser. This was dried under a vacuum of 100 Pa or less for 12 hours. Furthermore, it moved to nitrogen atmosphere with a dew point temperature of −80 ° C. or lower and an oxygen concentration of 0.8 ppm, dried for 12 hours or longer, and adjusted the moisture content of the sealing adhesive to 100 ppm or lower.
As the thermosetting adhesive, an epoxy adhesive mixed with the following (A) to (C) was used.
(A)ビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA)
(B)ジシアンジアミド(DICY)
(C)エポキシアダクト系硬化促進剤
(A) Bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA)
(B) Dicyandiamide (DICY)
(C) Epoxy adduct curing accelerator
以上のようにして、封止部材を、取り出し電極及び電極リードの接合部を覆うようにして密着・配置して、圧着ロールを用いて厚着条件、圧着ロール温度120℃、圧力0.5MPa、装置速度0.3m/minで密着封止して、試料No.1の有機EL素子とした。 As described above, the sealing member is closely attached and arranged so as to cover the joint between the extraction electrode and the electrode lead, and the thickening condition, the pressure roll temperature of 120 ° C., the pressure of 0.5 MPa, and the apparatus using the pressure roll. The sample No. 2 was tightly sealed at a speed of 0.3 m / min. 1 organic EL element.
(2)試料No.2〜16の有機EL素子の作製
試料No.1の有機EL素子の作製において、電子輸送層の材料としてのキノリナト錯体、電子輸送性化合物、その他の金属化合物、溶媒を表1に記載のとおりに変更した。
それ以外は同様にして、試料No.2〜16の有機EL素子を作製した。
なお、後述する溶解性の評価において×と評価されたものは、電子輸送層の材料が溶媒に溶解せず、電子輸送層を成膜することができなかったため有機EL素子の作製を行っていない。
(2) Sample No. Preparation of
Other than that, in the same manner, sample No. 2 to 16 organic EL elements were produced.
In addition, what was evaluated as “x” in the solubility evaluation described later was not manufactured as an organic EL element because the material of the electron transport layer was not dissolved in the solvent and the electron transport layer could not be formed. .
《有機EL素子の評価》
試料No.1〜16の有機EL素子に対し、下記の各評価を行った。
<< Evaluation of organic EL elements >>
Sample No. The following evaluations were performed on 1 to 16 organic EL elements.
(1)溶解性の評価
試料No.1〜16の有機EL素子の作製に用いられた電子輸送層組成物について、調製直後の材料の溶解性、及び1日静置後の材料の析出について目視による評価を行った。
評価結果を表1に示す。なお、表1に示す評価結果は、以下の判断基準に基づいて行ったものである。
(1) Evaluation of solubility Sample No. About the electron carrying layer composition used for preparation of the organic EL element of 1-16, visual evaluation was performed about the solubility of the material immediately after preparation, and precipitation of the material after 1 day standing.
The evaluation results are shown in Table 1. The evaluation results shown in Table 1 are based on the following criteria.
○:無色透明であり溶け残り及び析出が全くない。
△:溶解直後は無色透明であり溶け残りは無いが、1日静置後に塗布液が白濁する。
×:塗布液が白濁する。
○: colorless and transparent, no undissolved residue and no precipitation.
(Triangle | delta): It is colorless and transparent immediately after melt | dissolution, and there is no undissolved residue, but a coating liquid becomes cloudy after leaving still for one day.
X: The coating solution becomes cloudy.
(2)積層性の評価
試料No.1〜16の有機EL素子の発光層及び電子輸送層の形成方法と同様にして、石英基板上に発光層及び電子輸送層を積層して形成したサンプルと、石英基板上に発光層のみ形成したサンプルとを作製し、反射分光膜厚計(大塚電子社製 FE−3000)を用いて各サンプルの発光層の膜厚を計測し、比較した。
また、試料No.1〜16の有機EL素子を作製後に発光させた場合の発光輝度ムラを目視にて評価した。
評価結果を表1に示す。なお、表1に示す評価結果は、以下の判断基準に基づいて行ったものである。
(2) Evaluation of lamination property Sample No. In the same manner as the method for forming the light emitting layer and the electron transport layer of the organic EL elements 1 to 16, a sample formed by laminating the light emitting layer and the electron transport layer on the quartz substrate, and only the light emitting layer was formed on the quartz substrate. Samples were prepared, and the film thickness of the light emitting layer of each sample was measured and compared using a reflection spectral film thickness meter (FE-3000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).
Sample No. Luminance unevenness of light emission when the organic EL elements 1 to 16 were made to emit light after production was visually evaluated.
