JP6136175B2 - White electroluminescence device - Google Patents
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Description
本発明は白色エレクトロルミネッセンスデバイスに関し、詳しくは、発光効率、発光寿命及び生産安定性に優れた白色エレクトロルミネッセンスデバイスに関する。 The present invention relates to a white electroluminescence device, and more particularly to a white electroluminescence device excellent in luminous efficiency, luminous lifetime and production stability.
近年、有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子(以下において、適宜、「有機EL素子」と略称する。)は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子や書き込み光源アレイとしての用途が有望視されており、研究開発が活発に進められている。 In recent years, organic electroluminescence elements using organic substances (hereinafter, abbreviated as “organic EL elements” where appropriate) are promising for use as solid light-emitting inexpensive large-area full-color display elements and writing light source arrays. Research and development is actively underway.
有機EL素子は、フィルム上に形成された1対の陽極と陰極との間に、有機発光物質を含有する厚さ僅か0.1μm程度の有機機能層(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、有機化合物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。この電子と正孔とが発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際にエネルギーを光として放出することにより発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。 The organic EL element is composed of an organic functional layer (single layer portion or multilayer portion) having a thickness of only about 0.1 μm containing an organic light emitting material between a pair of anode and cathode formed on a film. It is a thin film type all solid state device. 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 compound layer. It is known that emission is obtained by releasing energy as light when the electrons and holes recombine in the light emitting layer and the energy level returns from the conduction band to the valence band. This technology is expected as a flat display and lighting.
最近発見されたリン光発光を利用する有機EL素子では、以前の蛍光発光を利用するそれに比べ、原理的に約4倍の発光効率が実現可能であることから、その材料開発を始めとし、有機機能層の層構成や電極の研究開発が世界中で行われている。特に、地球温暖化防止策の1つとして、人類のエネルギー消費の多くを占める照明器具への応用が検討されはじめ、従来の照明器具に置き換わりうる白色発光パネルの実用化に向けて、性能向上やコストダウンの試みが盛んになっている。 The recently discovered organic EL element using phosphorescence emission can in principle achieve light emission efficiency of about 4 times compared to that using previous fluorescence emission. Research and development of functional layers and electrodes are conducted all over the world. In particular, as one of the measures to prevent global warming, application to lighting fixtures that occupy much of human energy consumption has begun to be studied. There are many attempts to reduce costs.
照明用白色発光パネルにおいては、高効率・長寿命が求められ、特に長寿命化においては、蛍光灯や白色LEDに対して性能が低いのが現状である。また、青色のリン光発光材料として高い発光効率を有するものは見出されているが、塗布可能でかつ長寿命及び色純度の点で満足できるレベルのものは見出されていないのが実情である。 A white light emitting panel for illumination is required to have high efficiency and long life, and in particular, in the life extension, the performance is low with respect to fluorescent lamps and white LEDs. Further, although blue phosphorescent light emitting materials have been found to have high luminous efficiency, no actual material that can be applied and is satisfactory in terms of long life and color purity has not been found. is there.
さらに、近年では白色発光パネルの実用化に向け、リン光発光材料を複数組み合わせて所望の白色を作る動きも盛んに見られている。 Furthermore, in recent years, there has been an active movement to produce a desired white color by combining a plurality of phosphorescent light emitting materials for practical application of a white light emitting panel.
しかしながら、リン光発光材料は、各々の発光材料間でのエネルギー移動を起こすことが知られており、所望の白色発光を行うには、青色発光材料の成分を、緑色発光材料、赤色発光材料に比べて非常に多くする必要があり、発光色を制御し、色度が安定した白色発光デバイスを生産する上で問題があった。 However, phosphorescent light-emitting materials are known to cause energy transfer between the respective light-emitting materials, and in order to perform desired white light emission, the components of blue light-emitting materials are changed into green light-emitting materials and red light-emitting materials. There is a problem in producing a white light emitting device in which the amount of light emission needs to be greatly increased and the emission color is controlled and the chromaticity is stable.
これらの問題を解決する方法として、発光材料に無機発光物質である「量子ドット」を用いる方法がある。量子ドットはシャープな発光スペクトルに加え、無機物であるために耐久性が良く、また各種溶媒に可溶である特徴を持つことから塗布プロセスに適用可能である。 As a method of solving these problems, there is a method of using “quantum dots” that are inorganic light emitting materials as light emitting materials. Quantum dots are applicable to the coating process because they are inorganic in addition to a sharp emission spectrum and have good durability and are soluble in various solvents.
例えば、特許文献1では発光素子の光放出側の側面に量子ドットを成膜し、ダウンコンバージョン的に光励起させた発光により、発光層の発光色を補うことで白色発光を達成している。しかしながら、この方法では、発光寿命が発光層材料に依存しており十分な長寿命化は依然として得られていない。
For example, in
他方、特許文献2では量子ドットを複数組み合わせることで白色を達成している。しかしながら、白色の外部量子収率は4%程度と低く、依然実用化には問題がある。
On the other hand, in
また、特許文献3では、発光効率の向上を狙って、量子ドットのキャッピング材料として電荷輸送性材料を用いている。該特許において、電荷の再結合の促進が確認されてはいるが、更なる性能の向上が望まれる。
In
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、高発光効率で長寿命の白色エレクトロルミネッセンスデバイスを提供することであって、特に、生産性に優れ、連続生産でも色度が安定した白色発光の白色エレクトロルミネッセンスデバイスを提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems and circumstances, and its solution is to provide a white electroluminescent device with high luminous efficiency and long life, which is particularly excellent in productivity and continuous production. However, it is to provide a white electroluminescent device that emits white light with stable chromaticity.
