JP6123438B2 - ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT, LIGHTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME - Google Patents

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Description

本発明は、発光効率に優れ、駆動電圧が低く、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子、それを具備した照明装置及び表示装置に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element having excellent luminous efficiency, low driving voltage, and long life, and an illumination device and a display device including the organic electroluminescence element.

有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう。)は、陽極と陰極の間を、有機発光物質が含有された厚さ僅か0.1μm程度の有機薄膜層(単層部又は多層部)で構成する薄膜型の全固体素子である。このような有機EL素子に2〜20V程度の比較的低い電圧を印加すると、有機薄膜層に陰極から電子が注入され、陽極から正孔が注入される。この電子と正孔が発光層において再結合することで励起子が生成し、この励起子が失活する際に発光(蛍光・リン光)が得られることが知られており、次世代の平面ディスプレイや照明として期待されている技術である。   An organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element) is an organic thin film layer (single layer portion or multilayer portion) having a thickness of only about 0.1 μm containing an organic light emitting substance between an anode and a cathode. It is a thin film type all solid-state element to be configured. When a relatively low voltage of about 2 to 20 V is applied to such an organic EL element, electrons are injected from the cathode and holes are injected from the anode into the organic thin film layer. It is known that excitons are generated by recombination of electrons and holes in the light-emitting layer, and emission (fluorescence / phosphorescence) is obtained when the excitons are deactivated. This technology is expected as a display and lighting.

同じ原理で発光する素子として、LED(Light Emitting Diode)素子が知られているが、両者には大きな違いが存在する。有機EL素子を構成する薄膜は、有機物、無機物を問わずアモルファス状態の薄膜を用いるのに対し、LED素子では、結晶体を使用する点にある。この結晶体の大きなメリットは、高導電性と熱や駆動経時での材料や膜の安定性に優れる点である。このことにより、一般にLED素子の特徴として知られている高輝度、高寿命性能が達成されている。   An LED (Light Emitting Diode) element is known as an element that emits light based on the same principle, but there is a great difference between the two. The thin film constituting the organic EL element uses an amorphous thin film regardless of whether it is organic or inorganic, whereas the LED element uses a crystal. The great merit of this crystal is that it is highly conductive and excellent in the stability of the material and film over time of heat and driving. As a result, high brightness and long life performance, which are generally known as characteristics of LED elements, are achieved.

一方、LEDにおける最大のデメリットは、結晶全体として機能を発現するため、結晶の欠陥(結晶粒界)が存在するとキャリアトラップや励起子の消光等が生じ、発光機能が阻害される。このため結晶の欠陥の生成確率を下げること、つまり個々の素子の大きさを拡大することが困難となる。事実、現在のところ発光面積の拡大は、複数の素子を集積することでしか解決できていない。   On the other hand, the biggest demerit in the LED is that the function of the entire crystal is exhibited. Therefore, if there are crystal defects (crystal grain boundaries), the carrier traps and exciton quenching occur, and the light emission function is hindered. For this reason, it becomes difficult to reduce the generation probability of crystal defects, that is, to increase the size of each element. In fact, at present, the expansion of the light emitting area can only be solved by integrating a plurality of elements.

他方、有機EL素子では、結晶ではなく、アモルファス膜が用いられており、もっぱら、アモルファス性の向上(結晶性の抑制)や熱安定性向上等、アモルファス膜由来の課題に対する開発が活発に行われていることは周知の事実である。   On the other hand, in organic EL elements, amorphous films are used instead of crystals, and developments for issues derived from amorphous films such as improvement of amorphousness (suppression of crystallinity) and improvement of thermal stability are actively conducted. It is a well-known fact.

有機EL素子の性能向上にあたり、原理的な課題を有するアモルファス材料ではなく、結晶性の材料に着目した例として。例えば、特許文献1では量子ドットを発光層材料として用い、正孔輸送層を形成する正孔輸送材料の正孔移動度を調整し、電子ブロック能を持たせるという技術が開示されている。また、例えば、特許文献2では2つの量子ドット単分子膜で挟まれた励起子生成層を有する発光素子が開示されている。しかしながら、これらの方法では、濃度消光を起こしやすい量子ドットの添加量に限りがあるため、発光効率が十分とは言えない。   As an example of focusing on crystalline materials, not amorphous materials that have fundamental problems in improving the performance of organic EL elements. For example, Patent Document 1 discloses a technique in which quantum dots are used as a light emitting layer material, the hole mobility of a hole transport material forming a hole transport layer is adjusted, and an electron blocking ability is provided. For example, Patent Document 2 discloses a light emitting device having an exciton generation layer sandwiched between two quantum dot monomolecular films. However, in these methods, the amount of quantum dots that easily cause concentration quenching is limited, so that the light emission efficiency is not sufficient.

特開2006−190682号公報JP 2006-190682 A 特開2009−87754号公報JP 2009-87754 A

本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光効率に優れ、駆動電圧が低く、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することである。また、該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置及び表示装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above-described problems and circumstances, and a problem to be solved is to provide an organic electroluminescence element having excellent luminous efficiency, low driving voltage, and long life. Moreover, it is providing the illuminating device and display apparatus provided with this organic electroluminescent element.

本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について、原理的な課題を有するアモルファス材料ではなく、結晶性の材料に着目した。さらには大面積化に向けて、やはり大きな課題を持つLEDに求める様な結晶粒界のない単一な結晶ではなく、結晶粒界に起因する発光機能の阻害抑制に対し検討をおこなった。その結果、後述したようにバルク(層)中に多数の結晶粒界をもつナノ結晶粒子を用いた場合、結晶粒界に起因する発光機能の阻害に対して大きな抑制効果を見出すに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has focused on a crystalline material, not an amorphous material having a principle problem, for the cause of the above-described problems. Furthermore, for the purpose of increasing the area, we investigated the inhibition of the light emission function caused by the crystal grain boundary, not the single crystal without the crystal grain boundary as required for the LED which still has a big problem. As a result, as described later, when nanocrystal particles having a large number of crystal grain boundaries in the bulk (layer) are used, a great suppression effect on the inhibition of the light emitting function caused by the crystal grain boundaries has been found.

すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。   That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.

1.陰極と陽極との間に、発光層と当該発光層の両側に隣接して2層の電荷輸送層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層と、前記2層の電荷輸送層のうちの少なくとも一層とが、ナノ結晶粒子を含有していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。   1. An organic electroluminescence device having a light emitting layer and two charge transport layers adjacent to both sides of the light emitting layer between a cathode and an anode, wherein the light emitting layer and the two charge transport layers An organic electroluminescence device, wherein at least one of the layers contains nanocrystalline particles.

2.前記発光層に隣接する陰極側の前記電荷輸送層が、前記ナノ結晶粒子を含有していることを特徴とする第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   2. 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the charge transport layer on the cathode side adjacent to the light emitting layer contains the nanocrystal particles.

3.前記発光層に隣接する陽極側の前記電荷輸送層が、前記ナノ結晶粒子を含有していることを特徴とする第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   3. 2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the charge transport layer on the anode side adjacent to the light emitting layer contains the nanocrystal particles.

4.前記電荷輸送層が含有するナノ結晶粒子が、有機ナノ結晶粒子であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   4). Item 4. The organic electroluminescence element according to any one of Items 1 to 3, wherein the nanocrystalline particles contained in the charge transport layer are organic nanocrystalline particles.

5.前記電荷輸送層が含有するナノ結晶粒子が、無機ナノ結晶粒子であることを特徴とする第1項から第3項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   5. Item 4. The organic electroluminescence device according to any one of Items 1 to 3, wherein the nanocrystalline particles contained in the charge transport layer are inorganic nanocrystalline particles.

6.前記無機ナノ結晶粒子が、金属、金属塩又は金属酸化物のナノ結晶粒子であることを特徴とする第5項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   6). 6. The organic electroluminescence device according to item 5, wherein the inorganic nanocrystal particles are metal, metal salt or metal oxide nanocrystal particles.

7.第1項から第6項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、白色発光を呈することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。   7). An organic electroluminescence device according to any one of items 1 to 6, wherein the organic electroluminescence device exhibits white light emission.

8.第1項から第7項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする照明装置。   8). An organic electroluminescence element according to any one of items 1 to 7 is provided.

9.第1項から第7項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする表示装置。   9. A display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of items 1 to 7.

本発明の上記手段により、発光効率に優れ、駆動電圧が低く、長寿命の有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。また、該有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置及び表示装置を提供することができる。   By the above means of the present invention, it is possible to provide an organic electroluminescence device having excellent luminous efficiency, low driving voltage and long life. Moreover, the illuminating device and display apparatus provided with this organic electroluminescent element can be provided.

本発明の効果の発現機構ないし作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。すなわち、通常のアモルファス膜から成る有機EL素子ではなく、ナノ結晶粒子(多結晶)膜から成る有機EL素子において、多結晶に起因する結晶粒界に対する電荷輸送性向上(キャリアトラップの抑制)、発光性向上(励起子トラップの抑制、再結合向上、消光抑制)の結果として、発光層内での電子と正孔の再結合が効率化したものと考えられる。   The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows. That is, in an organic EL device consisting of a nanocrystalline particle (polycrystalline) film rather than a normal organic EL device consisting of an amorphous film, the charge transporting property to the grain boundary caused by the polycrystal is improved (suppressing carrier traps) and light emission. It is considered that the recombination of electrons and holes in the light emitting layer has been made efficient as a result of the improvement of the property (suppression of exciton trap, improvement of recombination, suppression of quenching).

ナノ結晶の模式図の一例Example of schematic diagram of nanocrystal 有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図Schematic diagram showing an example of a display device composed of organic EL elements 表示部Aの模式図Schematic diagram of display part A 画素の回路図Pixel circuit diagram パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図Schematic diagram of passive matrix type full color display device 照明装置の概略図Schematic of lighting device 照明装置の模式図Schematic diagram of lighting device

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と陽極との間に、発光層と当該発光層の両側に隣接して2層の電荷輸送層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層と、前記2層の電荷輸送層のうちの少なくとも一層とが、ナノ結晶粒子を含有していることを特徴とする。この特徴は、請求項1から請求項9までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。   The organic electroluminescent device of the present invention is an organic electroluminescent device having a light emitting layer and two charge transport layers adjacent to both sides of the light emitting layer between a cathode and an anode, In addition, at least one of the two charge transport layers contains nanocrystalline particles. This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 9.

本発明の実施態様としては、前記発光層に隣接する陰極側の前記電荷輸送層が、前記ナノ結晶粒子を含有していることが好ましい。また、前記発光層に隣接する陽極側の前記電荷輸送層が、前記ナノ結晶粒子を含有していることが、好ましい。   As an embodiment of the present invention, it is preferable that the charge transport layer on the cathode side adjacent to the light emitting layer contains the nanocrystal particles. Moreover, it is preferable that the said charge transport layer of the anode side adjacent to the said light emitting layer contains the said nanocrystal particle.

さらに、本発明においては、前記電荷輸送層が含有するナノ結晶粒子が、有機ナノ結晶粒子であることが好ましい。これにより、が得られる。   Furthermore, in the present invention, the nanocrystal particles contained in the charge transport layer are preferably organic nanocrystal particles. This gives:

また、前記電荷輸送層が含有するナノ結晶粒子が、無機ナノ結晶粒子であることが好ましい。さらに、前記無機ナノ結晶粒子が、金属、金属塩又は金属酸化物のナノ結晶粒子であることが好ましい。有機エレクトロルミネッセンス素子が、白色発光を呈することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the nanocrystal particles contained in the charge transport layer are inorganic nanocrystal particles. Further, the inorganic nanocrystal particles are preferably metal, metal salt or metal oxide nanocrystal particles. It is preferable that the organic electroluminescence device exhibits white light emission.

本発明の有機EL素子は、照明装置及び表示装置に好適に具備され得る。   The organic EL element of the present invention can be suitably included in a lighting device and a display device.

以下、本発明とその構成要素、及び本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。なお、本願において、「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。   Hereinafter, the present invention, its components, and modes and modes for carrying out the present invention will be described in detail. In addition, in this application, "-" is used in the meaning which includes the numerical value described before and behind that as a lower limit and an upper limit.

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.

《有機EL素子の構成層》
本発明の有機EL素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を上げることができるが、これらに限定されるものではない。
<< Constitutional layer of organic EL element >>
As typical element structures in the organic EL element of the present invention, the following structures can be raised, but are not limited thereto.

なお、電荷輸送層とは、有機EL素子に電圧を印加した際に電荷移動が起こる層をいう。具体的には正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層及び電子注入層等が挙げられる。ただし、本発明において発光層は除く。   The charge transport layer is a layer in which charge transfer occurs when a voltage is applied to the organic EL element. Specific examples include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. However, the light emitting layer is excluded in the present invention.

本発明の有機EL素子は、発光層の両側に隣接して2層の電荷輸送層を有する。
(1)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(2)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(3)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(4)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/(電子阻止層/)発光層/(正孔阻止層/)電子輸送層/電子注入層/陰極
上記の中で(4)の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
The organic EL device of the present invention has two charge transport layers adjacent to both sides of the light emitting layer.
(1) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (2) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode (3) Anode / hole injection layer / Hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (4) anode / hole injection layer / hole transport layer / (electron blocking layer /) light emitting layer / (hole blocking layer /) electron transport layer / electron injection Layer / Cathode Among the above, the configuration (4) is preferably used, but is not limited thereto.

本発明に係る発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。   The light emitting layer according to the present invention is composed of a single layer or a plurality of layers, and when there are a plurality of light emitting layers, a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers.

必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層(正孔障壁層ともいう。)や電子注入層(陰極バッファー層ともいう。)を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層(電子障壁層ともいう。)や正孔注入層(陽極バッファー層ともいう。)を設けてもよい。   If necessary, a hole blocking layer (also referred to as a hole blocking layer) or an electron injection layer (also referred to as a cathode buffer layer) may be provided between the light emitting layer and the cathode. An electron blocking layer (also referred to as an electron barrier layer) or a hole injection layer (also referred to as an anode buffer layer) may be provided therebetween.

本発明に係る電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、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。また、複数層で構成されていてもよい。   The electron transport layer according to the present invention is a layer 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. Moreover, you may be comprised by multiple layers.

本発明に係る正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。また、複数層で構成されていてもよい。   The hole transport layer according to the present invention is a layer 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. Moreover, you may be comprised by multiple layers.

上記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を有機層ともいう。   In the above typical element configuration, the layer excluding the anode and the cathode is also referred to as an organic layer.

(タンデム構造)
また、本発明に係る有機EL素子は、少なくとも1層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
(5)陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/中間層/第3発光ユニット/陰極
ここで、上記第1発光ユニット、第2発光ユニット及び第3発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また2つの発光ユニットが同じであり、残る1つが異なっていてもよい。
(Tandem structure)
Further, the organic EL element according to the present invention may be an element having a so-called tandem structure in which a plurality of light emitting units including at least one light emitting layer are stacked. As typical element configurations of the tandem structure, for example, the following configurations can be given.
(5) Anode / first light emitting unit / intermediate layer / second light emitting unit / intermediate layer / third light emitting unit / cathode Here, the first light emitting unit, the second light emitting unit and the third light emitting unit are all the same. Or different. Two light emitting units may be the same, and the remaining one may be different.

複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。   A plurality of light emitting units may be laminated directly or via an intermediate layer, and the intermediate layer is generally an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, an intermediate layer. A known material structure can be used as long as it is also called an insulating layer and has a function of supplying electrons to the anode-side adjacent layer and holes to the cathode-side adjacent layer.