The evaluation results are shown in Table 1. The evaluation results shown in Table 1 are based on the following criteria.
○:発光層及び電子輸送層が積層されたサンプルの発光層膜厚が、発光層のみが形成されたサンプルの発光層膜厚の95%以上であり、下層(発光層)の流失が極めて少なく、有機EL素子の発光輝度ムラも無い。
△:発光層及び電子輸送層が積層されたサンプルの発光層膜厚が、発光層のみが形成されたサンプルの発光層膜厚の90%以上であり、下層(発光層)の流失が少ないが、有機EL素子の発光輝度ムラがやや見られる。
×:発光層及び電子輸送層が積層されたサンプルの発光層膜厚が、発光層のみが形成されたサンプルの発光層膜厚の90%より少なく、下層(発光層)の流失が認められ、有機EL素子の発光輝度ムラが見られる。
○: The thickness of the light emitting layer of the sample in which the light emitting layer and the electron transporting layer are laminated is 95% or more of the thickness of the light emitting layer of the sample in which only the light emitting layer is formed, and the loss of the lower layer (light emitting layer) is extremely small. Also, there is no light emission luminance unevenness of the organic EL element.
Δ: The light emitting layer thickness of the sample in which the light emitting layer and the electron transport layer are laminated is 90% or more of the light emitting layer thickness of the sample in which only the light emitting layer is formed, and the lower layer (light emitting layer) is less lost. The light emission luminance unevenness of the organic EL element is slightly seen.
X: The light emitting layer film thickness of the sample in which the light emitting layer and the electron transport layer are laminated is less than 90% of the light emitting layer film thickness of the sample in which only the light emitting layer is formed, and the loss of the lower layer (light emitting layer) is observed, The light emission luminance unevenness of the organic EL element is observed.
(3)駆動電圧及び発光効率の測定
試料No.1〜16の有機EL素子に対し、室温(約23〜25℃の範囲内)で、2.5mA/cm2の定電流密度条件下による点灯を行い、分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタセンシング社製)を用いて、各素子の発光輝度を測定し、当該電流値における駆動電圧及び発光効率(外部取り出し効率)を求めた。
評価結果を表1に示す。
なお、駆動電圧及び発光効率は試料No.13の有機EL素子の駆動電圧及び発光効率を100とする相対値で表した。
表1中、駆動電圧の数値が小さいほど、また、発光効率の数値が大きいほど、低電力駆動、高効率であり優れていることを示している。
(3) Measurement of drive voltage and luminous efficiency Sample No. The organic EL elements 1 to 16 are lit at a constant current density of 2.5 mA / cm 2 at room temperature (in the range of about 23 to 25 ° C.), and a spectral radiance meter CS-2000 (Konica Minolta). The light emission luminance of each element was measured using Sensing Corp., and the drive voltage and the light emission efficiency (external extraction efficiency) at the current value were determined.
The evaluation results are shown in Table 1.
Note that the driving voltage and the light emission efficiency are the same as in sample No. The driving voltage and luminous efficiency of 13 organic EL elements were expressed as relative values.
In Table 1, it is shown that the smaller the numerical value of the driving voltage and the larger the numerical value of the light emission efficiency, the lower the power driving and the higher the efficiency.
(4)連続駆動安定性(半減寿命)の評価
試料No.1〜16の有機EL素子を半径5cmの円柱に巻きつけ、その後各素子を折り曲げた状態で連続駆動させ、上記分光放射輝度計CS−2000を用いて輝度を測定し、測定した輝度が半減する時間(LT50)を求めた。駆動条件は、連続駆動開始時に4000cd/m2となる電流値とした。
評価結果を表1に示す。
なお、半減寿命は試料No.13の有機EL素子の半減寿命を100とする相対値で表した。
表1中、数値が大きいほど、連続駆動安定性に優れている(長寿命である)ことを示している。
(4) Evaluation of continuous drive stability (half life) 1 to 16 organic EL elements are wound around a cylinder having a radius of 5 cm, and then each element is continuously driven in a bent state, and the luminance is measured using the spectral radiance meter CS-2000, and the measured luminance is halved. Time (LT50) was determined. The driving condition was set to a current value of 4000 cd / m 2 at the start of continuous driving.
The evaluation results are shown in Table 1.
In addition, the half life is the sample No. It represented with the relative value which sets the half life of 13 organic EL elements to 100.
In Table 1, it shows that it is excellent in continuous drive stability (long life), so that a numerical value is large.