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討した結果、発光層における、青色、緑色及び赤色の3つの特定波長領域に発光する量子ドットの質量比と、2種以上の量子ドットのフォトルミネッセンス発光量子収率とを特定することにより上記課題が解決できることを見出し本発明に至った。 As a result of examining the cause of the above-mentioned problem in order to solve the above-mentioned problems, the present inventor found that the mass ratio of quantum dots emitting in three specific wavelength regions of blue, green, and red in the light-emitting layer and two or more kinds The present inventors have found that the above problems can be solved by specifying the photoluminescence emission quantum yield of the quantum dots of the present invention.
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.陽極と支持基板上に設けられた陰極に挟まれた1層の発光層を有する逆層構成の白色エレクトロルミネッセンスデバイスであって、該発光層は400〜500nmの範囲内に発光極大波長を有する量子ドット(BQD)と500〜580nmの範囲内に発光極大波長を有する量子ドット(GYQD)と580〜650nmの範囲内に発光極大波長を有する量子ドット(ORQD)とをそれぞれ1種類以上有し、それぞれ量子ドットの発光層における質量比が下記式(A)及び式(B)を満たし、かつ当該BQD、GYQD及びORQDのうち少なくとも2種以上の量子ドットのフォトルミネッセンス発光量子収率が70%以上であり、さらに、前記発光層が下記一般式(1)で表されるホスト化合物を含有することを特徴とする白色エレクトロルミネッセンスデバイス。 1. 1. A white electroluminescent device having a reverse layer structure having a light emitting layer sandwiched between an anode and a cathode provided on a support substrate, wherein the light emitting layer is a quantum having a light emission maximum wavelength in a range of 400 to 500 nm. One or more dots (BQD), quantum dots (GYQD) having an emission maximum wavelength in the range of 500 to 580 nm, and quantum dots (ORQD) having an emission maximum wavelength in the range of 580 to 650 nm, respectively The mass ratio of the quantum dots in the light emitting layer satisfies the following formulas (A) and (B), and at least two of the BQD, GYQD, and ORQD have a photoluminescence emission quantum yield of 70% or more. Ah is, furthermore, a white-elect said light emitting layer has a that you containing host compounds represented by the following general formula (1) Luminescence device.
式(A) 5.5≦BQD/GYQD≦12.0
式(B) 1.0≦GYQD/ORQD≦1.3
Formula (B) 1.0 ≦ GYQD / ORQD ≦ 1.3
2.前記ホスト化合物のリン光スペクトルにおける0−0遷移バンドに帰属される発光波長が、459nm以下であることを特徴とする第1項に記載の白色エレクトロルミネッセンスデバイス。
2 . 2. The white electroluminescent device according to
3.前記一般式(1)におけるXが、NR′であることを特徴とする第1項又は第2項に記載の白色エレクトロルミネッセンスデバイス。
3 . X in the said General formula (1) is NR ', The white electroluminescent device of
4.前記一般式(1)におけるXが、酸素原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白色エレクトロルミネッセンスデバイス。
4 . X in the said General formula (1) is an oxygen atom, The white electroluminescent device as described in any one of
5.前記発光層に導電性高分子を含有することを特徴とする第1項から第4項までのいずれか一項に記載の白色エレクトロルミネッセンスデバイス。
5 . The white electroluminescence device according to any one of
6.前記量子ドットの平均粒子径が、1〜20nmの範囲内であることを特徴とする第1項から第5項までのいずれか一項に記載の白色エレクトロルミネッセンスデバイス。
6 . 6. The white electroluminescent device according to any one of
7.前記量子ドットが、少なくともSi、Ge、GaN、GaP、CdS、CdSe、CdTe、InP、InN、ZnS、In2S3、ZnO、CdO又はこれらの混合物で構成されていることを特徴とする第1項から第6項までのいずれか一項に記載の白色エレクトロルミネッセンスデバイス。
7 . The quantum dot is composed of at least Si, Ge, GaN, GaP, CdS, CdSe, CdTe, InP, InN, ZnS, In 2 S 3 , ZnO, CdO, or a mixture thereof.
8.前記ホスト化合物の分子量が、500〜1000の範囲内であることを特徴とする第1項から第7項までのいずれか一項に記載の白色エレクトロルミネッセンスデバイス。
8 . The molecular weight of the host compound, white electroluminescent device according to any one of the first term, which is a range of 500 to 1000 to
本発明の上記手段により、高発光効率で長寿命の白色エレクトロルミネッセンスデバイスを提供することであって、特に、生産性に優れ、連続生産でも色度が安定した白色エレクトロルミネッセンスデバイスを提供することができる。 By the above means of the present invention, it is to provide a white electroluminescent device having high luminous efficiency and long life, and in particular, to provide a white electroluminescent device having excellent productivity and stable chromaticity even in continuous production. it can.
さらに、好ましい態様として発光層にホスト化合物を含有することにより、複数の量子ドットを用いた白色発光デバイスにおいて、高い内部量子効率を得ることができ、さらに長寿命のエレクトロルミネッセンスデバイスを提供することができる。特に、公知の組み合わせでは難しかった生産性に優れ、連続生産でも色度が安定したエレクトロルミネッセンスデバイスを提供することができる。 Furthermore, by including a host compound in the light emitting layer as a preferred embodiment, it is possible to obtain a high internal quantum efficiency in a white light emitting device using a plurality of quantum dots, and to provide a long-life electroluminescent device. it can. In particular, it is possible to provide an electroluminescent device that is excellent in productivity, which is difficult with known combinations, and has stable chromaticity even in continuous production.