中間層に用いられる材料としては、例えば、ITO(インジウム・錫酸化物)、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)、ZnO、TiN、ZrN、HfN、TiOx、VOx、CuI、InN、GaN、CuAlO、CuGaO、SrCu、LaB、RuO、Al等の導電性無機化合物層や、Au/Bi等の2層膜や、SnO/Ag/SnO、ZnO/Ag/ZnO、Bi/Au/Bi、TiO/TiN/TiO、TiO/ZrN/TiO等の多層膜、またC60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。 Examples of the material used for the intermediate layer include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO 2 , TiN, ZrN, HfN, TiOx, VOx, CuI, InN, GaN, and CuAlO 2. , CuGaO 2 , SrCu 2 O 2 , LaB 6 , RuO 2 , Al, etc., conductive inorganic compound layers, Au / Bi 2 O 3, etc., two-layer films, SnO 2 / Ag / SnO 2 , ZnO / Ag / ZnO, Bi 2 O 3 / Au / Bi 2 O 3 , TiO 2 / TiN / TiO 2 , TiO 2 / ZrN / TiO 2 and other multilayer films, C 60 and other fullerenes, conductive organic layers such as oligothiophene Conductive organic compound layers such as metal phthalocyanines, metal-free phthalocyanines, metal porphyrins, metal-free porphyrins, etc. The invention is not limited to these.

発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば上記の代表的な素子構成で挙げた(1)〜(4)の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Examples of a preferable configuration in the light emitting unit include those in which the anode and the cathode are excluded from the configurations (1) to (4) described in the above representative element configurations, but the present invention is limited to these. Not.

タンデム型有機EL素子の具体例としては、例えば、米国特許第6,337,492号、米国特許第7,420,203号、米国特許第7,473,923号、米国特許第6,872,472号、米国特許第6,107,734号、米国特許第6,337,492号、国際公開第2005/009087号、特開2006−228712号公報、特開2006−24791号公報、特開2006−49393号公報、特開2006−49394号公報、特開2006−49396号公報、特開2011−96679号公報、特開2005−340187号公報、特許第4711424号公報、特許第3496681号公報、特許第3884564号公報、特許第4213169号公報、特開2010−192719号公報、特開2009−076929号公報、特開2008−078414号公報、特開2007−059848号公報、特開2003−272860号、特開2003−045676号、国際公開第2005/094130号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the tandem organic EL element include, for example, US Pat. No. 6,337,492, US Pat. No. 7,420,203, US Pat. No. 7,473,923, US Pat. No. 6,872, No. 472, US Pat. No. 6,107,734, US Pat. No. 6,337,492, International Publication No. 2005/009087, JP-A 2006-228712, JP-A 2006-24791, JP-A 2006 -49393, JP-A-2006-49394, JP-A-2006-49396, JP-A-2011-96679, JP-A-2005-340187, JP-A-4711424, JP-A-3496681, Patent Japanese Patent No. 3884564, Japanese Patent No. 431169, Japanese Patent Laid-Open No. 2010-192719, Japanese Patent Laid-Open No. 2009-0. 6929, JP 2008-078414 A, JP 2007-059848 A, JP 2003-272860 A, JP 2003-045676 A, International Publication No. 2005/094130, etc. However, the present invention is not limited to these.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陰極と陽極との間に、発光層と当該発光層の両側に隣接して2層の電荷輸送層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層と前記2層の電荷輸送層のうちの少なくとも一層とが、ナノ結晶粒子を含有していることを特徴とする。   The organic electroluminescent device of the present invention is an organic electroluminescent device having a light emitting layer and two charge transport layers adjacent to both sides of the light emitting layer between a cathode and an anode, At least one of the two charge transport layers contains nanocrystal particles.

《ナノ結晶粒子》
これまで有機ELデバイスを形成する各有機層の膜はアモルファス膜であることが良い、即ち結晶性の膜は適さないとされてきた。それは、結晶粒界での電荷トラップ等が悪影響するためであるからと説明されてきた。しかしながら、本発明では後述するように、ナノ結晶粒子を含む発光層に隣接する電荷輸送層としてナノ結晶粒子を含有する層を設置した場合、当該発光層に隣接する層と発光層間の電荷注入は加速される一方で、発光層内では電荷トラップ(閉じ込め)機能が向上し、比較的単純な層構成で、発光効率の向上が実現できることがわかった。
《Nanocrystalline particles》
Until now, the film of each organic layer forming the organic EL device is preferably an amorphous film, that is, a crystalline film is not suitable. It has been explained that this is because charge trapping at the crystal grain boundary adversely affects. However, in the present invention, as will be described later, when a layer containing nanocrystalline particles is installed as a charge transport layer adjacent to a light emitting layer containing nanocrystalline particles, charge injection between the layer adjacent to the light emitting layer and the light emitting layer is performed as follows. While accelerated, it was found that the charge trapping function is improved in the light emitting layer, and that the light emission efficiency can be improved with a relatively simple layer structure.

ここで、本発明で用いるナノ結晶粒子についてさらに説明をする。ナノ結晶粒子とは粒径がおよそ5nm〜70nmであるような多結晶体のことを示す。粒径が、前述のナノ領域に入ると、特異な物性を有するようになることが知られている。例えば、金属ナノ粒子においては、金属表面での格子間の結合が寸断され、電子的に不安定な状態となる。粒子同士が安定化するために、通常では生じないイレギュラーな結合状態を持つ結晶粒界が形成される。   Here, the nanocrystal particles used in the present invention will be further described. The nanocrystal particle indicates a polycrystal having a particle size of about 5 nm to 70 nm. It is known that when the particle diameter enters the above-mentioned nano-region, it has unique physical properties. For example, in a metal nanoparticle, the bond between lattices on the metal surface is broken, resulting in an electronically unstable state. In order to stabilize the grains, a grain boundary having an irregular bond state that does not normally occur is formed.

図1はナノ結晶の模式図の一例である。1つ1つの粒が原子または分子とすると、規則的な配列をしているbからなる部分は1つのナノ結晶を表している。その結晶の間と間の不規則に配列しているaからなる部分は結晶粒界を表す。以上のように、本発明でのナノ結晶粒子は微細な結晶の集合体を示すことから、X線回折法(XRD法)による結晶ピークが観察されるに対し、ピークが観察されないナノサイズのアモルファス粒子(微粒子)とは異なるものである。   FIG. 1 is an example of a schematic diagram of a nanocrystal. If each grain is an atom or a molecule, the part of b having a regular arrangement represents one nanocrystal. The part consisting of a which is irregularly arranged between and between the crystals represents a crystal grain boundary. As described above, since the nanocrystal particles in the present invention show an aggregate of fine crystals, a crystal peak by the X-ray diffraction method (XRD method) is observed, whereas a nano-size amorphous in which no peak is observed It is different from particles (fine particles).

ナノ結晶粒子の平均粒径の測定法としては、特に限定されないが、例えば、ナノ結晶粒子を走査型電子顕微鏡により、観察、撮影された写真画像より算出するもので、顕微鏡の倍率を10000倍に設定して写真撮影を行い、写真画像上より算出する方法等を用いることができる。   The method for measuring the average particle size of the nanocrystal particles is not particularly limited. For example, the nanocrystal particles are calculated from a photographed image that is observed and photographed with a scanning electron microscope, and the magnification of the microscope is 10,000 times. It is possible to use a method of setting and taking a photograph and calculating from a photograph image.

サイズがμm以上の大きな結晶(粉体やバルク結晶)は、既に広く研究対象とされ、実用にも供されてきたが、近年、それらをより小さなナノサイズの結晶にした場合に、ナノ結晶粒子は、構造、物性、機能、化学反応性などが、より望ましい方向、又は革新的な方向へと変化することが多々見出され、孤立分子とバルク結晶の間に位置する物質・材料の鍵状態の一つとして、研究開発が進められつつある。有機系ナノ結晶粒子の研究は、無機系ナノ結晶粒子に遅れること10年、1990年代初めに我が国で開始された。これまでに、種々の基礎・基盤的ポテンシャルが蓄積されると同時に、既に一部では、実用技術として社会還元が図られつつある。   Large crystals (powder and bulk crystals) with a size of μm or more have already been widely studied and put to practical use. However, in recent years, when they are made into smaller nanosized crystals, nanocrystal particles It is often found that the structure, physical properties, functions, chemical reactivity, etc. change in a more desirable or innovative direction, which is the key state of a substance / material located between an isolated molecule and a bulk crystal. For example, research and development is being promoted. Research on organic nanocrystal particles began in Japan in the early 1990s, 10 years behind inorganic nanocrystal particles. To date, various basic and fundamental potentials have been accumulated, and at the same time, some have already been socially returned as practical technologies.

まず、有機ナノ結晶粒子の作製法では、無機物質に比べて熱的に不安定なものが多い有機物質系に広く適用可能な汎用的作製法として、「再沈法」が見出され、ほぼ確立されている。対象化合物を良溶媒に溶かして、その溶液を無限希釈可能な貧溶媒に注入し、再沈殿させるという簡便且つ穏和な手法であり、結晶化しにくい化合物や難溶性化合物への対処法、自動化・量産手法も開発され、ほぼ全ての化合物のナノ結晶粒子化が可能になりつつある。最近、油滴の中で結晶化させるエマルジョン法の有用性も示された。   First, as a method for producing organic nanocrystal particles, a “reprecipitation method” has been found as a general-purpose production method that can be widely applied to organic materials, which are more thermally unstable than inorganic materials. Has been established. This is a simple and mild technique in which the target compound is dissolved in a good solvent, and the solution is poured into a poor solvent that can be diluted infinitely and reprecipitated. A method has also been developed, and nanocrystal particles of almost all compounds are becoming possible. Recently, the usefulness of the emulsion method of crystallization in oil droplets has also been demonstrated.

次に、分子状態やバルク結晶と比べての、有機ナノ結晶粒子の個性の解明では、一例として、結晶サイズに依存して、吸収や発光の色が変わることが見出されている。無機ナノ結晶粒子でも同様の現象が見出されているが、無機ナノ結晶粒子より一桁大きなサイズ領域で、サイズ依存が発現することから、有機系ナノ結晶粒子に固有の現象と言える。他にも、ナノ結晶粒子の方が化学反応性が高くなることや単結晶転移現象が起こりやすくなること、バルクとは異なる結晶多形、したがって異なる物性や機能が発現することなど、個性が多々見出されている。発展として、有機と無機のナノ結晶粒子同士の複合により、加成性を超えた電子状態が発現することも見出されている。   Next, in elucidation of the individuality of organic nanocrystal particles compared to molecular states and bulk crystals, it has been found that, as an example, the color of absorption and emission changes depending on the crystal size. A similar phenomenon has been found in inorganic nanocrystal particles, but it can be said to be a phenomenon unique to organic nanocrystal particles because size dependence is manifested in a size region that is an order of magnitude larger than that of inorganic nanocrystal particles. In addition, the individuality of nanocrystal particles such as higher chemical reactivity, easier single-crystal transition phenomenon, different crystal polymorphism from the bulk, and therefore different physical properties and functions are observed. Has been issued. As a development, it has also been found that an electronic state exceeding additivity is expressed by a composite of organic and inorganic nanocrystal particles.

有機ナノ結晶粒子の材料化手法として、分散液からの、通常のスピンコートに加えて、静電吸着による累積薄膜化手法、ナノ結晶粒子の包み込みによる球状粒子化手法、分散液そのものを液・晶として用いる手法、液中で電場・磁場配向させた後固化させる手法など多々提示されている。   As a method for materializing organic nanocrystal particles, in addition to the usual spin coating from dispersion liquid, cumulative thinning technique by electrostatic adsorption, spherical particle formation technique by wrapping nanocrystal particles, dispersion liquid itself as liquid / crystal There are many methods such as the method used as a solidification and the method of solidifying after electric / magnetic orientation in liquid.

有機EL素子の発光層で用いるナノ結晶粒子は、有機ナノ結晶粒子であること好ましい。この場合、後述する発光ドーパントを前述のような方法でナノ結晶粒子化することが好ましく、更には、(発光)ホスト化合物と複合化した有機ナノ結晶粒子を用いることが好ましい。また、各ナノ結晶粒子を含有する層における、粒界の存在はSEM(走査型顕微鏡)あるいはTEM(透過型顕微鏡)による層の断面の観察から容易に確認でき、凝集・融着・焼成等による、粒子系の増大や層の均一化等がおこらないことが好ましい(例えば、日本化学会編、第5版実験化学講座、28,266−285(2005)参照。)。   The nanocrystal particles used in the light emitting layer of the organic EL element are preferably organic nanocrystal particles. In this case, it is preferable to form nanocrystalline particles of a light-emitting dopant described later by the method described above, and it is also preferable to use organic nanocrystalline particles combined with a (luminescent) host compound. In addition, the presence of grain boundaries in the layer containing each nanocrystal particle can be easily confirmed by observing the cross section of the layer by SEM (scanning microscope) or TEM (transmission microscope), and can be confirmed by aggregation, fusion, firing, etc. It is preferable that the particle system does not increase or the layer is made uniform (for example, see the Chemical Society of Japan, 5th edition, Experimental Chemistry Course, 28, 266-285 (2005)).

本発明の効果の発現機構ないし作用機構について、以下のように推察している。ナノ結晶粒子内においては、微小域の結晶同士がクラスター化しているため、多数の結晶粒界、即ち欠陥が存在する。しかしながら前述のとおり、このようなナノ領域では通常では生じないイレギュラーな結合状態が生じるため、これらの欠陥が及ぼす影響は無視できる。次に、問題となるのがナノ結晶粒子間での結晶粒界となる。このナノ結晶粒子間での結晶粒界については、大きく2つのタイプに分けられる。   The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is presumed as follows. In the nanocrystal particle, since crystals in a minute region are clustered, a large number of crystal grain boundaries, that is, defects exist. However, as described above, in such a nano-region, an irregular bond state that does not normally occur occurs, and thus the influence of these defects can be ignored. Next, the problem is the grain boundary between the nanocrystal particles. The grain boundary between the nanocrystal particles can be roughly divided into two types.

(1)単一機能層内での結晶粒界による機能低下
詳しくは下記するが、通常の均一なアモルファス膜とは異なり、ナノ結晶粒子間に生じる電界集中によって、注入障壁の増大は無視できることがわかった。一方で、キャリアトラップ等による移動度の低下は、発光層においては、キャリアトラップ性能の向上により、ホールブロック、電子ブロック及び励起子ブロック機能が向上することによって、認められず、むしろ発光効率の向上が生じた。
(1) Functional degradation due to grain boundaries in a single functional layer As will be described in detail below, unlike normal uniform amorphous films, an increase in the injection barrier can be ignored due to electric field concentration occurring between nanocrystalline particles. all right. On the other hand, the decrease in mobility due to carrier traps and the like is not recognized in the light emitting layer due to the improvement of the hole trap, electron block and exciton block functions due to the improvement of the carrier trap performance, but rather the luminous efficiency is improved. Occurred.

(2)隣接する機能層間での結晶粒界による機能低下
特に、この項目(2)については、発現機能によって材料の特性(最高被占分子軌道(HOMO)、最低空分子軌道(LUMO)、フェルミ準位、仕事関数及び電荷輸送性等)が異なるため、ナノ結晶粒子であるか否かに関わらず、材料特性として大なり小なり注入障壁を有する。そのため、結晶粒界によるさらなる機能性の低下、特に電荷注入性の低下は致命的な問題となる。しかしながら、本発明の用途となる有機EL素子においては、使用時に電界が生じているため、次のような電荷注入が可能となることがわかった。
(2) Degradation of function due to grain boundaries between adjacent functional layers In particular, for item (2), material properties (highest occupied molecular orbital (HOMO), lowest unoccupied molecular orbital (LUMO), Fermi The level, work function, charge transportability, etc.) are different, so that the material properties have an injection barrier that is more or less regardless of whether it is a nanocrystalline particle or not. For this reason, a further decrease in functionality due to crystal grain boundaries, particularly a decrease in charge injection property, is a fatal problem. However, it has been found that, in an organic EL element that is an application of the present invention, an electric field is generated at the time of use, so that the following charge injection is possible.

ナノ結晶粒子を含有する発光層に隣接する電荷輸送層にナノ結晶粒子を含有する層を設置した場合、つまり前記(2)場合であるが、ナノ結晶粒子を含有する層では、通常の均一なアモルファス膜とは異なり粒子部分だけに電界がかかり、電界集中が生じる。この電界集中によって、注入障壁をキャンセルできることがわかった。   When a layer containing nanocrystalline particles is placed in the charge transport layer adjacent to the light emitting layer containing nanocrystalline particles, that is, in the case of (2) above, in the layer containing nanocrystalline particles, a normal uniform layer is used. Unlike an amorphous film, an electric field is applied only to the particle portion, resulting in electric field concentration. It was found that the injection barrier can be canceled by this electric field concentration.