(5)溶媒含有量の測定
試料No.1〜16の有機EL素子において陰極成膜及び封止を行わない素子も同様に作成し、これらの素子について電子科学社製TDS1200を用いて昇温脱離スペクトルを測定し、定面積当たりの溶媒含有量を算出した。なお、溶媒含有量は試料No.13の有機EL素子の溶媒含有量を100とする相対値で表した。
表1中、数値が小さいほど、溶媒含有量が少ないことを示す。
(5) Measurement of solvent content Sample No. In the same manner, devices that do not perform cathode film formation and sealing in the organic EL devices 1 to 16 were prepared, and the temperature-programmed desorption spectrum of these devices was measured using TDS1200 manufactured by Denshi Kagaku Co., Ltd. The content was calculated. In addition, solvent content is sample No. It represented with the relative value which makes the solvent content of 13
In Table 1, it shows that there are few solvent contents, so that a numerical value is small.
(6)高温保存時の信頼性の評価
上記(4)の連続駆動安定性の評価において、85℃の環境下に保存して行った以外は同様にして評価を行った。
評価結果を表1に示す。
表1中、数値が大きいほど、高温保存時の信頼性が優れていることを示している。
(6) Evaluation of reliability at high temperature storage In the continuous drive stability evaluation of (4) above, evaluation was performed in the same manner except that the storage was performed in an environment of 85 ° C.
The evaluation results are shown in Table 1.
In Table 1, the larger the value, the better the reliability at high temperature storage.
(7)まとめ
表1に示すとおり、本発明の試料No.1〜12の有機EL素子は、比較例の試料No.13〜16の有機EL素子と比較して、素子材料の溶解性、積層性、発光効率、駆動電圧、寿命及び高温保存時の信頼性において、優れていることが明らかである。
以上から、電子輸送性化合物に、一般式(1)で表されるキノリナト錯体及び非フッ化アルコール溶媒を混合して塗布液を調製し、当該塗布液を塗布し乾燥させて電子輸送層を形成することが有用であることがわかる。
(7) Summary As shown in Table 1, sample No. The organic EL elements 1 to 12 have the sample numbers of Comparative Examples. As compared with the organic EL elements of 13 to 16, it is clear that the element material is excellent in solubility, stackability, luminous efficiency, driving voltage, lifetime and reliability at high temperature storage.
As described above, the electron transporting compound is mixed with the quinolinato complex represented by the general formula (1) and the non-fluorinated alcohol solvent to prepare a coating solution, and the coating solution is applied and dried to form an electron transporting layer. It turns out to be useful.
特に、本発明における有機EL素子は、表示装置および照明装置に用いた場合、有用である。 In particular, the organic EL element in the present invention is useful when used in a display device and a lighting device.
1 支持基板
2 陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 陰極
9 封止接着剤
10 封止部材
20 積層体
100 有機EL素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
前記電子輸送層は、
電子輸送性化合物と、リチウムのキノリナト錯体とが、非フッ化アルコール溶媒に溶解されて調製される塗布液が、塗布されて乾燥されることで形成されたものであり、
前記リチウムのキノリナト錯体が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
The electron transport layer is
An electron transport compound, and quinolinato complexes of lithium, the coating liquid thus prepared is dissolved in a non-fluorinated alcohol solvent state, and are not formed by being dried is applied,
The organic luminescence device, wherein the lithium quinolinato complex is represented by the following general formula (1) .
一般式(2)
Qm−Ln
〔式中、Lは縮合した芳香族複素環を表し、Qは芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、n及びmは、各々1〜3の整数を表す。nが2以上の場合には、Lは互いに異なっていても良く、mが2以上の場合には、Qは互いに異なっていても良い。〕 The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the electron transporting compound is represented by the following general formula (2).
General formula (2)
Qm-Ln
[In the formula, L represents a condensed aromatic heterocyclic ring, Q represents an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring, and n and m each represent an integer of 1 to 3. When n is 2 or more, L may be different from each other, and when m is 2 or more, Q may be different from each other. ]
電子輸送性化合物と、リチウムのキノリナト錯体とを、非フッ化アルコール溶媒に溶解させ塗布液を調製する工程と、
前記塗布液を塗布し乾燥させることで前記電子輸送層を形成する工程と、を備え、
前記リチウムのキノリナト錯体が、下記一般式(1)で表されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
A step of preparing a coating solution by dissolving an electron transporting compound and a lithium quinolinate complex in a non-fluorinated alcohol solvent;
Forming the electron transport layer by applying and drying the coating solution ,
The method for producing an organic electroluminescence device, wherein the lithium quinolinato complex is represented by the following general formula (1) .
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