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。フォトルミネッセンス発光量子収率の高い量子ドットは、量子ドットを構成するコアとシェルの間の格子定数の欠陥が極めて少なく、そのために本来量子ドットの持つコア内での励起子閉じ込め効果が高いのに加え、エネルギーの拡散が抑えられるため、結果として量子収率の向上、量子ドット間でのエネルギー移動が抑えられ高発光効率で長寿命の白色エレクトロルミネッセンスデバイスが達成できると考えられる。加えて安定性に優れること、及び3種の量子ドットの添加量が平準化するため連続生産でも色度が安定したエレクトロルミネッセンスデバイスが提供できると考えられる。 The expression mechanism or action mechanism of the effect of the present invention is not clear, but is presumed as follows. Quantum dots with high photoluminescence emission quantum yields have very few lattice constant defects between the core and the shell that make up the quantum dots. In addition, since the diffusion of energy is suppressed, it is considered that as a result, it is possible to achieve a white electroluminescence device with high emission efficiency and long life with improved quantum yield and energy transfer between quantum dots. In addition, since it is excellent in stability and the addition amount of the three types of quantum dots is leveled, it is considered that an electroluminescent device having stable chromaticity can be provided even in continuous production.
本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスは、陽極と支持基板上に設けられた陰極に挟まれた1層の発光層を有する逆層構成の白色エレクトロルミネッセンスデバイスであって、該発光層は400〜500nmの範囲内に発光極大波長を有する量子ドット(BQD)と500〜580nmの範囲内に発光極大波長を有する量子ドット(GYQD)と580〜650nmの範囲内に発光極大波長を有する量子ドット(ORQD)とをそれぞれ1種類以上有し、それぞれ量子ドットの発光層における質量比が下記式(A)及び式(B)を満たし、かつ当該BQD、GYQD及びORQDのうち少なくとも2種以上の量子ドットのフォトルミネッセンス発光量子収率が70%以上であり、さらに、前記発光層が下記一般式(1)で表されるホスト化合物を含有することを特徴とする。 The white electroluminescent device of the present invention is a white electroluminescent device having a reverse layer structure having a single light emitting layer sandwiched between an anode and a cathode provided on a support substrate, the light emitting layer having a thickness of 400 to 500 nm. Quantum dots (BQD) having an emission maximum wavelength in the range, quantum dots (GYQD) having an emission maximum wavelength in the range of 500 to 580 nm, and quantum dots (ORQD) having an emission maximum wavelength in the range of 580 to 650 nm Each of which has a mass ratio in the light-emitting layer of the quantum dots satisfying the following formulas (A) and (B), and photoluminescence of at least two of the quantum dots among the BQD, GYQD, and ORQD Ri der emission quantum yield of 70% or more, further, ho said light emitting layer is represented by the following general formula (1) Characterized that you containing bets compound.
式(A) 5.5≦BQD/GYQD≦12.0
式(B) 1.0≦GYQD/ORQD≦1.3
この特徴は、請求項1から請求項8までの請求項に係る発明に共通する技術的特徴である。
Formula (A) 5.5 ≦ BQD / GYQD ≦ 12.0
Formula (B) 1.0 ≦ GYQD / ORQD ≦ 1.3
This feature is a technical feature common to the inventions according to
本発明の実施態様としては、前記一般式(1)におけるXが、NR′であること、さらに、前記一般式(1)におけるXが、酸素原子であることが好ましい。また、前記発光層に導電性高分子を含有することが好ましい。 The embodiments of the present invention, before Symbol X in the general formula (1), it is NR ', further wherein X in the general formula (1) is preferably an oxygen atom. The light emitting layer preferably contains a conductive polymer.
また、前記量子ドットの平均粒子径が、1〜20nmの範囲内であることが好ましい。さらに前記量子ドットが、少なくともSi、Ge、GaN、GaP、CdS、CdSe、CdTe、InP、InN、ZnS、In2S3、ZnO、CdO又はこれらの混合物で構成されていることが、赤、緑及び青発光の量子ドットから白色光を得るために好ましい。 Moreover, it is preferable that the average particle diameter of the said quantum dot exists in the range of 1-20 nm. Furthermore, it is red, green that the quantum dots are composed of at least Si, Ge, GaN, GaP, CdS, CdSe, CdTe, InP, InN, ZnS, In 2 S 3 , ZnO, CdO, or a mixture thereof. And preferable for obtaining white light from blue-emitting quantum dots.
また、前記ホスト化合物の分子量が、500〜1000の範囲内であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the molecular weight of the said host compound exists in the range of 500-1000.
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.
《白色エレクトロルミネッセンスデバイス》
図を用いて参考とされる白色エレクトロルミネッセンスデバイスを説明する。図1に示すとおり、参考とされる白色エレクトロルミネッセンスデバイス16(以下、エレクトロルミネッセンスデバイスともいう)は、可撓性支持基板1を有している。可撓性支持基板1上には陽極2が形成され、陽極2上には有機機能層15が形成され、有機機能層15上には陰極8が形成されている。
《White electroluminescence device》
A white electroluminescence device referred to will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a reference white electroluminescence device 16 (hereinafter, also referred to as an electroluminescence device) has a
有機機能層15とは、陽極2と陰極8との間に設けられているエレクトロルミネッセンスデバイス16を構成する各層をいう。
The organic
有機機能層15には、発光層5のほかに、例えば正孔注入層3、正孔輸送層4、発光層5、電子輸送層6、電子注入層7が含まれ、そのほかに正孔ブロック層や電子ブロック層等が含まれてもよい。発光層5は発光材料として、後述する少なくとも3種の量子ドット11(BQD、GYQD及びORQDのそれぞれ一種以上)を有している。
In addition to the
可撓性支持基板1上の陽極2,有機機能層15,陰極8は封止接着剤9を介して可撓性封止部材10によって封止されている。
The
なお、エレクトロルミネッセンスデバイスデバイス16のこれらの層構造(図1参照)は参考とされる例を示したものである。例えば、本発明に係るエレクトロルミネッセンスデバイス16と参考とされる有機エレクトロルミネッセンスデバイス16は(i)〜(ix)の層構造を有していてもよいが、これらに限定されない。
(i)可撓性支持基板/陽極/発光層/電子輸送層/陰極/熱伝導層/封止用接着剤/封止部材
(ii)可撓性支持基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極/熱伝導層/封止用接着剤/封止部材
(iii)可撓性支持基板/陽極/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰
極/熱伝導層/封止用接着剤/封止部材
(iv)可撓性支持基板/陽極/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極/熱伝導層/封止用接着剤/封止部材
(v)可撓性支持基板/陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔ブロック層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極/熱伝導層/封止用接着剤/封止部材
(vi)ガラス支持体/陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極/封止部材
(vii)ガラス支持体/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極/封
止部材
(viii)ガラス支持体/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/封止部材
(ix)ガラス支持体/陰極/電子輸送層/電子注入層/発光層/正孔輸送層/正孔注入層/陽極/封止部材
《白色エレクトロルミネッセンスデバイスの有機機能層15》
次いで、本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスを構成する有機機能層の詳細について説明する。