(3)このことから、電界集中が生じないアモルファス膜からナノ結晶粒子を含有する層での注入障壁の緩和について考えれば良いことが明らかとなった。   (3) From this, it has been clarified that the relaxation of the injection barrier in the layer containing nanocrystal particles from the amorphous film in which the electric field concentration does not occur may be considered.

良く知られている有機EL素子の構成として「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」を考えてみると、正孔注入層、電子注入層のような、電極に隣接する層の特徴としては、隣接するもう一方の層とのエネルギー準位が近く(エネルギー障壁を抑制)、電極(金属)とのバンドベンディングが可能(電極とのエネルギー準位の差をバンドベンディングによって縮める)が必須条件となる。   Considering the well-known configuration of organic EL elements as “anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode”, a hole injection layer, electron injection The characteristics of the layer adjacent to the electrode, such as the layer, are close to the energy level of the other adjacent layer (suppressing the energy barrier) and can be band-bended with the electrode (metal) (energy with the electrode) The difference in level is reduced by band bending).

本発明では、発光層とその隣接層にナノ結晶粒子を含有する層を配置するため、i)正孔注入層から正孔輸送層、ii)電子注入層から電子輸送層、iii)正孔輸送層から発光層、iv)電子輸送層から発光層の4項目についてアモルファス膜からナノ結晶粒子を含有する層での注入障壁の緩和について検討を行った。   In the present invention, since a layer containing nanocrystal particles is disposed in the light emitting layer and its adjacent layer, i) hole injection layer to hole transport layer, ii) electron injection layer to electron transport layer, and iii) hole transport. We studied the relaxation of the injection barrier in the layer containing nanocrystal particles from the amorphous film for the four items from the layer to the light emitting layer, and iv) from the electron transport layer to the light emitting layer.

アモルファス膜からナノ結晶粒子を含有する層への注入障壁の緩和について、正孔あるいは電子注入層と同様な観点で考えると、発光層に隣接する層にとって必要な機能を有する層は、
i−1)a)発光層とエネルギー順位が近く、且つナノ結晶粒子含有、b)正孔注入層とボンドベンディング可能な正孔輸送層、
i−2)a)発光層とエネルギー順位が近く、且つナノ結晶粒子含有、b)正孔注入層がナノ結晶粒子含有層
ii−1)a)発光層とエネルギー順位が近く、且つナノ結晶粒子含有、b)電子注入層とボンドベンディング可能な電子輸送層、
ii−2)a)発光層とエネルギー順位が近く、且つナノ結晶粒子含有、b)電子注入層がナノ結晶粒子含有層、
iii)a)発光層とエネルギー順位が近く、b)ナノ結晶粒子含有 もしくはボンドベンディング可能な正孔輸送層、
iv)a)発光層とエネルギー順位が近く、b)ナノ結晶粒子含有 もしくはボンドベンディング可能な電子輸送層
と考えられる。
Regarding relaxation of the injection barrier from the amorphous film to the layer containing nanocrystal particles, from the same viewpoint as the hole or electron injection layer, the layer having a function necessary for the layer adjacent to the light emitting layer is:
i-1) a) a hole transport layer that is close in energy ranking to the light emitting layer and contains nanocrystal particles, and b) a bond bendable hole injection layer.
i-2) a) energy order close to that of the light emitting layer and containing nanocrystalline particles, b) the hole injection layer containing nanocrystalline particles
ii-1) a) an electron transport layer that is close in energy ranking to the light emitting layer and contains nanocrystal particles, and b) can be bond-bended with the electron injection layer,
ii-2) a) The energy ranking is close to that of the light emitting layer and contains nanocrystal particles, b) the electron injection layer is a nanocrystal particle containing layer,
iii) a) a hole transport layer that is close in energy ranking to the light-emitting layer, and b) contains nanocrystal particles or is capable of bond bending,
iv) It is considered to be an electron transport layer in which a) the energy ranking is close to that of the light emitting layer, and b) a nanocrystal particle-containing or bond-bendable.

ボンドベンディングの容易性の観点から、金属、金属酸化物、高電荷密度材料(n型半導体、p型半導体)が候補となる
本発明では、前述したように発光層に隣接する少なくとも一層は、電荷輸送層(後述する電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層等を意味する)にナノ結晶粒子を含むが、後述の一般的な材料を併用しても構わない。また、用いられるナノ結晶粒子材料については、前述と同様な方法で製造されたものや、ナノ結晶粒子として知られている各種材料を用いることができる。特に電荷輸送層では、無機のナノ結晶粒子が好ましい。無機ナノ結晶粒子は、金属、金属塩又は金属酸化物のナノ結晶粒子であることが好ましい。特に半導体あるいは半導体性の無機ナノ結晶粒子を用いることが好ましい。導体の例としては、銀・金・銅・ニッケル等の金属ナノ結晶粒子、半導体としては酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機(酸化物)半導体が好ましく、ジルコニアなど、通常は半導体性を示さないが、特殊な結晶形で半導体性を示す材料のナノ結晶粒子も含む。
From the viewpoint of ease of bond bending, metals, metal oxides, and high charge density materials (n-type semiconductors, p-type semiconductors) are candidates. In the present invention, as described above, at least one layer adjacent to the light emitting layer is charged. The transport layer (which means an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron blocking layer, etc., which will be described later) contains nanocrystalline particles. May be used in combination. Moreover, about the nanocrystal particle material used, what was manufactured by the method similar to the above and the various materials known as a nanocrystal particle can be used. In particular, in the charge transport layer, inorganic nanocrystal particles are preferable. The inorganic nanocrystal particles are preferably metal, metal salt or metal oxide nanocrystal particles. In particular, it is preferable to use semiconductor or semiconductive inorganic nanocrystal particles. Examples of conductors are metal nanocrystal particles such as silver, gold, copper, and nickel, and semiconductors are preferably inorganic (oxide) semiconductors such as zinc oxide and zinc sulfide. Also included are nanocrystalline particles of materials that exhibit semiconductivity in a special crystalline form.

以下、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。   Hereinafter, each layer which comprises the organic EL element of this invention is demonstrated.

前述したように発光層と、発光層に隣接する2層の電荷輸送層(後述する電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層、正孔輸送層、正孔注入層、電子阻止層等を意味する)のうちの少なくとも一層とには、前述したナノ結晶粒子を含むが、本発明の効果を損なわない範囲で、後述する各有機層に記載の一般的な材料を併用しても構わない。   As described above, the light emitting layer and two charge transport layers adjacent to the light emitting layer (an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron blocking layer, etc. described later) At least one layer of the above-mentioned nanocrystal particles includes the above-described nanocrystalline particles, but the general materials described in each organic layer described below may be used in combination as long as the effects of the present invention are not impaired. .

好ましくは、発光層に隣接する陰極側の前記電荷輸送層が、前記ナノ結晶粒子を含有していることである。発光層に隣接する陽極側の前記電荷輸送層が、前記ナノ結晶粒子を含有していても同様な効果を得ることができる。   Preferably, the charge transport layer on the cathode side adjacent to the light emitting layer contains the nanocrystal particles. Even if the charge transport layer on the anode side adjacent to the light emitting layer contains the nanocrystal particles, the same effect can be obtained.

電荷輸送層が含有するナノ結晶粒子が、有機ナノ結晶粒子であることが好ましい。より好ましくは、電荷輸送層が含有するナノ結晶粒子が、無機ナノ結晶粒子であることであり、さらに好ましくは、発光層に隣接する2層の電荷輸送層が、両方とも無機ナノ結晶粒子を含有することである。   The nanocrystal particles contained in the charge transport layer are preferably organic nanocrystal particles. More preferably, the nanocrystal particles contained in the charge transport layer are inorganic nanocrystal particles, and more preferably, the two charge transport layers adjacent to the light emitting layer both contain inorganic nanocrystal particles. It is to be.

《発光層》
本発明に係る発光層は、電極又は隣接層から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、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。本発明に係る発光層は、本発明で規定する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
<Light emitting layer>
The light emitting layer according to the present invention is a layer that provides a field in which electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer are recombined to emit light via excitons, and the light emitting portion is a layer of the light emitting layer. Even within, it may be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer. The structure of the light emitting layer according to the present invention is not particularly limited as long as it satisfies the requirements defined in the present invention.

発光層の層厚の総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、且つ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm〜5μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2nm〜500nmの範囲に調整され、更に好ましくは5nm〜200nmの範囲に調整される。   The total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but it prevents the uniformity of the film to be formed, the application of unnecessary high voltage during light emission, and the improvement of the stability of the emission color with respect to the driving current. From a viewpoint, it is preferable to adjust to the range of 2 nm-5 micrometers, More preferably, it adjusts to the range of 2 nm-500 nm, More preferably, it adjusts to the range of 5 nm-200 nm.

また、本発明の個々の発光層の層厚としては、2nm〜1μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2〜200nmの範囲に調整され、更に好ましくは3〜150nmの範囲に調整される。   The thickness of each light emitting layer of the present invention is preferably adjusted to a range of 2 nm to 1 μm, more preferably adjusted to a range of 2 to 200 nm, and further preferably adjusted to a range of 3 to 150 nm. The

本発明の発光層には、発光ドーパント(発光ドーパント化合物、ドーパント化合物、単にドーパントともいう。)と、ホスト化合物(マトリックス材料、発光ホスト化合物、単にホストともいう。)とを含有することが好ましい。   The light emitting layer of the present invention preferably contains a light emitting dopant (a light emitting dopant compound, a dopant compound, also simply referred to as a dopant) and a host compound (a matrix material, a light emitting host compound, also simply referred to as a host).

(1)発光ドーパント
本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
(1) Luminescent dopant The luminescent dopant which concerns on this invention is demonstrated.

発光ドーパントとしては、蛍光発光ドーパント(蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう)と、リン光発光ドーパント(リン光ドーパント、リン光性化合物ともいう)が好ましく用いられる。本発明においては、少なくとも1層の発光層がリン光発光ドーパントを含有することが好ましい。   As the light emitting dopant, a fluorescent light emitting dopant (also referred to as a fluorescent dopant or a fluorescent compound) and a phosphorescent light emitting dopant (also referred to as a phosphorescent dopant or a phosphorescent compound) are preferably used. In the present invention, it is preferable that at least one light emitting layer contains a phosphorescent light emitting dopant.

発光層中の発光ドーパントの濃度については、使用される特定のドーパント及びデバイスの必要条件に基づいて、任意に決定することができ、発光層の層厚方向に対し、均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。   The concentration of the luminescent dopant in the luminescent layer can be arbitrarily determined based on the specific dopant used and the requirements of the device, and is contained at a uniform concentration in the thickness direction of the luminescent layer. It may also have an arbitrary concentration distribution.

また、本発明に係る発光ドーパントは、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なるドーパント同士の組み合わせや、蛍光発光ドーパントとリン光発光ドーパントとを組み合わせて用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。   Moreover, the light emission dopant which concerns on this invention may be used in combination of multiple types, and may use it combining the combination of dopants from which a structure differs, and combining a fluorescence emission dopant and a phosphorescence emission dopant. Thereby, arbitrary luminescent colors can be obtained.

本発明の有機EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタオプティクス社製)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 a total CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Optics) is applied to the CIE chromaticity coordinates.

本発明においては、1層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。   In the present invention, it is also preferable that the light emitting layer of one layer or a plurality of layers contains a plurality of light emitting dopants having different emission colors and emits white light.

白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組み合わせ等が挙げられる。   There are no particular limitations on the combination of the light-emitting dopants that exhibit white, and examples include blue and orange, and a combination of blue, green, and red.

本発明の有機EL素子における白色とは、2度視野角正面輝度を前述の方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がx=0.33±0.09、y=0.33±0.08の領域内にあることをいう。 The white color in the organic EL device of the present invention means that the chromaticity in the CIE 1931 color system at 1000 cd / m 2 is x = 0.33 ± 0.09 when the front angle luminance at 2 ° viewing angle is measured by the method described above. , Y = 0.33 ± 0.08.

(1.1)蛍光発光ドーパント
本発明に係る蛍光発光ドーパント(以下、「蛍光ドーパント」ともいう)について説明する。
(1.1) Fluorescent Luminescent Dopant The fluorescent luminescent dopant according to the present invention (hereinafter also referred to as “fluorescent dopant”) will be described.

本発明に係る蛍光ドーパントは、励起一重項からの発光が可能な化合物であり、励起一重項からの発光が観測される限り特に限定されない。   The fluorescent dopant according to the present invention is a compound that can emit light from an excited singlet, and is not particularly limited as long as light emission from the excited singlet is observed.

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

また、近年では遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。   In recent years, light emitting dopants utilizing delayed fluorescence have been developed, and these may be used.

遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第2011/156793号、特開2011−213643号公報、特開2010−93181号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of the luminescent dopant using delayed fluorescence include, for example, the compounds described in International Publication No. 2011/156793, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-213643, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-93181, and the like. Is not limited to these.

(1.2)リン光発光ドーパント
本発明に係るリン光発光ドーパント(以下、「リン光ドーパント」ともいう)について説明する。
(1.2) Phosphorescence Emission Dopant The phosphorescence emission dopant according to the present invention (hereinafter also referred to as “phosphorescence dopant”) will be described.

本発明に係るリン光ドーパントは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。   The phosphorescent dopant according to the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, the phosphorescent dopant is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.) and has a phosphorescence quantum yield of 25. Although it is defined as a compound of 0.01 or more at ° C., a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.

上記リン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。   The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence dopant according to the present invention achieves the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. That's fine.

リン光ドーパントの発光は原理としては二種挙げられ、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ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。   There are two types of light emission of phosphorescent dopants in principle. One is the recombination of carriers on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent dopant. It is an energy transfer type to obtain light emission from a phosphorescent dopant. The other is a carrier trap type in which a phosphorescent dopant serves as a carrier trap, and carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant to emit light from the phosphorescent dopant. In any case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent dopant is lower than the excited state energy of the host compound.

リン光ドーパントは、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。   The phosphorescent dopant can be appropriately selected from known materials used for the light emitting layer of the organic EL device.

本発明に使用できる公知のリン光ドーパントの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられる。   Specific examples of known phosphorescent dopants that can be used in the present invention include compounds described in the following documents.

Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chern.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国際公開第2009/100991号、国際公開第200/8101842号、国際公開第2003/040257号、米国特許公開第2006835469号、米国特許公開第20060202194号、米国特許公開第20070087321号、米国特許公開第20050244673号、Inorg.Chern.40,1704(2001)、Chern.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16、2003(2004)、Angew.Chern.lnt.Ed.2006、45、7800、Appl.Phys.Lett.86、153505(2005)、Chern.Lett.34、592(2005)、Chern.Commun.2906(2005)、Inorg.Chern.42、1248(2003)、国際公開第2009/050290号、国際公開第2002/015645号、国際公開第2009/000673号、米国特許公開第20020034656号、米国特許第7332232号、米国特許公開第20090108737号、米国特許公開第20090039776号、米国特許第6921915号、米国特許第6687266号、米国特許公開第20070190359号、米国特許公開第20060008670号、米国特許公開第20090165846号、米国特許公開第20080015355号、米国特許第7250226号、米国特許第7396598号、米国特許公開第20060263635号、米国特許公開第20030138657号、米国特許公開第20030152802号、米国特許第7090928号、Angew.Chern.lnt.Ed.47、1(2008)、Chern.Mater.18、5119(2006)、Inorg.Chern.46、4308(2007)、Organometallics 23、3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74、1361(1999)、国際公開第2002/002714号、国際公開第2006/009024号、国際公開第2006/056418号、国際公開第2005/019373号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2007/004380号、国際公開第2006/082742号、米国特許公開第20060251923号、米国特許公開第20050260441号、米国特許第7393599号、米国特許第7534505号、米国特許第7445855号、米国特許公開第20070190359号、米国特許公開第20080297033号、米国特許第7338722号、米国特許公開第20020134984号、米国特許第7279704号、米国特許公開第2006098120号、米国特許公開第2006103874号、国際公開第2005/076380号、国際公開第2010/032663号、国際公開第第2008/140115号、国際公開第2007052431号、国際公開第2011134013号、国際公開第2011/157339号、国際公開第2010/086089号、国際公開第2009/113646号、国際公開第2012/020327号、国際公開第2011/051404号、国際公開第2011/004639号、特開2012−069737号公報、特願2011−181303号、特開2009−114086号公報、特開2003−81988号公報、特開2002−302671号公報、特開2002−363552号公報等である。   Nature 395, 151 (1998), Appl. Phys. Lett. 78, 1622 (2001), Adv. Mater. 19, 739 (2007), Chern. Mater. 17, 3532 (2005), Adv. Mater. 17, 1059 (2005), International Publication No. 2009/100991, International Publication No. 200/8101842, International Publication No. 2003/040257, US Patent Publication No. 2006006835469, US Patent Publication No. 20060202194, US Patent Publication No. 20070087321. No., US Patent Publication No. 20050244673, Inorg. Chern. 40, 1704 (2001), Chern. Mater. 16, 2480 (2004), Adv. Mater. 16, 2003 (2004), Angew. Chern. lnt. Ed. 2006, 45, 7800, Appl. Phys. Lett. 86, 153505 (2005), Chern. Lett. 34, 592 (2005), Chern. Commun. 2906 (2005), Inorg. Chern. 42, 1248 (2003), International Publication No. 2009/050290, International Publication No. 2002/015645, International Publication No. 2009/000673, US Patent Publication No. 20020034656, US Pat. No. 7,332,232, US Publication No. 20090108737. US Patent Publication No. 20090039776, US Patent No. 6921915, US Patent No. 6,687,266, US Patent Publication No. 20070190359, US Patent Publication No. 2006060008670, US Patent Publication No. 20090165846, US Patent Publication No. 20080015355, US Patent No. 7250226, U.S. Pat. No. 7,396,598, U.S. Patent Publication No. 20060263635, U.S. Patent Publication No. 200301368657, U.S. Patent Publication No. 20030152. 02, U.S. Patent No. 7090928, Angew. Chern. lnt. Ed. 47, 1 (2008), Chern. Mater. 18, 5119 (2006), Inorg. Chern. 46, 4308 (2007), Organometallics 23, 3745 (2004), Appl. Phys. Lett. 74, 1361 (1999), International Publication No. 2002/002714, International Publication No. 2006/009024, International Publication No. 2006/056418, International Publication No. 2005/019373, International Publication No. 2005/123873, International Publication No. 2005/123873, International Publication No. 2007/004380, International Publication No. 2006/082742, U.S. Publication No. 20060251923, U.S. Publication No. 20050260441, U.S. Pat. No. 7,393,599, U.S. Pat. No. 7,534,505, U.S. Pat. No. 7445855, U.S. Patent Publication No. 20070190359, U.S. Patent Publication No. 200802977033, U.S. Pat. No. 7,338,722, U.S. Pat. Publication No. 20020134984, U.S. Pat. No. 7,279,704, U.S. Patent Publication 2006098120, US Patent Publication No. 2006103874, International Publication No. 2005/076380, International Publication No. 2010/032663, International Publication No. 2008/140115, International Publication No. 2007052431, International Publication No. 2011134013, International Publication No. 2011/157339, International Publication No. 2010/086089, International Publication No. 2009/113646, International Publication No. 2012/020327, International Publication No. 2011/051404, International Publication No. 2011/004639, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-004639. No. 069737, Japanese Patent Application No. 2011-181303, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-114086, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2003-81988, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-302671, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-363552, and the like.

中でも、好ましいリン光ドーパントとしてはIrを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属−炭素結合、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合の少なくとも1つの配位様式を含む錯体が好ましい。   Among these, a preferable phosphorescent dopant includes an organometallic complex having Ir as a central metal. More preferably, a complex containing at least one coordination mode of a metal-carbon bond, a metal-nitrogen bond, a metal-oxygen bond, or a metal-sulfur bond is preferable.

(2)ホスト化合物
本発明に係るホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機EL素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
(2) Host compound The host compound according to the present invention is a compound mainly responsible for charge injection and transport in the light-emitting layer, and its own light emission is not substantially observed in the organic EL device.

好ましくは室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物であり、さらに好ましくはリン光量子収率が0.01未満の化合物である。また、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が20%以上であることが好ましい。   Preferably, it is a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission of less than 0.1 at room temperature (25 ° C.), more preferably a compound having a phosphorescence quantum yield of less than 0.01. Moreover, it is preferable that the mass ratio in the layer is 20% or more among the compounds contained in a light emitting layer.

また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the excited state energy of a host compound is higher than the excited state energy of the light emission dopant contained in the same layer.

ホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。   A host compound may be used independently or may be used in combination of multiple types. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL element can be made highly efficient.

本発明で用いることができるホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。低分子化合物でも繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、また、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。   There is no restriction | limiting in particular as a host compound which can be used by this invention, The compound conventionally used with an organic EL element can be used. It may be a low molecular compound or a high molecular compound having a repeating unit, or a compound having a reactive group such as a vinyl group or an epoxy group.

公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機EL素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。好ましくはTgが90℃以上であり、より好ましくは120℃以上である。   As known host compounds, while having a hole transporting ability or an electron transporting ability, the emission of light is prevented from being increased in wavelength, and further, the organic EL element is stable against heat generation during high temperature driving or driving of the element. From the viewpoint of operating, it is preferable to have a high glass transition temperature (Tg). Tg is preferably 90 ° C. or higher, more preferably 120 ° C. or higher.

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

本発明の有機EL素子に用いられる、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等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of known host compounds used in the organic EL device of the present invention include compounds described in the following documents, but the present invention is not limited thereto.

特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等である。   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.

《電子輸送層》
本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、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い。
《Electron transport layer》
In the present invention, the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and may have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.

本発明の電子輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は2nm〜5μmの範囲であり、より好ましくは2〜500nmであり、さらに好ましくは5〜200nmである。   Although there is no restriction | limiting in particular about the total layer thickness of the electron carrying layer of this invention, Usually, it is the range of 2 nm-5 micrometers, More preferably, it is 2-500 nm, More preferably, it is 5-200 nm.

また、有機EL素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総層厚を数nm〜数μmの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。   Further, in the organic EL element, when the light generated in the light emitting layer is extracted from the electrode, the light extracted directly from the light emitting layer interferes with the light extracted after being reflected by the electrode from which the light is extracted and the electrode located at the counter electrode. It is known to wake up. When light is reflected by the cathode, this interference effect can be efficiently utilized by appropriately adjusting the total thickness of the electron transport layer between several nanometers and several micrometers.

一方で、電子輸送層の層厚を厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は10−5cm/Vs以上であることが好ましい。 On the other hand, when the layer thickness of the electron transport layer is increased, the voltage is likely to increase. Therefore, particularly when the layer thickness is thick, the electron mobility of the electron transport layer is preferably 10 −5 cm 2 / Vs or more. .

電子輸送層に用いられる材料(以下、電子輸送材料という)としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。   The material used for the electron transport layer (hereinafter referred to as an electron transport material) may be any of electron injecting or transporting properties and hole blocking properties, and can be selected from conventionally known compounds. Can be selected and used.

例えば、含窒素芳香族複素環誘導体(カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体(カルバゾール環を構成する炭素原子の1つ以上が窒素原子に置換されたもの)、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等)、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等)等が挙げられる。   For example, a nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivative (carbazole derivative, azacarbazole derivative (one or more of carbon atoms constituting the carbazole ring is substituted with a nitrogen atom), pyridine derivative, pyrimidine derivative, pyrazine derivative, pyridazine derivative, Triazine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, phenanthroline derivatives, azatriphenylene derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, etc.), dibenzofuran derivatives, And dibenzothiophene derivatives, silole derivatives, aromatic hydrocarbon ring derivatives (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene, etc.).

また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス(8−キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。   In addition, a metal complex having a quinolinol skeleton or a dibenzoquinolinol skeleton as a ligand, for example, tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7- Dibromo-8-quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq) and the like, and their metal complexes A metal complex in which the central metal is replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the electron transport material.

その他、メタルフリーもしくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。   In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and an inorganic semiconductor such as n-type-Si, n-type-SiC, etc. as in the case of the hole injection layer and the hole transport layer. Can also be used as an electron transporting material.

また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。   Further, 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.

本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、n性の高い(電子リッチ)電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のn型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等の文献に記載されたものが挙げられる。   In the electron transport layer according to the present invention, the electron transport layer may be doped with a doping material as a guest material to form an electron transport layer having a high n property (electron rich). Examples of the doping material include n-type dopants such as metal complexes and metal compounds such as metal halides. Specific examples of the electron transport layer having such a structure include, for example, JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.

本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of known preferable electron transport materials used in the organic EL device of the present invention include compounds described in the following documents, but the present invention is not limited thereto.

米国特許第6528187号、米国特許第7230107号、米国特許公開第20050025993号、米国特許公開第20040036077号、米国特許公開第20090115316号、米国特許公開第20090101870号、米国特許公開第20090179554号、国際公開第2003060956号、国際公開第2008/132085号、Appl.Phys.Lett.75、4(1999)、Appl.Phys.Lett.79、449(2001)、Appl.Phys.Lett.81、162(2002)、Appl.Phys.Lett.81、162(2002)、Appl.Phys.Lett.79、156(2001)、米国特許第7964293号、米国特許公開第2009030202号、国際公開第2004/080975号、国際公開第2004/063159号、国際公開第2005/085387号、国際公開第2006/067931号、国際公開第2007/086552号、国際公開第2008/114690号、国際公開第2009/069442号、国際公開第2009066779号、国際公開第2009054253号、国際公開第2011/086935号、国際公開第2010/150593号、国際公開第2010/047707号、EP2311826号、特開2010−251675号公報、特開2009−209133号公報、特開2009−124114号公報、特開2008−277810号公報、特開2006−156445号公報、特開2005−340122号公報、特開2003−45662号公報、特開2003−31367号公報、特開2003−282270号公報、国際公開第2012/115034号、等である。   U.S. Pat.No. 6,528,187, U.S. Pat.No. 7,230,107, U.S. Patent Publication No. 20050025993, U.S. Pat. Publication No. 2004036077, U.S. Pat. Publication No. 200901115316, U.S. Pat. 2003060609, International Publication No. 2008/132805, Appl. Phys. Lett. 75, 4 (1999), Appl. Phys. Lett. 79, 449 (2001), Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002), Appl. Phys. Lett. 81, 162 (2002), Appl. Phys. Lett. 79, 156 (2001), U.S. Patent No. 7964293, U.S. Patent Publication No. 2009030202, International Publication No. 2004/080975, International Publication No. 2004/063159, International Publication No. 2005/085387, International Publication No. 2006/067931. No., International Publication No. 2007/085652, International Publication No. 2008/114690, International Publication No. 2009/069442, International Publication No. 2009066779, International Publication No. 200905253, International Publication No. 2011/088695, International Publication No. 2010 / 150593, International Publication No. 2010/047707, EP23111826, JP2010-251675A, JP2009-209133A, JP2009-124114A, JP2008-2778A. No. 0, JP-A No. 2006-156445, JP-A No. 2005-340122, JP-A No. 2003-45662, JP-A No. 2003-31367, JP-A No. 2003-282270, International Publication No. 2012/115034. No., etc.

本発明におけるよりより好ましい電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体が挙げられる。   More preferable electron transport materials in the present invention include pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives, and benzimidazole derivatives.

電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。   The electron transport material may be used alone or in combination of two or more.

《正孔阻止層》
正孔阻止層とは、広い意味では電子輸送層の機能を有する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
《Hole blocking layer》
The hole blocking layer is a layer having the function of an electron transport layer in a broad sense, and is preferably made of a material having a function of transporting electrons and a small ability to transport holes. By blocking the holes, the probability of recombination of electrons and holes can be improved.

また、前述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いることができる。   Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned above can be used as a hole-blocking layer concerning this invention as needed.

本発明の有機EL素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。   The hole blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer.

本発明に係る正孔阻止層の層厚としては、好ましくは3〜100nmの範囲であり、更に好ましくは5〜30nmの範囲である。   The layer thickness of the hole blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.

正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。   As the material used for the hole blocking layer, the material used for the above-described electron transport layer is preferably used, and the material used as the above-described host compound is also preferably used for the hole blocking layer.

《電子注入層》
本発明に係る電子注入層(「陰極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との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。
《Electron injection layer》
The electron injection layer (also referred to as “cathode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the cathode and the light emitting layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance. It is described in detail in Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of the second edition of “The Forefront of Industrialization” (issued by NTT Corporation on November 30, 1998).

本発明において電子注入層は必要に応じて設け、上記の如く陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。   In the present invention, the electron injection layer may be provided as necessary, and may be present between the cathode and the light emitting layer or between the cathode and the electron transport layer as described above.

電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその層厚は、0.1〜5nmの範囲が好ましい。また構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。   The electron injection layer is preferably a very thin film, and the layer thickness is preferably in the range of 0.1 to 5 nm, although it depends on the material. Moreover, the nonuniform film | membrane in which a constituent material exists intermittently may be sufficient.

電子注入層は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム8−ヒドロキシキノレート(Liq)等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。   The details of the electron injection layer are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specific examples of materials preferably used for the electron injection layer are as follows. , Metals typified by strontium and aluminum, alkali metal compounds typified by lithium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, etc., alkaline earth metal compounds typified by magnesium fluoride, calcium fluoride, etc., oxidation Examples thereof include metal oxides typified by aluminum, metal complexes typified by lithium 8-hydroxyquinolate (Liq), and the like. Further, the above-described electron transport material can also be used.

また、上記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。   Moreover, the material used for said electron injection layer may be used independently, and may be used in combination of multiple types.

《正孔輸送層》
本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
《Hole transport layer》
In the present invention, the hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes and may have a function of transmitting holes injected from the anode to the light emitting layer.

本発明の正孔輸送層の総層厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μmの範囲であり、より好ましくは2〜500nmであり、さらに好ましくは5〜200nmである。   Although there is no restriction | limiting in particular about the total layer thickness of the positive hole transport layer of this invention, Usually, it is the range of 5 nm-5 micrometers, More preferably, it is 2-500 nm, More preferably, it is 5-200 nm.

正孔輸送層に用いられる材料(以下、正孔輸送材料という)としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。   As a material used for the hole transport layer (hereinafter referred to as a hole transport material), any material that has either a hole injection property or a transport property or an electron barrier property may be used. Any one can be selected and used.

例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー(例えばPEDOT:PSS、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等)等が挙げられる。   For example, porphyrin derivatives, phthalocyanine derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, polyarylalkane derivatives, triarylamine derivatives, carbazole derivatives , Indolocarbazole derivatives, isoindole derivatives, acene derivatives such as anthracene and naphthalene, fluorene derivatives, fluorenone derivatives, and polyvinyl carbazole, polymer materials or oligomers with aromatic amines introduced into the main chain or side chain, polysilane, conductive And polymer (for example, PEDOT: PSS, aniline copolymer, polyaniline, polythiophene, etc.).

トリアリールアミン誘導体としては、αNPDに代表されるベンジジン型や、MTDATAに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。   Examples of the triarylamine derivative include a benzidine type typified by αNPD, a starburst type typified by MTDATA, and a compound having fluorene or anthracene in the triarylamine linking core part.

また、特表2003−519432号公報や特開2006−135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。   In addition, hexaazatriphenylene derivatives such as those described in JP-A-2003-519432 and JP-A-2006-135145 can also be used as a hole transport material.

さらに不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。   Furthermore, a hole transport layer having a high p property doped with impurities can also be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.

また、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、所謂p型正孔輸送材料やp型−Si、p型−SiC等の無機化合物を用いることもできる。さらにIr(ppy)3に代表されるような中心金属にIrやPtを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。   JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. It is also possible to use so-called p-type hole transport materials and inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC as described in the literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139). Further, ortho-metalated organometallic complexes having Ir or Pt as the central metal represented by Ir (ppy) 3 are also preferably used.