Incidentally, (see FIG. 1) These layer structures of
(I) Flexible support substrate / anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode / thermal conductive layer / sealing adhesive / sealing member (ii) flexible support substrate / anode / hole transport layer / light emission Layer / electron transport layer / cathode / thermal conductive layer / sealing adhesive / sealing member (iii) flexible support substrate / anode / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode / Heat conduction layer / adhesive for sealing / sealing member (iv) flexible support substrate / anode / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode / heat conduction Layer / adhesive for sealing / sealing member (v) flexible support substrate / anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole block layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode / heat Conductive layer / sealing adhesive / sealing member (vi) glass support / anode / hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode / sealing member (vii) glass support / Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode / sealing member (viii) glass support / anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode / sealing member (ix) glass support / cathode / electron transport layer / electron injection layer / emitting layer / hole transport layer / hole injection layer / positive electrode / sealing member "white electroluminescent Organic functional layer 15 of the device >>
Subsequently, the detail of the organic functional layer which comprises the white electroluminescent device of this invention is demonstrated.
なお、本発明の「白色エレクトロルミネッセンスデバイス」は赤、緑及び青の3色の発光色からなる白色光を発光するエレクトロルミネッセンスデバイスをいう。エレクトロルミネッセンスデバイスなどの発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタオプティクス(株)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。本発明では、白色とは、2度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、1000cd/m2でのCIE1931表色系における色度がx=0.33±0.07、y=0.33±0.1の領域内にあることが好ましい。
The “white electroluminescence device” of the present invention refers to an electroluminescence device that emits white light having three emission colors of red, green, and blue. The color emitted from the electroluminescence device is shown in FIG. 4.16 on
(1)発光層5
本発明のエレクトロルミネッセンスデバイスを構成する発光層は、電極又は電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
(1)
The light emitting layer constituting the electroluminescent device of the present invention is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode, the electron transport layer, or the hole transport layer, and the light emitting portion is the light emitting layer. It may be in the layer or the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
本発明に係る発光層は、含まれる発光材料が前記要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。 The light emitting layer according to the present invention is not particularly limited in its configuration as long as the contained light emitting material satisfies the above requirements.
本発明における発光層の膜厚の総和は1〜100nmの範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは、より低い駆動電圧を得ることができることから50nm以下である。発光層の膜厚としては1〜50nmの範囲に調整することが好ましい。本発明の発光層には白色発光を示すための青、緑、赤若しくは中間色の各色発光を示す必要がある。 The total thickness of the light emitting layers in the present invention is preferably in the range of 1 to 100 nm, and more preferably 50 nm or less because a lower driving voltage can be obtained. The film thickness of the light emitting layer is preferably adjusted in the range of 1 to 50 nm. The light emitting layer of the present invention needs to exhibit blue, green, red or intermediate color light emission for showing white light emission.
発光層の作製には、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。 For the production of the light emitting layer, a light emitting material or a host compound, which will be described later, is formed by forming a film by a known thinning method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, an ink jet method, or the like. it can.
本発明においては、発光層の発光材料として、少なくとも3種(BQD、GYQD及びORQDのそれぞれ一種以上)の量子ドットを含有する。さらに発光層には、電荷輸送材料を含有させることが好ましく、例えばホスト化合物や電荷輸送性ポリマーを含有させることが好ましい。特にホスト化合物を含有させることが好ましい。 In the present invention, at least three types (BQD, GYQD, and ORQD each) of quantum dots are contained as the light emitting material of the light emitting layer. Further, the light emitting layer preferably contains a charge transport material, for example, a host compound or a charge transport polymer is preferably contained. It is particularly preferable to contain a host compound.
(1.1)量子ドット
本発明の白色エレクトロルミネッセンス素子において、発光層は、少なくとも3種(BQD、GYQD及びORQDのそれぞれ一種以上)の量子ドットを有している。
(1.1) Quantum dot In the white electroluminescent element of this invention, the light emitting layer has at least 3 types (BQD, GYQD, and 1 or more types of ORQD) of quantum dots.
量子ドットとは、半導体材料の結晶で構成され、その粒子径が数nm〜数十nm程度の微粒子であり、下記に示す量子ドット効果が得られるものをいう。量子ドット(微粒子)の粒子径は、具体的には1〜20nmであり、好ましくは1〜10nmである。 A quantum dot is composed of a crystal of a semiconductor material and is a fine particle having a particle diameter of about several nanometers to several tens of nanometers. The particle diameter of the quantum dots (fine particles) is specifically 1 to 20 nm, preferably 1 to 10 nm.
このような微粒子のエネルギー準位Eは、一般に、プランク定数を「h」と、電子の有効質量を「m」と、微粒子の半径を「R」としたとき、式(I)で表される。 The energy level E of such a fine particle is generally represented by the formula (I) where the Planck constant is “h”, the effective mass of the electron is “m”, and the radius of the fine particle is “R”. .