正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。   Although the above-mentioned materials can be used as the hole transport material, a triarylamine derivative, a carbazole derivative, an indolocarbazole derivative, an azatriphenylene derivative, an organometallic complex, or an aromatic amine is introduced into the main chain or side chain. The polymer materials or oligomers used are preferably used.

本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、上記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of known preferred hole transport materials used in the organic EL device of the present invention include the compounds described in the following documents in addition to the documents listed above, but the present invention is not limited thereto. Not.

例えば、Appl.Phys.Lett.69、2160(1996)、J.Lumin.72−74、985(1997)、Appl.Phys.Lett.78、673(2001)、Appl.Phys.Lett.90、183503(2007)、Appl.Phys.Lett.90、183503(2007)、Appl.Phys.Lett.51、913(1987)、Synth.Met.87、171(1997)、Synth.Met.91、209(1997)、Synth.Met.111,421(2000)、SID Symposium Digest、37、923(2006)、J.Mater.Chern.3、319(1993)、Adv.Mater.6、677(1994)、Chern.Mater.15、3148(2003)、米国特許公開第20030162053号、米国特許公開第20020158242号、米国特許公開第20060240279号、米国特許公開第20080220265号、米国特許第5061569号、国際公開第2007/002683号、国際公開第2009/018009号、EP650955、米国特許公開第20080124572号、米国特許公開第20070278938号、米国特許公開第20080106190号、米国特許公開第20080018221号、国際公開第2012/115034号、特表2003−519432号公報、特開2006−135145号公報、米国特許出願番号13/585981号等である。   For example, Appl. Phys. Lett. 69, 2160 (1996), J. MoI. Lumin. 72-74, 985 (1997), Appl. Phys. Lett. 78, 673 (2001), Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007), Appl. Phys. Lett. 90, 183503 (2007), Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987), Synth. Met. 87, 171 (1997), Synth. Met. 91, 209 (1997), Synth. Met. 111, 421 (2000), SID Symposium Digest, 37, 923 (2006), J. Am. Mater. Chern. 3, 319 (1993), Adv. Mater. 6, 677 (1994), Chern. Mater. 15, 3148 (2003), U.S. Patent Publication No. 20030162053, U.S. Patent Publication No. 200201558242, U.S. Patent Publication No. 20060240279, U.S. Patent Publication No. 20080220265, U.S. Patent No. 5061569, International Publication No. 2007/002683, International Publication Number Publication No. 2009/018009, EP650955, U.S. Patent Publication No. 20080124572, U.S. Publication No. 200707078938, U.S. Publication No. 20080106190, U.S. Publication No. 20080018221, International Publication No. 2012/115034, Special Table 2003-519432 No. 2006-135145, US Patent Application No. 13/585981, and the like.

正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。   The hole transport material may be used alone or in combination of two or more.

《電子阻止層》
電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が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。
《Electron blocking layer》
In a broad sense, the electron blocking layer is a layer having a function of a hole transport layer, and is preferably made of a material having a function of transporting holes and a small ability to transport electrons and transporting holes. However, the probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking electrons.

また、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。   Moreover, the structure of the positive hole transport layer mentioned above can be used as an electron blocking layer according to the present invention, if necessary.

本発明の有機EL素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。   The electron blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the anode side of the light emitting layer.

本発明に係る電子阻止層の層厚としては、好ましくは3〜100nmの範囲であり、更に好ましくは5〜30nmの範囲である。   The layer thickness of the electron blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.

電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述のホスト化合物として用いられる材料も電子阻止層に好ましく用いられる。   As the material used for the electron blocking layer, the material used for the above-described hole transport layer is preferably used, and the material used as the above-described host compound is also preferably used for the electron blocking layer.

《正孔注入層》
本発明に係る正孔注入層(「陽極バッファー層」ともいう。)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との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。
《Hole injection layer》
The hole injection layer (also referred to as “anode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the anode and the light emitting layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance. 2 and Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) of the 2nd edition of “The Forefront of Industrialization” (issued by NTT Corporation on November 30, 1998).

本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、上記の如く陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。   In the present invention, the hole injection layer may be provided as necessary, and may be present between the anode and the light emitting layer or between the anode and the hole transport layer as described above.

正孔注入層は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。   The details of the hole injection layer are also described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, etc. Examples of the material used for the hole injection layer include: Examples thereof include materials used for the above-described hole transport layer.

中でも銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表2003−519432や特開2006−135145等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、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、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。   Among them, phthalocyanine derivatives typified by copper phthalocyanine, hexaazatriphenylene derivatives as described in JP-T-2003-519432, JP-A-2006-135145, etc., metal oxides typified by vanadium oxide, amorphous carbon, polyaniline (emeral Din) and conductive polymers such as polythiophene, orthometalated complexes represented by tris (2-phenylpyridine) iridium complex, and triarylamine derivatives are preferred.

前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。   The materials used for the hole injection layer described above may be used alone or in combination of two or more.

《添加剤》
前述した本発明における有機層は、更に他の添加剤が含まれていてもよい。
"Additive"
The organic layer in the present invention described above may further contain other additives.

添加剤としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Pd、Ca、Na等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。   Examples of the additive include halogen elements and halogenated compounds such as bromine, iodine and chlorine, alkali metals and alkaline earth metals such as Pd, Ca, and Na, transition metal compounds, complexes, and salts.

添加剤の含有量は、任意に決定することができるが、添加される層の全質量%に対して1000ppm以下であることが好ましく、より好ましくは500ppm以下であり、さらに好ましくは50ppm以下である。   The content of the additive can be arbitrarily determined, but is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and further preferably 50 ppm or less with respect to the total mass% of the layer to be added. .

ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的などによってはこの範囲内ではない。   However, it is not within this range depending on the purpose of improving the transportability of electrons and holes or the purpose of favoring the exciton energy transfer.

《有機層の形成方法》
本発明の有機層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等)の形成方法について説明する。
<Method for forming organic layer>
A method for forming the organic layer (hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, hole blocking layer, electron transport layer, electron injection layer, etc.) of the present invention will be described.

本発明の有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいう)等による形成方法を用いることができる。   The method for forming the organic layer of the present invention is not particularly limited, and a conventionally known method such as a vacuum deposition method or a wet method (also referred to as a wet process) can be used.

湿式法としては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア−ブロジェット法)等があるが、均質な薄膜が得られやすく、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。   Examples of the wet method include spin coating, casting, ink jet, printing, die coating, blade coating, roll coating, spray coating, curtain coating, and LB (Langmuir-Blodgett). From the viewpoint of obtaining a homogeneous thin film easily and high productivity, a method with high roll-to-roll method suitability such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method and a spray coating method is preferable.

本発明に係る有機EL材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。   Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL material according to the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene, and mesitylene. Aromatic hydrocarbons such as cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin, and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO can be used.

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。   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.

更に層毎に異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度10−6〜10−2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、層厚0.1nm〜5μm、好ましくは5〜200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。 Further, different film forming methods may be applied for each layer. When employing a vapor deposition method for film formation, the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., a degree of vacuum of 10 −6 to 10 −2 Pa, and a vapor deposition rate of 0.01 to It is desirable to select appropriately within a range of 50 nm / second, a substrate temperature of −50 to 300 ° C., and a layer thickness of 0.1 nm to 5 μm, preferably 5 to 200 nm.

本発明の有機層の形成は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。   The organic layer of the present invention is preferably formed from the hole injection layer to the cathode consistently by a single evacuation, but may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. In that case, it is preferable to perform the work in a dry inert gas atmosphere.

《陽極》
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上、好ましくは4.5V以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。
"anode"
As the anode in the organic EL element, those having a work function (4 eV or more, preferably 4.5 V or more) of a metal, an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof as an electrode material are 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あまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。   For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material.

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製膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。   Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less.

陽極の層厚は材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。   The layer thickness of the anode depends on the material, but is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm.

《陰極》
陰極としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。
"cathode"
As the cathode, a material having a 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, aluminum, 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。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、層厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。   The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the layer thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm.

なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。   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 emission luminance is advantageously improved.

また、陰極に上記金属を1nm〜20nmの層厚で作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。   In addition, a transparent or translucent cathode can be produced by producing a conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode after producing the metal with a layer thickness of 1 nm to 20 nm. By applying the above, it is possible to manufacture a device in which both the anode and the cathode are transparent.

《支持基板》
本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう。)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。
《Support substrate》
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、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル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 (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Can be mentioned.

樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又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1×10−2g/(m・24h)以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3cm/(m・24h・atm)以下、水蒸気透過度が、1×10−5g/(m・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 An inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both may be formed on the surface of the resin film, and the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C.) measured by a method according to JIS K 7129-1992. , Relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably 1 × 10 −2 g / (m 2 · 24 h) or less barrier film, and further measured by a method based on JIS K 7126-1987. A high barrier film having an oxygen permeability of 1 × 10 −3 cm 3 / (m 2 · 24 h · atm) or less and a water vapor permeability of 1 × 10 −5 g / (m 2 · 24 h) or less. Preferably there is.

バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。   As a material for forming the barrier film, any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic material layers. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.

バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−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、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。   Examples of the opaque support substrate include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, and ceramic substrates.

本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、1%以上であることが好ましく、5%以上であるとより好ましい。   The external extraction quantum efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, and more preferably 5% or more.

ここで、外部取り出し量子効率(%)=有機EL素子外部に発光した光子数/有機EL素子に流した電子数×100である。   Here, external extraction quantum efficiency (%) = number of photons emitted to the outside of the organic EL element / number of electrons flowed to the organic EL element × 100.

また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。   In addition, a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor.

《封止》
本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、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。封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
<Sealing>
Examples of the sealing means used for sealing the organic EL element of the present invention include a method of bonding a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive. 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 it may be concave plate shape or flat plate shape. Moreover, 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、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。   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、有機EL素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。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1×10−3cm/m/24h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)%)が、1×10−3g/(m/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 organic EL element can be thinned. Further, the polymer film was measured by the method of oxygen permeability measured by the method based on JIS K 7126-1987 is 1 × 10 -3 cm 3 / m 2 / 24h or less, in conformity with JIS K 7129-1992 water vapor transmission rate (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)%) is preferably that of 1 × 10 -3 g / (m 2 / 24h) 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及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。   Specific examples of the adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. be able to. Moreover, heat | fever and chemical curing types (two-component mixing), such as an epoxy type, can be mentioned. Moreover, hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned. Moreover, a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.

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、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。   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. 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。   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.

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。   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、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。   In the gap between the sealing member and the display area of the organic EL element, an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil can be injected in the gas phase and liquid phase. preferable. A vacuum can also be used. Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside.

吸湿性化合物としては、たとえば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(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、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。   Examples of 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, and the like), and anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.

《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量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 outside 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 by the sealing film, the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate. As a material that can be used for this, the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for the sealing can be used, but the polymer film is light and thin. Is preferably used.

《光取り出し向上技術》
有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率1.6〜2.1程度の範囲内)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%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 enhancement technology》
An organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (within a refractive index of about 1.6 to 2.1), and is about 15% to 20% of 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 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 side surface of the device.

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(例えば、米国特許第4774435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(例えば、特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(例えば、特開平1−220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(例えば、特開昭62−172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(例えば、特開2001−202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)などが挙げられる。   As a technique 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 transparent substrate and the air interface (for example, US Pat. No. 4,774,435), A method for improving efficiency by providing light condensing property (for example, JP-A-63-314795), a method for forming a reflective surface on a side surface of an element (for example, JP-A-1-220394), a substrate, etc. A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the substrate and the light emitter (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-172691), lower refraction than the substrate between the substrate and the light emitter A method of introducing a flat layer having a refractive index (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-202827), and a method of forming a diffraction grating between any one of the substrate, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside world) ( JP-A-11 No. 283,751 Publication), and the like.

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、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。   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さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7程度の範囲内であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。またさらに1.35以下であることが好ましい。   When a low refractive index medium 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. Become. 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 about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Furthermore, it is preferable that it is 1.35 or less.

また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む層厚になると、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 exuded by evanescent enters the substrate.

全反射を起こす界面又は、いずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が1次の回折や、2次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間もしくは、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 that causes total reflection or in any medium has a feature that the effect of improving the light extraction efficiency is high. 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 or second-order diffraction. The light that cannot be emitted due to total internal reflection between layers is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (in the transparent substrate or transparent electrode). , Trying to extract light out.

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。   The 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. The light extraction efficiency does not increase so much.

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

回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、もしくは媒質中(透明基板内や透明電極内)でも良いが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約1/2〜3倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状など、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。   The position where the diffraction grating is introduced may be in any of the layers or in the medium (in the transparent substrate or the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated. At this time, the period of the diffraction grating is preferably within a range of about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium. The arrangement of the diffraction gratings is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.

《集光シート》
本発明の有機EL素子は、支持基板(基板)の光取出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、あるいは、所謂集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
《Condensing sheet》
The organic EL element of the present invention can be processed in such a way that a structure on a microlens array, for example, is provided on the light extraction side of a support substrate (substrate) or combined with a so-called condensing sheet, for example, in a specific direction Condensing light in the front direction with respect to the light emitting surface can increase the luminance in a specific direction.

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二次元に配列する。一辺は10〜100μmの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。   As an example of the microlens array, quadrangular pyramids having a side of 30 μm and an apex angle of 90 degrees are arranged two-dimensionally on the light extraction side of the substrate. One side is preferably within a range of 10 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、例えば液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)などを用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば基材に頂角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良い。   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, a substrate may be formed with a Δ-shaped stripe having an apex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or the apex angle is rounded and the pitch is changed randomly. Other shapes may also be used.

また、有機EL素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)などを用いることができる。   Moreover, in order to control the light emission angle from an organic EL element, you may use a light-diffusion plate and a film together with a condensing sheet. For example, a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.

《用途》
本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
<Application>
The organic EL element of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources. For example, lighting devices (home lighting, interior lighting), clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light Although the light source of a sensor etc. are mentioned, It is not limited to this, Especially, it can use effectively for the use as a backlight of a liquid crystal display device, and a light source for illumination.

本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。   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.

《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。本発明の表示装置は、本発明の有機EL素子を具備したものである。
<Display device>
The display device of the present invention will be described. The display device of the present invention comprises the organic EL element of the present invention.

本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。   Although the display device of the present invention may be single color or multicolor, the multicolor display device will be described here. In the case of a multicolor display device, a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, or the like.

発光層のみパターニングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、印刷法である。   In the case of patterning only the light emitting layer, the method is not limited, but preferably the vapor deposition method, the ink jet method, the spin coating method, and the printing method.

表示装置に具備される有機EL素子の構成は、必要に応じて上記の有機EL素子の構成例の中から選択される。   The configuration of the organic EL element provided in the display device is selected from the above-described configuration examples of the organic EL element as necessary.

また、有機EL素子の製造方法は、上記の本発明の有機EL素子の製造の一態様に示したとおりである。   Moreover, the manufacturing method of an organic EL element is as having shown to the one aspect | mode of manufacture of the organic EL element of said invention.

得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧2V〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。更に交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になったときのみ発光する。尚、印加する交流の波形は任意でよい。   In the case of applying a DC voltage to the obtained multicolor display device, light emission can be observed by applying a voltage of about 2V to 40V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の3種の有機EL素子を用いることによりフルカラーの表示が可能となる。   The multicolor display device can be used as a display device, a display, and various light emission sources. In a display device or display, full-color display is possible by using three types of organic EL elements of blue, red, and green light emission.

表示デバイス、ディスプレイとしては、テレビ、パソコン、モバイル機器、AV機器、文字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生する表示装置として使用してもよく、動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。   Examples of the display device and display include a television, a personal computer, a mobile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in an automobile. In particular, it may be used as a display device for reproducing still images and moving images, and the driving method when used as a display device for reproducing moving images may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.

発光光源としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。   Light emitting sources include home lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors, etc. However, the present invention is not limited to these.

以下、本発明の有機EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an example of a display device having the organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの模式図である。   FIG. 2 is a schematic view showing an example of a display device composed of organic EL elements. It is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.