式(1) E∝h2/mR2
式(I)で示されるように、微粒子のバンドギャップは、「R−2」に比例して大きくなり、いわゆる、量子ドット効果が得られる。このように、量子ドットの粒子径を制御、規定することによって、量子ドットのバンドギャップ値を制御することができる。すなわち、微粒子の粒子径を制御、規定することにより、通常の原子には無い多様性を持たせることができる。そのため、光によって励起させたり、量子ドットを含むエレクトロルミネッセンスデバイスに対して電圧をかけることで、量子ドットに電子とホールを閉じ込めて再結合させたりすることで電気エネルギーを所望の波長の光に変換して出射させることができる。このような発光性の量子ドットを本願では「量子ドット」と表す。
Formula (1) E∝h 2 / mR 2
As shown by the formula (I), the band gap of the fine particles increases in proportion to “R −2 ”, and a so-called quantum dot effect is obtained. Thus, the band gap value of a quantum dot can be controlled by controlling and defining the particle diameter of the quantum dot. That is, by controlling and defining the particle diameter of the fine particles, it is possible to provide diversity not found in ordinary atoms. For this reason, it is possible to convert electrical energy into light of the desired wavelength by exciting electrons with light or applying voltage to an electroluminescent device that includes quantum dots to confine electrons and holes in the quantum dots and recombine them. Can be emitted. Such a luminescent quantum dot is referred to as a “quantum dot” in the present application.
量子ドットの平均粒子径は、上述したように、数nm〜数十nm程度であるが、白色発光の発光材料の1つとして用いる場合、目的とする発光色に対応する粒子径とする。 As described above, the average particle diameter of the quantum dots is about several nm to several tens of nm, but when used as one of the white light emitting materials, the particle diameter corresponds to the target light emission color.
例えば、赤発光を得たい場合は量子ドットの粒子径を3〜20nmとするのが好ましく、緑発光を得たい場合は量子ドットの粒子径を1.5〜10nmとするのが好ましく、青色発光を得たい場合は量子ドットの粒子径を1〜3nmとするのが好ましい。 For example, when it is desired to obtain red light emission, the quantum dot particle size is preferably 3 to 20 nm. When green light emission is desired to be obtained, the quantum dot particle size is preferably 1.5 to 10 nm. When it is desired to obtain the quantum dot, it is preferable to set the particle diameter of the quantum dot to 1 to 3 nm.
平均粒子径の測定方法としては、公知の方法を用いることができる。 As a method for measuring the average particle diameter, a known method can be used.
例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)により量子ドットの粒子観察を行い、そこから粒子径分布の数平均粒子径として求める方法や、動的光散乱法により量子ドットの粒子径分布を測定し、その数平均粒子径として求める方法、X線小角散乱法により得られたスペクトルから量子ドットの粒子径分布シミュレーション計算を用いて粒子径分布を導出する方法などが挙げられる。 For example, the quantum dot particles are observed with a transmission electron microscope (TEM), and the number average particle size of the particle size distribution is obtained therefrom, or the particle size distribution of the quantum dots is measured by a dynamic light scattering method. Examples thereof include a method for obtaining the number average particle size and a method for deriving the particle size distribution from the spectrum obtained by the X-ray small angle scattering method using the particle size distribution simulation calculation of the quantum dots.
量子ドットの添加量は、添加する層の全構成物質100質量部に対して0.01〜100質量%であることが好ましく、0.05〜80質量%であることがより好ましく、0.1〜60質量%であることが最も好ましい。0.01質量%以上の場合、十分な輝度効率、演色性の良い白色発光を得ることができる。 The addition amount of the quantum dots is preferably 0.01 to 100% by mass, more preferably 0.05 to 80% by mass, with respect to 100 parts by mass of all the constituent materials of the layer to be added. Most preferably, it is -60 mass%. In the case of 0.01% by mass or more, white light emission with sufficient luminance efficiency and good color rendering can be obtained.
白色発光を示すために必要なそれぞれの量子ドットの添加量としては400〜500nmの範囲内に発光極大波長を有する青色(B)に発光する量子ドット(BQDと称す)と、500〜580nmの範囲内に発光極大波長を有する緑色(G)に発光する量子ドット(GYQDと称す)と580〜650nmの範囲内に発光極大波長を有する赤色(R)に発光する量子ドット(ORQDと称す)のそれぞれの発光領域において、少なくとも1種類以上の量子ドットが必要であり、それぞれ量子ドットの発光層における質量比が下記式(A)及び(B)を満たすことが必要である。 The addition amount of each quantum dot necessary for exhibiting white light emission is a quantum dot (referred to as BQD) emitting blue (B) having an emission maximum wavelength within a range of 400 to 500 nm, and a range of 500 to 580 nm. A quantum dot (referred to as GYQD) that emits green (G) having a light emission maximum wavelength and a quantum dot (referred to as ORQD) that emits red (R) having a light emission maximum wavelength within a range of 580 to 650 nm. In the light emitting region, at least one kind of quantum dots is necessary, and the mass ratio of the quantum dots in the light emitting layer must satisfy the following formulas (A) and (B).
式(A) 5.5≦BQD/GYQD≦12.0
式(B) 1.0≦GYQD/ORQD≦1.3
また、これらの比率は、リン光材料で白色発光を示すために必要な比率よりも青色材料の比率が大幅に少なくなっており、これは、量子ドットの励起子閉じ込め効果がリン光材料よりも高いことを示しているまた、好ましい態様として、後述するホスト化合物との組み合せにより高いレベルで達成できるものである。
Formula (A) 5.5 ≦ BQD / GYQD ≦ 12.0
Formula (B) 1.0 ≦ GYQD / ORQD ≦ 1.3
In addition, these ratios are significantly lower for blue materials than for phosphorescent materials to show white light emission, which means that the exciton confinement effect of quantum dots is higher than that of phosphorescent materials. In addition, as a preferred embodiment, it can be achieved at a high level by a combination with a host compound described later.
また、本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、発光層に使用するBQDとGYQD及びORQDのうち少なくとも2種はフォトルミネッセンス発光量子収率(以下PLQEともいう。)が70%以上である。好ましくは80%以上であり、より好ましくは90%以上である。70%未満の場合は量子ドットのコアとシェル間の欠陥が比較的多いために、エネルギーの拡散や粒子としての耐久性が不足することから、白色エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて発光効率や寿命の低下原因となる。 In the white electroluminescence device of the present invention, at least two of BQD, GYQD, and ORQD used in the light emitting layer have a photoluminescence emission quantum yield (hereinafter also referred to as PLQE) of 70% or more. Preferably it is 80% or more, More preferably, it is 90% or more. If it is less than 70%, the number of defects between the core and the shell of the quantum dot is relatively large, resulting in insufficient energy diffusion and durability as a particle. Become.
また好ましくは、PLQEはGYQD及びORQDがともに70%以上であることが好ましい。さらにはBQDとGYQD及びORQDがともに70%以上であることが好ましい。 Preferably, PLQE is such that both GYQD and ORQD are 70% or more. Furthermore, it is preferable that BQD, GYQD, and ORQD are all 70% or more.
各量子ドットのPLQEは市販品のカタログ等で記載のあるもの以外は国際公開第2008/063652号に記載の方法を用いて測定することができる。 The PLQE of each quantum dot can be measured using the method described in International Publication No. 2008/063652, except those described in the catalog of commercial products.
PLスペクトル測定にはUSB2000(Ocean Optics製)やCARY Eclipse(アジレント・テクノロジー社製)の分光光度計を用いて、室温(23〜25℃)、励起波長373nmで行うことができる。 The PL spectrum can be measured using a spectrophotometer such as USB2000 (manufactured by Ocean Optics) or CARY Eclipse (manufactured by Agilent Technologies) at room temperature (23 to 25 ° C.) and an excitation wavelength of 373 nm.
PLQEの高い量子ドットは、量子ドットを構成するコアとシェルの間の結晶の格子欠陥が極めて少なく、そのために本来量子ドットの持つコア内での励起子閉じ込め効果が高いのに加えエネルギーの拡散が抑えられるため、結果として量子収率の向上、量子ドット間でのエネルギー移動が抑えられると考えられる。加えて安定性に優れること、及び3種の量子ドットの添加量が平準化するため連続生産でも色度が安定した白色エレクトロルミネッセンスデバイスが提供できると考えられる。 Quantum dots with high PLQE have very few crystal lattice defects between the core and the shell that constitute the quantum dots. Therefore, in addition to the high exciton confinement effect in the core of the quantum dots, energy diffusion is inherent. As a result, it is considered that the quantum yield is improved and the energy transfer between the quantum dots is suppressed as a result. In addition, it is considered that a white electroluminescence device with stable chromaticity can be provided even in continuous production because of excellent stability and the level of addition of the three types of quantum dots.
また、前述したリン光発光材料はその励起寿命がミリ若しくはマイクロ秒オーダーと比較的長いために、層内での濃度が濃すぎると励起子のエネルギーが振動緩和して消失するいわゆる濃度消光の問題がある。しかし、これらの量子ドットを発光層に添加することにより、量子ドットそのものの発光が得られるだけに留まらず、詳細は不明だが量子ドットと前述のホスト化合物の組み合わせによるキャリア注入の向上以外にも、ホスト化合物の表面エネルギーによる量子ドットの分散性向上によるものと推測されるエネルギー移動の抑制とそれに伴う発光効率の向上効果が得られると考えられる。 In addition, since the above-described phosphorescent light emitting material has a relatively long excitation lifetime of the order of millisecond or microsecond, if the concentration in the layer is too high, the energy of excitons relaxes and disappears, so-called concentration quenching problem There is. However, by adding these quantum dots to the light emitting layer, not only can the light emission of the quantum dots themselves be obtained, but the details are unknown, but besides the improvement of carrier injection by the combination of quantum dots and the above-mentioned host compound, It is considered that the effect of suppressing the energy transfer presumed to be due to the improvement of the dispersibility of the quantum dots due to the surface energy of the host compound and the accompanying improvement in the light emission efficiency can be obtained.
量子ドットの構成材料としては、例えば、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、錫等の周期表第14族元素の単体、リン(黒リン)等の周期表第15族元素の単体、セレン、テルル等の周期表第16族元素の単体、炭化ケイ素(SiC)等の複数の周期表第14族元素からなる化合物、酸化錫(IV)(SnO2)、硫化錫(II,IV)(Sn(II)Sn(IV)S3)、硫化錫(IV)(SnS2)、硫化錫(II)(SnS)、セレン化錫(II)(SnSe)、テルル化錫(II)(SnTe)、硫化鉛(II)(PbS)、セレン化鉛(II)(PbSe)、テルル化鉛(II)(PbTe)等の周期表第14族元素と周期表第16族元素との化合物、窒化ホウ素(BN)、リン化ホウ素(BP)、砒化ホウ素(BAs)、窒化アルミニウム(AlN)、リン化アルミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、アンチモン化アルミニウム(AlSb)、窒化ガリウム(GaN)、リン化ガリウム(GaP)、砒化ガリウム(GaAs)、アンチモン化ガリウム(GaSb)、窒化インジウム(InN)、リン化インジウム(InP)、砒化インジウム(InAs)、アンチモン化インジウム(InSb)等の周期表第13族元素と周期表第15族元素との化合物(あるいはIII−V族化合物半導体)、硫化アルミニウム(Al2S3)、セレン化アルミニウム(Al2Se3)、硫化ガリウム(Ga2S3)、セレン化ガリウム(Ga2Se