ディスプレイ1は、複数の画素を有する表示部A、画像情報に基づいて表示部Aの画像走査を行う制御部B等からなる。   The display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.

制御部Bは、表示部Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部Aに表示する。   The control unit B is electrically connected to the display unit A, and sends a scanning signal and an image data signal to each of the plurality of pixels based on image information from the outside. The pixels for each scanning line are converted into image data signals by the scanning signal. In response to this, light is sequentially emitted and image scanning is performed to display image information on the display unit A.

図3は、表示部Aの模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram of the display unit A.

表示部Aは、基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部と複数の画素3等とを有する。表示部Aの主要な部材の説明を以下に行う。   The display unit A includes a wiring unit including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6, a plurality of pixels 3 and the like on a substrate. The main members of the display unit A will be described below.

図においては、画素3の発光した光が白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。   In the figure, the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).

配線部の走査線5及び複数のデータ線6は、それぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示していない)。   The scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a lattice shape and are connected to the pixels 3 at the orthogonal positions (details are shown in FIG. Not shown).

画素3は、走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。   When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data.

発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素を適宜同一基板上に並置することによって、フルカラー表示が可能となる。   Full-color display is possible by appropriately arranging pixels in the red region, the green region, and the blue region on the same substrate.

次に、画素の発光プロセスを説明する。   Next, the light emission process of the pixel will be described.

図4は、回路の模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram of a circuit.

画素は、有機EL素子10、スイッチングトランジスタ11、駆動トランジスタ12、コンデンサー13等を備えている。複数の画素に有機EL素子10として、赤色、緑色、青色発光の有機EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行うことができる。   The pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like. A full color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 in a plurality of pixels, and juxtaposing them on the same substrate.

図4において、制御部Bからデータ線6を介してスイッチングトランジスタ11のドレインに画像データ信号が印加される。そして、制御部Bから走査線5を介してスイッチングトランジスタ11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサー13と駆動トランジスタ12のゲートに伝達される。   In FIG. 4, an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 through the data line 6. When a scanning signal is applied from the control unit B to the gate of the switching transistor 11 via the scanning line 5, the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is supplied to the capacitor 13 and the driving transistor 12. Is transmitted to the gate.

画像データ信号の伝達により、コンデンサー13が画像データ信号の電位に応じて充電されるとともに、駆動トランジスタ12の駆動がオンする。駆動トランジスタ12は、ドレインが電源ライン7に接続され、ソースが有機EL素子10の電極に接続されており、ゲートに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン7から有機EL素子10に電流が供給される。   By transmitting the image data signal, the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive of the drive transistor 12 is turned on. The drive transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7 and a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and the power supply line 7 connects to the organic EL element 10 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Current is supplied.

制御部Bの順次走査により走査信号が次の走査線5に移ると、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ11の駆動がオフしてもコンデンサー13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機EL素子10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ12が駆動して有機EL素子10が発光する。   When the scanning signal is moved to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, since the capacitor 13 holds the charged potential of the image data signal even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied. Until then, the light emission of the organic EL element 10 continues. When the scanning signal is next applied by sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.

即ち、有機EL素子10の発光は、複数の画素それぞれの有機EL素子10に対して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ11と駆動トランジスタ12を設けて、複数の画素3それぞれの有機EL素子10の発光を行っている。このような発光方法をアクティブマトリクス方式と呼んでいる。   That is, the light emission of the organic EL element 10 is performed by providing the switching transistor 11 and the drive transistor 12 which are active elements with respect to the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels, and the light emission of the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels 3. It is carried out. Such a light emitting method is called an active matrix method.

ここで、有機EL素子10の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号による複数の階調の発光でもよいし、2値の画像データ信号による所定の発光量のオン、オフでもよい。また、コンデンサー13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継続して保持してもよいし、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよい。   Here, the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-value image data signal having a plurality of gradation potentials, or on / off of a predetermined light emission amount by a binary image data signal. But you can. The potential of the capacitor 13 may be held continuously until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.

本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査されたときのみデータ信号に応じて有機EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の発光駆動でもよい。   In the present invention, not only the active matrix method described above, but also a passive matrix light emission drive in which the organic EL element emits light according to the data signal only when the scanning signal is scanned.

図5は、パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図5において、複数の走査線5と複数の画像データ線6が画素3を挟んで対向して格子状に設けられている。   FIG. 5 is a schematic diagram of a passive matrix display device. In FIG. 5, a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.

順次走査により走査線5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線5に接続している画素3が画像データ信号に応じて発光する。   When the scanning signal of the scanning line 5 is applied by sequential scanning, the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.

パッシブマトリクス方式では、画素3にアクティブ素子が無く、製造コストの低減が計れる。   In the passive matrix system, the pixel 3 has no active element, and the manufacturing cost can be reduced.

《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。本発明の照明装置は上記有機EL素子を有する。
《Lighting device》
The lighting device of the present invention will be described. The illuminating device of this invention has the said organic EL element.

本発明の有機EL素子に共振器構造を持たせた有機EL素子として用いてもよく、このような共振器構造を有した有機EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。   The organic EL element of the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure. The purpose of use of the organic EL element having such a resonator structure is as follows. The light source of a machine, the light source of an optical communication processing machine, the light source of a photosensor, etc. are mentioned, However It is not limited to these. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.

また、本発明の有機EL素子は照明用や露光光源のような一種のランプとして使用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクション装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。   Further, the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or exposure light source, a projection device for projecting an image, or a display for directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a device (display).

動画再生用の表示装置として使用する場合の駆動方式は、単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。又は、異なる発光色を有する本発明の有機EL素子を2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製することが可能である。   The driving method when used as a display device for moving image reproduction may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. Alternatively, it is possible to produce a full-color display device by using two or more organic EL elements of the present invention having different emission colors.

また、本発明の有機EL材料は照明装置として、実質白色の発光を生じる有機EL素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の3原色の3つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の補色の関係を利用した2つの発光極大波長を含有したものでもよい。   The organic EL material of the present invention can be applied to an organic EL element that emits substantially white light as a lighting device. A plurality of light emitting colors are simultaneously emitted by a plurality of light emitting materials to obtain white light emission by color mixing. The combination of a plurality of emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of blue, green, and blue, or two using the relationship of complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange, etc. The thing containing the light emission maximum wavelength may be used.

また複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光又は蛍光で発光する材料を複数組み合わせたもの、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせたもののいずれでもよいが、本発明に係る白色有機EL素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせ混合するだけでよい。   In addition, a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors is a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials, a light emitting material that emits fluorescence or phosphorescence, and light from the light emitting material as excitation light. Any of those combined with a dye material that emits light may be used, but in the white organic EL device according to the present invention, only a combination of a plurality of light-emitting dopants may be mixed.

発光層、正孔輸送層あるいは電子輸送層等の形成時のみマスクを設け、マスクにより塗り分ける等単純に配置するだけでよく、他層は共通であるのでマスク等のパターニングは不要であり、一面に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で例えば電極膜を形成でき、生産性も向上する。   It is only necessary to provide a mask only when forming a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, etc., and simply arrange them separately by coating with the mask. Since other layers are common, patterning of the mask or the like is not necessary. In addition, for example, an electrode film can be formed by a vapor deposition method, a cast method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like, and productivity is also improved.

この方法によれば、複数色の発光素子をアレー状に並列配置した白色有機EL装置と異なり、素子自体が発光白色である。   According to this method, unlike a white organic EL device in which light emitting elements of a plurality of colors are arranged in parallel in an array, the elements themselves are luminescent white.

発光層に用いる発光材料としては、特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。   The light emitting material used for the light emitting layer is not particularly limited. For example, in the case of a backlight in a liquid crystal display element, the metal complex according to the present invention is adapted so as to conform to a wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristics. Moreover, what is necessary is just to select and combine arbitrary things from well-known luminescent materials, and to whiten.

《本発明の照明装置の一態様》
本発明の有機EL素子を具備した、本発明の照明装置の一態様について説明する。
<< One Embodiment of Lighting Device of the Present Invention >>
One aspect of the lighting device of the present invention that includes the organic EL element of the present invention will be described.

本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成することができる。   The non-light emitting surface of the organic EL device of the present invention is covered with a glass case, a 300 μm thick glass substrate is used as a sealing substrate, and an epoxy photocurable adhesive (LUX The track LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, sealed, and illuminated as shown in FIGS. A device can be formed.

図6は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機EL素子101はガラスカバー102で覆われている(なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機EL素子101を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボックス(純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下)で行った。)。   FIG. 6 shows a schematic diagram of the lighting device, and the organic EL element 101 of the present invention is covered with a glass cover 102 (in the sealing operation with the glass cover, the organic EL element 101 is brought into contact with the atmosphere. And a glove box under a nitrogen atmosphere (in an atmosphere of high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more).

図7は、照明装置の断面図を示し、図7において、105は陰極、106は有機EL層、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the lighting device. In FIG. 7, reference numeral 105 denotes a cathode, 106 denotes an organic EL layer, and 107 denotes a glass substrate with a transparent electrode. The glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.

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.

以下の実施例で用いた化合物の構造を以下に示す。   The structures of the compounds used in the following examples are shown below.

Figure 0006123438
Figure 0006123438

[実施例1]
《有機ナノ結晶粒子の製造》
有機ナノ結晶粒子分散液は、次のように合成した。なお、有機ナノ結晶粒子の製造については、国際公開第05/023704号等に記載マイクロミキサー(リアクター)を用いた公知のナノ結晶粒子合成方法を用いて製造可能である。
[Example 1]
<< Manufacture of organic nanocrystal particles >>
The organic nanocrystal particle dispersion was synthesized as follows. In addition, about manufacture of organic nanocrystal particle | grains, it can manufacture using the well-known nanocrystal particle | grain synthesis method using the micro mixer (reactor) as described in international publication 05/023704 grade | etc.,.

〈HT−1ナノ結晶粒子分散液の製造〉
ポリ〔N,N′−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N′−ジフェニルベンジジン〕(American Dye Source(株)製、ADS−254)(HT−1)の1%クロロベンゼン溶液を調製し、AQUATH社製送液ポンプ4003型にセットした。次に、クロロベンゼンに対して相溶性があり、HT−1に対して貧溶媒となるテトラヒドロフラン(THF)をAQUATH社製送液ポンプ4060型にセットした。2つのポンプをY字型継手で接続した。2つのポンプをそれぞれ4003型では0.03ml/min、4060型では29.7ml/minの流速で送液を開始した。流出した混合溶媒を回収し、下記のように走査型電子顕微鏡(SEM)にて確認した所、20〜70nmの粒径(平均粒径50nm)を有する有機ナノ結晶粒子であった。
<Manufacture of HT-1 nanocrystal particle dispersion>
A 1% chlorobenzene solution of poly [N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-diphenylbenzidine] (American Dye Source, ADS-254) (HT-1) was prepared, It set to the liquid pump 4003 type made from AQUATH. Next, tetrahydrofuran (THF), which is compatible with chlorobenzene and is a poor solvent for HT-1, was set in a liquid pump 4060 manufactured by AQUATH. Two pumps were connected by a Y-shaped joint. The two pumps started feeding at a flow rate of 0.03 ml / min for the 4003 type and 29.7 ml / min for the 4060 type, respectively. The mixed solvent which flowed out was collect | recovered, and when it confirmed with the scanning electron microscope (SEM) as follows, it was the organic nanocrystal particle | grains which have a particle size of 20-70 nm (average particle diameter of 50 nm).

《平均粒径の測定》
以下の実施例でナノ結晶粒子の平均の測定法として、走査型電子顕微鏡(SEMにより、観察、撮影された写真画像より算出した。顕微鏡の倍率を10000倍に設定して写真撮影を行い、写真画像上よりランダムにナノ結晶粒子を抽出して算出した。具体的には、ナノ結晶粒子の電子顕微鏡観察から、ナノ結晶粒子をランダムに100個以上観察し、各ナノ結晶粒子の粒径を求め、その数平均値を求めることにより平均粒径を得た。ナノ結晶粒子の形状が球形でない場合には、長径を測定して算出したものを用いた。
<Measurement of average particle size>
In the following examples, the average measurement method of nanocrystal particles was calculated from a scanning electron microscope (photograph image observed and photographed by SEM. Photographing was performed by setting the magnification of the microscope to 10,000 times. Calculated by extracting nanocrystal particles randomly from the image, specifically, by observing 100 or more nanocrystal particles randomly from the electron microscope observation of the nanocrystal particles, and obtaining the particle size of each nanocrystal particle. The average particle diameter was obtained by obtaining the number average value, and when the shape of the nanocrystal particles was not spherical, the one obtained by measuring the major axis was used.

また、遠心分離器を用いた、分級や濃縮が可能であることも確認した。濃縮に関しては熱による蒸発や、減圧流去等の手段も可能であるが、ナノ結晶粒子を形成する有機物に対する良溶媒の沸点が、貧溶媒に対して高い場合などでは、形成したナノ結晶粒子の再溶解や粒子の成長等による粒径の増大等が生じる場合があるため、注意が必要である。   It was also confirmed that classification and concentration were possible using a centrifuge. Concentration can be achieved by means such as evaporation by heat or running under reduced pressure. However, when the boiling point of the good solvent for the organic matter forming the nanocrystal particles is higher than that for the poor solvent, the formed nanocrystal particles Care must be taken because the particle size may increase due to redissolution or particle growth.

〈mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子分散液の製造1〉
mCPとIr−Bを質量比で100:20となるように秤量した後、1%のトルエン溶液を調製した。これをAQUATH社製送液ポンプ4003型にセットした。次に、トルエンに対して相溶性があり、mCPとIr−Bに対して貧溶媒となるヘキサンをもう一方の4060型ポンプにセットした。HT−1の場合と同様にナノ結晶粒子の製造を行った所、30〜60nmの粒径(平均粒径45nm)を有するホスト化合物と発光ドーパントが複合した有機ナノ結晶粒子を確認した。
<Production 1 of mCP: Ir-B Composite Nanocrystal Particle Dispersion>
After weighing mCP and Ir-B so as to have a mass ratio of 100: 20, a 1% toluene solution was prepared. This was set in a liquid pump 4003 manufactured by AQUATH. Next, hexane, which is compatible with toluene and is a poor solvent for mCP and Ir-B, was set in the other 4060 type pump. When nanocrystal particles were produced in the same manner as in HT-1, organic nanocrystal particles in which a host compound having a particle size of 30 to 60 nm (average particle size of 45 nm) and a light-emitting dopant were combined were confirmed.

〈mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子分散液の製造2〉
複数の混合物からなる複合ナノ結晶粒子の合成には、前述のように複数の材料を均一溶液とした後、この複数の材料のいずれにも貧溶媒となる溶媒との間でナノ結晶粒子を作る方法の他に、まず、単独のナノ結晶粒子を合成した後、この分散液と他の材料の均一溶液より、複合化することができる。
<Manufacture 2 of mCP: Ir-B composite nanocrystal particle dispersion>
To synthesize composite nanocrystal particles composed of a plurality of mixtures, a plurality of materials are made into a uniform solution as described above, and then nanocrystal particles are formed between any of the plurality of materials and a solvent that is a poor solvent. In addition to the method, first, single nanocrystal particles can be synthesized and then combined with a uniform solution of this dispersion and other materials.

例えば、Ir−Bの1%のトルエン溶液を調製した。これをAQUATH社製送液ポンプ4003型にセットした以外は、〈mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子分散液の製造1〉と全く同様にして、Ir−Bナノ結晶粒子分散液を得た。(粒径は20〜50nm、平均粒径35nm)この分散液をAQUATH社製送液ポンプ4060型にセットし、もう一方の4003型には、mCPの1%のトルエン溶液をセットし、ナノ結晶粒子の製造を行った。結果、SEMからは、40〜70nmと少し粒径の大きな複合型ナノ結晶粒子を確認した。mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子の場合も、HT−1の場合と同様に分級や濃縮が可能であることが確認できた。   For example, a 1% toluene solution of Ir-B was prepared. An Ir-B nanocrystal particle dispersion was obtained in exactly the same manner as in <Manufacture of mCP: Ir-B composite nanocrystal particle dispersion 1> except that this was set in a liquid pump 4003 manufactured by AQUATH. (The particle size is 20 to 50 nm, the average particle size is 35 nm) This dispersion is set in a liquid pump 4060 type manufactured by AQUATH, and the other 4003 type is set with a 1% toluene solution of mCP, and nanocrystals Particles were produced. As a result, SEM confirmed composite nanocrystal particles having a slightly large particle size of 40 to 70 nm. In the case of mCP: Ir-B composite nanocrystal particles, it was confirmed that classification and concentration were possible as in the case of HT-1.