3)、テルル化ガリウム(Ga2Te3)、酸化インジウム(In2O3)、硫化インジウム(In2S3)、セレン化インジウム(In2Se3)、テルル化インジウム(In2Te3)等の周期表第13族元素と周期表第16族元素との化合物、塩化タリウム(I)(TlCl)、臭化タリウム(I)(TlBr)、ヨウ化タリウム(I)(TlI)等の周期表第13族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)、酸化カドミウム(CdO)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化水銀(HgS)、セレン化水銀(HgSe)、テルル化水銀(HgTe)等の周期表第12族元素と周期表第16族元素との化合物(あるいはII−VI族化合物半導体)、硫化砒素(III)(As2S3)、セレン化砒素(III)(As2Se3)、テルル化砒素(III)(As2Te3)、硫化アンチモン(III)(Sb2S3)、セレン化アンチモン(III)(Sb2Se3)、テルル化アンチモン(III)(Sb2Te3)、硫化ビスマス(III)(Bi2S3)、セレン化ビスマス(III)(Bi2Se3)、テルル化ビスマス(III)(Bi2Te3)等の周期表第15族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化銅(I)(Cu2O)、セレン化銅(I)(Cu2Se)等の周期表第11族元素と周期表第16族元素との化合物、塩化銅(I)(CuCl)、臭化銅(I)(CuBr)、ヨウ化銅(I)(CuI)、塩化銀(AgCl)、臭化銀(AgBr)等の周期表第11族元素と周期表第17族元素との化合物、酸化ニッケル(II)(NiO)等の周期表第10族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化コバルト(II)(CoO)、硫化コバルト(II)(CoS)等の周期表第9族元素と周期表第16族元素との化合物、四酸化三鉄(Fe3O4)、硫化鉄(II)(FeS)等の周期表第8族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化マンガン(II)(MnO)等の周期表第7族元素と周期表第16族元素との化合物、硫化モリブデン(IV)(MoS2)、酸化タングステン(IV)(WO2)等の周期表第6族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化バナジウム(II)(VO)、酸化バナジウム(IV)(VO2)、酸化タンタル(V)(Ta2O5)等の周期表第5族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化チタン(TiO2、Ti2O5、Ti2O3、Ti5O9等)等の周期表第4族元素と周期表第16族元素との化合物、硫化マグネシウム(MgS)、セレン化マグネシウム(MgSe)等の周期表第2族元素と周期表第16族元素との化合物、酸化カドミウム(II)クロム(III)(CdCr2O4)、セレン化カドミウム(II)クロム(III)(CdCr2Se4)、硫化銅(II)クロム(III)(CuCr2S4)、セレン化水銀(II)クロム(III)(HgCr2Se4)等のカルコゲンスピネル類、バリウムチタネート(BaTiO3)等が挙げられるが、SnS2、SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe等の周期表第14族元素と周期表第16族元素との化合物、GaN、GaP、GaAs、GaSb、InN、InP、InAs、InSb等のIII−V族化合物半導体、Ga2O3、Ga2S3、Ga2Se3、Ga2Te3、In2O3、In2S3、In2Se3、In2Te3等の周期表第13族元素と周期表第16族元素との化合物、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdO、CdS、CdSe、CdTe、HgO、HgS、HgSe、HgTe等のII−VI族化合物半導体、As2O3、As2S3、As2Se3、As2Te3、Sb2O3、Sb2S3、Sb2Se3、Sb2Te3、Bi2O3、Bi2S3、Bi2Se3、Bi2Te3等の周期表第15族元素と周期表第16族元素との化合物、MgS、MgSe等の周期表第2族元素と周期表第16族元素との化合物が好ましく、中でも、Si、Ge、GaN、GaP、InN、InP、Ga2O3、Ga2S3、In2O3、In2S3、ZnO、ZnS、CdO、CdSがより好ましい。
Examples of the constituent material of the quantum dot include a simple substance of a
これらの物質は、毒性の高い陰性元素を含まないので耐環境汚染性や生物への安全性に優れており、また、可視光領域で純粋なスペクトルを安定して得ることができるので、発光素子の形成に有利である。これらの材料のうち、CdSe、ZnSe、CdSは、発光の安定性の点で好ましい。発光効率、高屈折率、安全性の経済性の観点から、ZnO、ZnSの量子ドットが好ましい。また、上記の材料は、1種で用いるものであってもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Since these substances do not contain highly toxic negative elements, they are excellent in environmental pollution resistance and safety to living organisms, and since a pure spectrum can be stably obtained in the visible light region, light emitting devices Is advantageous for the formation of Of these materials, CdSe, ZnSe, and CdS are preferable in terms of light emission stability. From the viewpoints of luminous efficiency, high refractive index, and safety, ZnO and ZnS quantum dots are preferable. Moreover, said material may be used by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
なお、上述した量子ドットには、必要に応じて微量の各種元素を不純物としてドープすることができる。このようなドープ物質を添加することにより発光特性を大きく向上させることができる。 Note that the above-described quantum dots can be doped with a small amount of various elements as impurities as necessary. By adding such a doping substance, the emission characteristics can be greatly improved.
本発明の量子ドットのバンドギャップエネルギーとしては発光層の隣接層のバンドギャップエネルギー以下であることが好ましく、発光層のホスト材料のバンドギャップエネルギー以下であることが更に好ましい。具体的には1.8eV〜3.2eVの範囲であることが好ましく、2.2eV〜3eVであることが好ましく、2.6eV〜3.0eVであることが最も好ましい。 The band gap energy of the quantum dot of the present invention is preferably not more than the band gap energy of the adjacent layer of the light emitting layer, and more preferably not more than the band gap energy of the host material of the light emitting layer. Specifically, it is preferably in the range of 1.8 eV to 3.2 eV, more preferably 2.2 eV to 3 eV, and most preferably 2.6 eV to 3.0 eV.
これら有機及び無機機能材料のエネルギー準位を見積もる方法としては、走査型トンネル分光法、紫外線光電子分光法、X線光電子分光法、オージェ電子分光法により求められるエネルギー準位から求める方法及び光学的にバンドギャップエネルギーを見積もる方法が挙げられる。 Methods for estimating the energy levels of these organic and inorganic functional materials include scanning tunneling spectroscopy, ultraviolet photoelectron spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, energy levels determined by Auger electron spectroscopy, and optically. There is a method for estimating the band gap energy.