また、ナノ結晶粒子の粒径は濃度や流量、流量比によってコントロール可能であることから、種となるナノ結晶粒子のサイズと複合化後のサイズは条件を設定することで、容易に制御可能であった。   In addition, since the particle size of the nanocrystal particles can be controlled by the concentration, flow rate, and flow rate ratio, the size of the nanocrystal particles used as a seed and the size after compounding can be easily controlled by setting conditions. there were.

〈ET−1ナノ結晶粒子分散液の製造2〉
HT−1の場合と同様に、ET−1の1%THF溶液を調製し、4003型ポンプにセットし、もう一方の4060型ポンプにET−1の貧溶媒であるヘキサンをセットし、〈HT−1ナノ結晶粒子分散液の製造〉と同様にして製造を行った。結果、SEMより、50〜70nmの粒径(平均粒径55nm)を有する有機ナノ結晶粒子を確認した。
<Production 2 of ET-1 Nanocrystalline Particle Dispersion>
As in the case of HT-1, a 1% THF solution of ET-1 is prepared and set in a 4003 type pump, and hexane that is a poor solvent for ET-1 is set in the other 4060 type pump. -1 Production of Nanocrystalline Particle Dispersion> As a result, organic nanocrystal particles having a particle size of 50 to 70 nm (average particle size of 55 nm) were confirmed by SEM.

[実施例2]
《単電荷素子の作製》
以下に示すように、正孔輸送性確認のため正孔のみを流す単電荷素子、いわゆるホールオンリーデバイス;HOD)、及び電子輸送性確認のため電子のみを流す単電荷素子、いわゆるエレクトロンオンリーデバイス;EOD)を作製した。
[Example 2]
<Production of single charge element>
As shown below, a single charge element that flows only holes for hole transport confirmation, so-called hole-only device; HOD), and a single charge element that flows only electrons for confirmation of electron transport property, so-called electron-only device; EOD) was produced.

《HOD−1の作製》
100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(Indium Tin Oxide)を100nm製膜した基板(AvanStrate(株)製、NA−45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、UVオゾン洗浄を5分間行った。
<< Production of HOD-1 >>
Patterning was performed on a substrate (NA-45, manufactured by AvanStrate Co., Ltd.) in which ITO (Indium Tin Oxide) was formed to a thickness of 100 nm on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode. Thereafter, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.

この基板上に正孔輸送材料として、HT−1の1.0%クロロベンゼン溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。120℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの正孔輸送層を設けた。   A thin film was formed on this substrate by spin coating using a 1.0% chlorobenzene solution of HT-1 as a hole transport material. A hole transport layer having a layer thickness of 40 nm was provided by heating and drying at 120 ° C. for 1 hour.

次いで、前記正孔輸送層上にmCPとIr−Bを100:20の比で秤量し、1.0%酢酸イソプロピル溶液を調製した。この溶液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。80℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの発光層を設けた。   Next, mCP and Ir-B were weighed on the hole transport layer in a ratio of 100: 20 to prepare a 1.0% isopropyl acetate solution. Using this solution, a thin film was formed by spin coating. Heat-dried at 80 degreeC for 1 hour, and provided the light emitting layer with a layer thickness of 40 nm.

同様にして、前記発光層上にET−1の1.0%ヘキサフルオロイソプロピルアルコール(HFIP)溶液を調製、スピンコート法により薄膜を形成した。120℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの電子輸送層を設けた。   Similarly, a 1.0% hexafluoroisopropyl alcohol (HFIP) solution of ET-1 was prepared on the light emitting layer, and a thin film was formed by spin coating. It was dried by heating at 120 ° C. for 1 hour to provide an electron transport layer having a layer thickness of 40 nm.

この電子輸送層まで製膜した基板を真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、電子阻止層として、酸化モリブデンを層厚10nm蒸着した。 The substrate on which the electron transport layer was formed was attached to a vacuum deposition apparatus. After depressurizing the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa, molybdenum oxide was deposited to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer.

最後に、アルミニウムを蒸着して層厚110nmの陰極を形成することで、ホールオンリーデバイスHOD−1を作製した。   Finally, a hole-only device HOD-1 was produced by depositing aluminum to form a cathode having a layer thickness of 110 nm.

《HOD−7の作製》
HOD−1の作製の場合と同様にして、100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITOを100nm製膜した基板(AvanStrate(株)製、NA−45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、UVオゾン洗浄を5分間行った。
<< Production of HOD-7 >>
In the same manner as in the production of HOD-1, patterning was performed on a substrate (NAV-45, manufactured by AvanStrate Co., Ltd.) on which a 100-nm-thick ITO film was formed on a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass substrate. . Thereafter, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.

この基板上に正孔輸送材料として、前述の方法で製造したHT−1ナノ結晶粒子分散液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。120℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの正孔輸送層を設けた。   On this substrate, a thin film was formed by spin coating using the HT-1 nanocrystal particle dispersion prepared by the above method as a hole transport material. A hole transport layer having a layer thickness of 40 nm was provided by heating and drying at 120 ° C. for 1 hour.

次いで、前記正孔輸送層上に〈mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子分散液の製造1〉で製造したナノ結晶粒子分散液を用いて、スピンコート法により薄膜を形成した。80℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの発光層を設けた。   Next, a thin film was formed on the hole transport layer by a spin coating method using the nanocrystal particle dispersion liquid prepared in <Preparation 1 of mCP: Ir-B composite nanocrystal particle dispersion liquid>. Heat-dried at 80 degreeC for 1 hour, and provided the light emitting layer with a layer thickness of 40 nm.

同様にして、前記発光層上にET−1ナノ結晶粒子分散液を用いてスピンコート法により薄膜を形成した。120℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの電子輸送層を設けた。 この電子輸送層まで製膜した基板を真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、電子阻止層として、酸化モリブデンを層厚10nm蒸着した。 Similarly, a thin film was formed on the light emitting layer by spin coating using ET-1 nanocrystal particle dispersion. It was dried by heating at 120 ° C. for 1 hour to provide an electron transport layer having a layer thickness of 40 nm. The substrate on which the electron transport layer was formed was attached to a vacuum deposition apparatus. After depressurizing the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa, molybdenum oxide was deposited to a thickness of 10 nm as an electron blocking layer.

最後に、アルミニウムを蒸着して層厚110nmの陰極を形成することで、単電荷素子HOD−1を作製した。   Finally, aluminum was vapor-deposited to form a cathode having a layer thickness of 110 nm, thereby producing a single charge element HOD-1.

《HOD−2〜6、及びHOD−8〜9の作製》
HOD−2〜6、及びHOD−8〜9の作製については、正孔輸送層、発光層、電子輸送層をHOD−1又はHOD−7と同様にして、表2に記載の材料とその製膜方法(溶液の塗布製膜又はナノ結晶粒子分散液の塗布製膜)に置き換えるこることで作製した。
<< Production of HOD-2 to 6 and HOD-8 to 9 >>
For the production of HOD-2 to 6 and HOD-8 to 9, the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer were made in the same manner as HOD-1 or HOD-7, and the materials shown in Table 2 and their production. It was produced by replacing with a film method (coating film formation of a solution or coating film formation of a nanocrystal particle dispersion).

《EOD−7の作製》
100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(Indium Tin Oxide)を100nm製膜した基板(AvanStrate(株)製、NA−45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、UVオゾン洗浄を5分間行った。この基板を真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、正孔阻止層として、カルシウムを層厚5nm蒸着した。この基板を装置より取出し、窒素雰囲気下のグローブボックス内にて、HOD−7の場合と全く同様に、それぞれナノ結晶分散液を用いスピンコート法により、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を製膜した。再び、この電子輸送層まで製膜した基板を真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、アルミニウムを蒸着して層厚110nmの陰極を形成することで、単電荷素子EOD−7を作製した。
<< Production of EOD-7 >>
Patterning was performed on a substrate (NA-45, manufactured by AvanStrate Co., Ltd.) in which ITO (Indium Tin Oxide) was formed to a thickness of 100 nm on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode. Thereafter, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. This substrate was attached to a vacuum deposition apparatus. After depressurizing the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa, calcium was deposited as a hole blocking layer to a thickness of 5 nm. The substrate is taken out from the apparatus, and in a glove box under a nitrogen atmosphere, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are formed by spin coating using a nanocrystal dispersion liquid, exactly as in the case of HOD-7. Was formed. Again, the substrate on which the electron transport layer was formed was attached to a vacuum deposition apparatus. After depressurizing the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa, aluminum was deposited to form a cathode having a layer thickness of 110 nm, thereby producing a single charge device EOD-7.

《EOD−1〜6及びEOD−8〜9の作製》
EOD−1〜6及びEOD−8〜9については、HOD−1の作製に記載したそれぞれ溶液による、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の製膜法を用い、表2に記載の材料とその製膜法に置き換えることで作製した。
<< Production of EOD-1 to 6 and EOD-8 to 9 >>
For EOD-1 to 6 and EOD-8 to 9, the materials described in Table 2 were used, using the film formation method of the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer by the respective solutions described in the preparation of HOD-1. It was produced by replacing it with the film forming method.

Figure 0006123438
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Figure 0006123438
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[実施例3]
《単電荷素子の評価》
得られた単電荷素子HOD−1〜HOD−9及びEOD−1〜EOD−9を評価するに際しては、作製後の各素子のアルミ電極側をガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して評価した。
[Example 3]
<Evaluation of single charge device>
When evaluating the obtained single charge devices HOD-1 to HOD-9 and EOD-1 to EOD-9, the aluminum electrode side of each device after fabrication was covered with a glass case, and a glass substrate having a thickness of 300 μm was sealed. An epoxy-based photo-curing adhesive (Lux Track LC0629B manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied as a sealing material to the periphery as a sealing substrate, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate. The substrate was irradiated with UV light, cured, sealed and evaluated.

(電流密度)
作製した単電荷素子について、電流−電圧特性の測定を行った。5V印加時の電流値から、電流密度を算出した。尚、測定には、KEITHLEY社製 6430型サブフェムトアンペア・リモートソースメーターを用いた。表では、それぞれ素子比較例のHOD−4とEOD−4の電流密度を100とする相対値で示した。
(Current density)
About the produced single charge element, the current-voltage characteristic was measured. The current density was calculated from the current value when 5 V was applied. For the measurement, a 6430 type sub-femtoamper remote source meter manufactured by KEITHLEY was used. In the table, relative values with the current density of HOD-4 and EOD-4 of the device comparative example as 100 are shown.

なお、単電荷素子HOD−1〜HOD−9及びEOD−1〜EOD−9の上記評価において、発光は観察されず、単電荷の移動に関わる評価が行われたことを確認した。   In the above evaluations of the single charge elements HOD-1 to HOD-9 and EOD-1 to EOD-9, no light emission was observed, and it was confirmed that evaluation related to single charge transfer was performed.

Figure 0006123438
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Figure 0006123438
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表3、表4からわかるように、素子実施例の発光層のみならず、隣接するどちらか一方の層にナノ結晶粒子を含有することで、発光層だけにナノ結晶粒子を用いた系に比べ、正孔、電子共に電流密度が向上していることが明らかである。また、HOD−4、HOD−5及びHOD−8を比較すると、ナノ結晶粒子を含有する層の隣接層が、有機材料の均一溶液から製膜した場合、電流密度の低下が観察される。これは、ナノ結晶粒子への注入及びナノ結晶粒子間の電荷移動が電界集中に深く関与していることを示唆し、通常の有機膜(均一溶液から製膜した膜や、蒸着等による分子堆積膜)では、接合不良を起こし、電荷移動が阻害されていることが示唆される結果である。   As can be seen from Tables 3 and 4, not only the light emitting layer of the device example but also one of the adjacent layers contains the nanocrystalline particles, so that compared to the system using the nanocrystalline particles only in the light emitting layer. It is clear that the current density is improved for both holes, electrons. Moreover, when HOD-4, HOD-5, and HOD-8 are compared, when the adjacent layer of the layer containing nanocrystal particles is formed from a uniform solution of an organic material, a decrease in current density is observed. This suggests that the injection into the nanocrystal particles and the charge transfer between the nanocrystal particles are deeply involved in the electric field concentration, and the normal organic film (a film formed from a uniform solution or molecular deposition by evaporation etc.) In the case of (film), it is a result that a bonding failure occurs and charge transfer is impeded.

その一方で、HOD−8のように、ナノ結晶粒子を含有する層の隣接層が、金属や金属酸化物、金属塩などの無機物から形成される場合、この層の電荷密度が有機層のそれに対し、相対的に高いため、電荷移動に対する阻害が軽減されていることが示唆される。   On the other hand, when the adjacent layer of the layer containing nanocrystal particles is formed of an inorganic material such as a metal, a metal oxide, or a metal salt like HOD-8, the charge density of this layer is that of the organic layer. On the other hand, the relatively high value suggests that inhibition of charge transfer is reduced.

[実施例4]
《有機EL素子の作製》
《有機EL素子EL−5の作製》
100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上に、陽極としてITO(Indium Tin Oxide)を100nm製膜した基板(AvanStrate(株)製、NA−45)にパターニングを行った。その後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥して、UVオゾン洗浄を5分間行った。
[Example 4]
<< Production of organic EL element >>
<< Preparation of organic EL element EL-5 >>
Patterning was performed on a substrate (NA-45, manufactured by AvanStrate Co., Ltd.) in which ITO (Indium Tin Oxide) was formed to a thickness of 100 nm on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode. Thereafter, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.

この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer(株)製、Baytron P Al4083)を純水で70%に希釈した溶液を用い、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、層厚30nmの第1正孔輸送層を設けた。   A solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer Co., Ltd., Baytron P Al4083) to 70% with pure water on this transparent support substrate was used. After forming a thin film by the coating method, it was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a first hole transport layer having a layer thickness of 30 nm.

この基板上に正孔輸送材料として、前述の方法で製造したHT−1ナノ結晶粒子分散液を用い、スピンコート法により薄膜を形成した。120℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの正孔輸送層を設けた。   On this substrate, a thin film was formed by spin coating using the HT-1 nanocrystal particle dispersion prepared by the above method as a hole transport material. A hole transport layer having a layer thickness of 40 nm was provided by heating and drying at 120 ° C. for 1 hour.

次いで、前記正孔輸送層上に<mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子分散液の製造1>で調製したナノ結晶粒子分散液を用いて、スピンコート法により薄膜を形成した。80℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの発光層を設けた。   Next, a thin film was formed on the hole transport layer by spin coating using the nanocrystal particle dispersion prepared in <Production 1 of <mCP: Ir-B composite nanocrystal particle dispersion >>. Heat-dried at 80 degreeC for 1 hour, and provided the light emitting layer with a layer thickness of 40 nm.

同様にして、前記発光層上にET−1ナノ結晶粒子分散液を用いてスピンコート法により薄膜を形成した。120℃で1時間加熱乾燥し、層厚40nmの電子輸送層を設けた。   Similarly, a thin film was formed on the light emitting layer by spin coating using ET-1 nanocrystal particle dispersion. It was dried by heating at 120 ° C. for 1 hour to provide an electron transport layer having a layer thickness of 40 nm.

この電子輸送層まで製膜した基板を真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、電子注入層として、フッ化リチウム(LiF)を層厚1.0nm蒸着した。最後に、アルミニウムを蒸着して層厚110nmの陰極を形成することで、有機EL素子EL−5を作製した。 The substrate on which the electron transport layer was formed was attached to a vacuum deposition apparatus. After depressurizing the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa, lithium fluoride (LiF) was deposited as a layer thickness of 1.0 nm as an electron injection layer. Finally, aluminum was vapor-deposited to form a cathode having a layer thickness of 110 nm, thereby fabricating an organic EL element EL-5.

《有機EL素子EL−1〜EL−4及び有機EL素子EL−6〜EL−9の作製》
有機EL素子EL−1〜EL−4及び有機EL素子EL−6〜EL−9については、EL−5と同様にして、表5に記載の材料とその製膜方法に置き換えることで作製した。表中のITOはIndium Tin Oxide(インジウムスズ酸化物)、ZnOは酸化亜鉛を示し、常法に従って、分散安定剤を含まないナノ結晶粒子分散液を調製したものを用いた。
<< Production of Organic EL Elements EL-1 to EL-4 and Organic EL Elements EL-6 to EL-9 >>
The organic EL elements EL-1 to EL-4 and the organic EL elements EL-6 to EL-9 were prepared in the same manner as EL-5 by substituting the materials described in Table 5 and their film forming methods. In the table, ITO represents Indium Tin Oxide (indium tin oxide), ZnO represents zinc oxide, and a nanocrystal particle dispersion containing no dispersion stabilizer was prepared according to a conventional method.

Figure 0006123438
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[実施例5]
《有機EL素子の評価》
得られた有機EL素子EL−1〜EL−9を評価するに際しては、作製後の各有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図6、図7に示すような照明装置を形成して評価した。
[Example 5]
<< Evaluation of organic EL elements >>
When evaluating the obtained organic EL elements EL-1 to EL-9, the non-light-emitting surface of each organic EL element after production was covered with a glass case, and a glass substrate having a thickness of 300 μm was used as a sealing substrate. In addition, an epoxy-based photo-curing adhesive (Lux Track LC0629B manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied as a sealing material in the periphery, and this is placed on the cathode so as to adhere to the transparent support substrate, and UV light is emitted from the glass substrate side. Irradiation, curing and sealing were performed, and an illumination device as shown in FIGS. 6 and 7 was formed and evaluated.

(外部取り出し量子効率)
作製した有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm定電流を印加した時の外部取り出し量子効率(%)を測定した。尚、測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタオプティクス社製)を用いた。
(External quantum efficiency)
About the produced organic EL element, external extraction quantum efficiency (%) when 2.5 mA / cm 2 constant current was applied in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C. was measured. For the measurement, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Optics) was used.

(発光寿命)
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cmの一定電流で駆動したときに、輝度が発光開始直後の輝度(初期輝度)の半分に低下するのに要した時間を測定し、これを半減寿命時間(τ0.5)として寿命の指標とした。
(Luminescent life)
When driving at a constant current of 2.5 mA / cm 2 in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C., the time required for the luminance to drop to half of the luminance immediately after the start of light emission (initial luminance) was measured. Was used as an index of life as half-life time (τ0.5).

尚、測定には同様に、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタオプティクス社製)を用いた。   For the measurement, a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Optics) was used in the same manner.

(駆動電圧)
23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cmの一定電流で駆動したときの素子の駆動電圧を測定した。
(Drive voltage)
The driving voltage of the device was measured when it was driven at a constant current of 2.5 mA / cm 2 at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere.

(膜密度)
X線反射率測定法により膜密度を測定した。
(Film density)
The film density was measured by the X-ray reflectometry method.

測定装置としては、マックサイエンス社製MXP21を用いて行い、X線源のターゲットには銅を用い、42kV、500mAで作動させた。インシデントモノクロメーターには多層膜パラボラミラーを用いた。入射スリットは0.05mm×5mm、受光スリットは0.03mm×20mmを用い、2θ/θスキャン方式で0から5°をステップ幅0.005°、1ステップ10秒のFT法にて測定を行った。得られた反射率曲線に対し、マックサイエンス社製Reflectivity Analysis Program Ver.1を用いてカーブフィッティングを行い、実測値とフッティィングカーブの残差平方和が最小になるように各パラメーターを求め、各パラメーターから積層膜の密度を求めた。 有機EL素子EL−1〜EL−9の外部取り出し量子効率、発光寿命、駆動電圧、膜密度の結果は、有機EL素子EL−1(比較例)を100としたときの相対評価で行った。得られた結果を表6に示す。   As the measuring apparatus, MXP21 manufactured by Mac Science Co., Ltd. was used, copper was used as the target of the X-ray source, and it was operated at 42 kV and 500 mA. A multilayer parabolic mirror was used for the incident monochromator. The entrance slit is 0.05 mm x 5 mm, the light receiving slit is 0.03 mm x 20 mm, and the 2θ / θ scan method is used to measure from 0 to 5 ° by the FT method with a step width of 0.005 ° and a step of 10 seconds. It was. With respect to the obtained reflectance curve, Reflectivity Analysis Program Ver. Curve fitting was performed using 1 to determine each parameter so that the residual sum of squares of the actual measurement value and the fitting curve was minimized, and the density of the laminated film was determined from each parameter. The results of the external extraction quantum efficiency, the light emission lifetime, the driving voltage, and the film density of the organic EL elements EL-1 to EL-9 were evaluated by relative evaluation with the organic EL element EL-1 (comparative example) as 100. The results obtained are shown in Table 6.

Figure 0006123438
Figure 0006123438

表6から明らかなように、前述の単電荷デバイスでの評価結果を反映して、本発明の構成での大幅な駆動電圧降下が認められた。また注入・輸送に対し電界集中を大きなドライビングフォースとしていることから、電荷あるいは励起子の閉じ込め効果が高くなっていると予想され、その結果が外部取り出し量子効率の向上として現れたことが分かる。   As is apparent from Table 6, a significant drive voltage drop was observed in the configuration of the present invention, reflecting the evaluation results of the single charge device described above. In addition, since the electric field concentration is a large driving force for injection and transport, it is expected that the confinement effect of charges or excitons is expected to increase, and the result appears as an improvement in external extraction quantum efficiency.

また、素子断面の透過型電子顕微鏡(TEM)観察の結果から、均一溶液から生成した膜とは明らかに異なり、ナノ結晶粒子を反映した球状粒体の最密充填により形成されていることがわかった。このことは、XRD法による膜密度の結果に反映され、均一溶液から形成された膜密度に対し密になっている。   Also, from the result of transmission electron microscope (TEM) observation of the cross section of the element, it is clear that it is formed by close packing of spherical particles reflecting nanocrystal particles, which is clearly different from the film formed from a uniform solution. It was. This is reflected in the result of the film density by the XRD method, and is dense with respect to the film density formed from the uniform solution.

この結果は、次のように考えられる。均一溶液においては、多数の溶媒分子が溶質分子を溶媒和している状態にあり、ウエット状態から経時的に溶媒和している分子が脱離すること(すなわちこれが、乾燥過程)で膜が形成される。この経時的な変化の過程で、膜の流動性は徐々に失われ、相対的に膜密度が疎になってしまう。   This result is considered as follows. In a homogeneous solution, a large number of solvent molecules are solvating solute molecules, and a film is formed by desorption of the solvated molecules from the wet state over time (ie, this is the drying process). Is done. In the course of this change over time, the fluidity of the film is gradually lost, and the film density becomes relatively sparse.

一方で、ナノ結晶粒子では、結晶粒子自身の密度も高く、かつ溶媒和している分子が相対的に少なく、溶媒和のエネルギーが小さいため膜密度が高いままに保持された。   On the other hand, in the nanocrystal particle, the density of the crystal particle itself was high, and the number of solvated molecules was relatively small, and the energy of solvation was small, so that the film density was kept high.

以上の結果から、ナノ結晶粒子を含む層の隣接層の少なくとも一方がナノ結晶粒子を含む層、あるいは金属や金属酸化物、金属塩などの無機物から形成される層であることから、有機EL素子EL−9に示したように、ナノ結晶粒子を含む発光層の両側の隣接層に有機ナノ結晶粒子を配置することで、正孔注入層や、電子注入層を共通化した3層構成(正孔輸送層、発光層、電子輸送層)での高性能(高効率・高寿命・低駆動電圧)素子の実現が可能となった。   From the above results, since at least one of the layers adjacent to the layer containing nanocrystal particles is a layer containing nanocrystal particles, or a layer formed from an inorganic substance such as a metal, metal oxide, or metal salt, an organic EL element As shown in EL-9, organic nanocrystal particles are arranged in adjacent layers on both sides of a light-emitting layer containing nanocrystal particles, so that a hole injection layer and a three-layer structure in which an electron injection layer is shared (positive) Realization of high-performance (high efficiency, long life, low drive voltage) devices in the hole transport layer, light-emitting layer, and electron transport layer has become possible.

[実施例6]
《フルカラー表示装置の作製》
(青色発光有機EL素子)
実施例4で作製した有機EL素子EL−5を用いた。
[Example 6]
<Production of full-color display device>
(Blue light emitting organic EL device)
The organic EL element EL-5 produced in Example 4 was used.

(緑色発光有機EL素子)
実施例4に記載の有機EL素子EL−5の作製において、発光層に使用している、Ir−BをIr−Gに置き換えて作製したEL−5Gを使用した。なお使用する、mCP:Ir−G複合ナノ結晶粒子分散液は、用いているIr−BをIr−Gに変更する以外は〈mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子分散液の製造1〉と全く同様にして調製した。
(Green light-emitting organic EL device)
In the production of the organic EL element EL-5 described in Example 4, EL-5G produced by replacing Ir-B used in the light emitting layer with Ir-G was used. The mCP: Ir-G composite nanocrystal particle dispersion used here is completely the same as <Production 1 of mCP: Ir-B composite nanocrystal particle dispersion> except that Ir-B used is changed to Ir-G. Prepared in the same manner.

(赤色発光有機EL素子)
実施例4に記載の有機EL素子EL−5の作製において、発光層に使用している、Ir−BをIr−Rに置き換えたEL−5Rを使用した。なお使用する、mCP:Ir−R複合ナノ結晶粒子分散液は、用いているIr−BをIr−Rに変更する以外は〈mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子分散液の製造1〉と全く同様にして調製した。
(Red light emitting organic EL device)
In the production of the organic EL element EL-5 described in Example 4, EL-5R used in the light emitting layer, in which Ir-B was replaced with Ir-R, was used. The mCP: Ir-R composite nanocrystal particle dispersion used is completely the same as <Manufacture of mCP: Ir-B composite nanocrystal particle dispersion 1> except that Ir-B used is changed to Ir-R. Prepared in the same manner.

上記の赤色、緑色及び青色発光有機EL素子を、同一基板上に並置し、図2に記載の形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、図3には、作製した前記表示装置の表示部Aの模式図のみを示した。即ち、同一基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部と、並置した複数の画素3(発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等)とを有し、配線部の走査線5及び複数のデータ線6はそれぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示せず)。前記複数の画素3は、それぞれの発光色に対応した有機EL素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。   The red, green and blue light-emitting organic EL elements are juxtaposed on the same substrate to produce an active matrix type full-color display device having the form shown in FIG. 2, and FIG. 3 shows the display of the produced display device. Only the schematic diagram of part A is shown. That is, a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 on the same substrate, and a plurality of juxtaposed pixels 3 (light emission color is a red region pixel, a green region pixel, a blue region pixel, etc.) The scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a lattice shape and are connected to the pixels 3 at the orthogonal positions ( Details are not shown). The plurality of pixels 3 are driven by an active matrix system provided with an organic EL element corresponding to each emission color, a switching transistor as an active element, and a driving transistor, and a scanning signal is applied from a scanning line 5. Then, an image data signal is received from the data line 6 and light is emitted according to the received image data. Thus, a full color display device was produced by juxtaposing the red, green, and blue pixels appropriately.

該フルカラー表示装置を駆動することにより、駆動電圧が低く、発光効率が高く、発光寿命の長いフルカラー表示が得られることを確認することができた。   It was confirmed that by driving the full-color display device, a full-color display with a low driving voltage, high luminous efficiency, and long emission lifetime can be obtained.

[実施例7]
《白色発光の有機EL素子EL−5Wの作製》
実施例4に記載の有機EL素子EL−5の作製において、発光層に使用している、Ir−BをIr−B、Tr−G及びIr−Rの複合ナノ結晶粒子分散液の混合物に置き換えた有機EL素子EL−5Wを使用した。なお使用する、mCP:Ir−B:Ir−G:Ir−R複合ナノ結晶粒子分散液は、用いているIr−BをIr−B、Tr−G、Ir−R混合物に変更する以外は〈mCP:Ir−B複合ナノ結晶粒子分散液の製造1〉と全く同様にして調製した。作製した有機EL素子EL−5Wは、通電することにより発光し、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタオプティクス社製)で2度視野角正面輝度を測定した結果、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.1の領域内にある白色光を呈することを確認した。また照明装置として有用であることを確認した。
[Example 7]
<< Preparation of white light emitting organic EL element EL-5W >>
In the production of the organic EL device EL-5 described in Example 4, Ir-B used in the light emitting layer was replaced with a mixture of a composite nanocrystal particle dispersion of Ir-B, Tr-G and Ir-R. Organic EL element EL-5W was used. The mCP: Ir-B: Ir-G: Ir-R composite nanocrystal particle dispersion to be used is the same as the Ir-B mixture except that Ir-B is changed to an Ir-B, Tr-G, Ir-R mixture. mCP: Ir-B composite nanocrystal particle dispersion 1> Prepared in exactly the same manner. The produced organic EL element EL-5W emits light when energized, and the front luminance at a viewing angle of 2 degrees was measured with a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Optics). As a result, CIE1931 at 1000 cd / m 2 was obtained. It was confirmed that white light was present in the region where the chromaticity in the color system was X = 0.33 ± 0.07 and Y = 0.33 ± 0.1. It was also confirmed that it was useful as a lighting device.

a ナノ結晶を構成する原子又は分子
b 結晶粒界を構成する原子又は分子
1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサー
A 表示部
B 制御部
101 有機EL素子
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
a atom or molecule constituting nanocrystal b atom or molecule constituting grain boundary 1 display 3 pixel 5 scanning line 6 data line 7 power line 10 organic EL element 11 switching transistor 12 drive transistor 13 capacitor A display unit B control unit DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Organic EL element 102 Glass cover 105 Cathode 106 Organic EL layer 107 Glass substrate with a transparent electrode 108 Nitrogen gas 109 Water catching agent

Claims (9)

陰極と陽極との間に、発光層と当該発光層の両側に隣接して2層の電荷輸送層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、前記発光層と、前記2層の電荷輸送層のうちの少なくとも一層とが、ナノ結晶粒子を含有していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。   An organic electroluminescence device having a light emitting layer and two charge transport layers adjacent to both sides of the light emitting layer between a cathode and an anode, wherein the light emitting layer and the two charge transport layers An organic electroluminescence device, wherein at least one of the layers contains nanocrystalline particles. 前記発光層に隣接する陰極側の前記電荷輸送層が、前記ナノ結晶粒子を含有していることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the charge transport layer on the cathode side adjacent to the light emitting layer contains the nanocrystal particles. 前記発光層に隣接する陽極側の前記電荷輸送層が、前記ナノ結晶粒子を含有していることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the charge transport layer on the anode side adjacent to the light emitting layer contains the nanocrystal particles. 前記電荷輸送層が含有するナノ結晶粒子が、有機ナノ結晶粒子であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 3, wherein the nanocrystalline particles contained in the charge transport layer are organic nanocrystalline particles. 前記電荷輸送層が含有するナノ結晶粒子が、無機ナノ結晶粒子であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 3, wherein the nanocrystalline particles contained in the charge transport layer are inorganic nanocrystalline particles. 前記無機ナノ結晶粒子が、金属、金属塩又は金属酸化物のナノ結晶粒子であることを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   6. The organic electroluminescence device according to claim 5, wherein the inorganic nanocrystal particles are metal, metal salt or metal oxide nanocrystal particles. 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、白色発光を呈することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescent element as described in any one of Claim 1- Claim 6 exhibits white light emission, The organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned. 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする照明装置。   The organic electroluminescent element as described in any one of Claim 1- Claim 7 is comprised, The illuminating device characterized by the above-mentioned. 請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子が、具備されていることを特徴とする表示装置。   A display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of claims 1 to 7.
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