また、これら量子ドットはホールと電子が発光材料内での直接再結合することによる発光だけでなく、有機電子ブロック正孔輸送層や有機発光層、又は正孔ブロック電子輸送層中で生じた励起子のエネルギーを量子ドットに吸収させ量子ドットのコアからの発光を得ても良い。 These quantum dots not only emit light by direct recombination of holes and electrons in the light emitting material, but also the excitation generated in the organic electron block hole transport layer, organic light emitting layer, or hole block electron transport layer. The energy of the child may be absorbed by the quantum dot to obtain light emission from the core of the quantum dot.
量子ドットの表面は、不活性な無機物の被覆層又は有機配位子で構成された被膜で被覆されたものであるのが好ましい。すなわち、量子ドットの表面は、量子ドットで構成されたコア領域と、不活性な無機物の被覆層又は有機配位子で構成されたシェル領域とを有するものであるのが好ましい。 The surface of the quantum dot is preferably coated with an inert inorganic coating layer or a coating composed of an organic ligand. That is, the surface of the quantum dot preferably has a core region composed of quantum dots and a shell region composed of an inert inorganic coating layer or organic ligand.
コア/シェル構造は少なくとも2種類の化合物で形成されていることが好ましく、2種類以上の化合物でグラジエント構造を形成していても良い。これにより、塗布液中における量子ドットの凝集を効果的に防止することができ、量子ドットの分散性を向上させることができるとともに、輝度効率が向上し、連続駆動させた場合に生じる色ズレを抑制することができる。また、被覆層の存在により安定的に発光特性が得られる。 The core / shell structure is preferably formed of at least two types of compounds, and a gradient structure may be formed of two or more types of compounds. This effectively prevents aggregation of the quantum dots in the coating liquid, improves the dispersibility of the quantum dots, improves the luminance efficiency, and prevents color shifts that occur when driven continuously. Can be suppressed. Further, the light emission characteristics can be stably obtained by the presence of the coating layer.
また、量子ドットの表面が被膜で被覆されていると、後述するような表面修飾剤を量子ドットの表面付近に確実に担持させることができる。 Moreover, when the surface of the quantum dot is coated with a coating, a surface modifier as described later can be reliably supported in the vicinity of the surface of the quantum dot.
被膜の厚さは、特に限定されないが、0.1〜10nmであるのが好ましく、0.1〜5nmであるのがより好ましい。一般に、量子ドットのサイズにより発光色が制御でき、被膜の厚さが前記範囲内の値であると、被膜の厚みが原子数個分に相当する厚さから量子ドット1個に満たない厚さであり、量子ドットを高密度で充填することができ、十分な発光量が得られる。また、被膜の存在によりお互いのコア粒子の粒子表面に存在する欠陥、ダングリングボンドへの電子トラップによる非発光の電子エネルギーの転移を抑制でき、量子効率の低下を抑えることができる。 Although the thickness of a film is not specifically limited, It is preferable that it is 0.1-10 nm, and it is more preferable that it is 0.1-5 nm. In general, if the emission color can be controlled by the size of the quantum dots and the thickness of the coating is within the above range, the thickness of the coating is less than one quantum dot from the thickness corresponding to several atoms. The quantum dots can be filled with high density, and a sufficient amount of light emission can be obtained. Further, the presence of the coating can suppress the transfer of non-emissive electron energy due to the defects existing on the particle surfaces of the core particles and the electron traps on the dangling bonds, and the decrease in quantum efficiency can be suppressed.
(1.2)機能性表面修飾剤
塗布液中において量子ドットの表面付近には、表面修飾剤が付着しているのが好ましい。これにより、塗布液中における量子ドットの分散性を特に優れたものとすることができる。また、量子ドットの製造時において量子ドットの表面に表面修飾剤を付着させることにより、形成される量子ドットの形状が真球度の高いものとなり、また、量子ドットの粒子径分布を狭く抑えられるため、例えば、特に優れたものとすることができる。
(1.2) Functional surface modifier It is preferable that the surface modifier is adhered to the surface of the quantum dot in the coating solution. Thereby, especially the dispersibility of the quantum dot in a coating liquid can be made excellent. Also, by attaching a surface modifier to the surface of the quantum dots during the manufacture of the quantum dots, the shape of the formed quantum dots has a high sphericity, and the particle size distribution of the quantum dots can be kept narrow. Therefore, for example, it can be made particularly excellent.
これらの機能性表面修飾剤は、量子ドットの表面に直接付着したものであってもよいし、シェルを介して付着したもの(表面修飾剤が直接付着するのはシェルで、量子ドットコアには接触していないもの)であってもよい。 These functional surface modifiers may be those directly attached to the surface of the quantum dot, or those attached via the shell (the surface modifier is directly attached to the shell, It may be that which is not in contact.
表面修飾剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類;ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類;トリ(n−ヘキシル)アミン、トリ(n−オクチル)アミン、トリ(n−デシル)アミン等の第3級アミン類;トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシルホスフィンオキシド等の有機リン化合物;ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類;ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物;ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類;ジブチルスルフィド等のジアルキルスルフィド類;ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類;チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物;パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸;アルコール類;ソルビタン脂肪酸エステル類;脂肪酸変性ポリエステル類;3級アミン変性ポリウレタン類;ポリエチレンイミン類等が挙げられるが、量子ドットが後述するような方法で調製されるものである場合、表面修飾剤は、高温液相において微粒子に配位して安定化する物質であるのが好ましく、具体的には、トリアルキルホスフィン類、有機リン化合物、アミノアルカン類、第3級アミン類、有機窒素化合物、ジアルキルスルフィド類、ジアルキルスルホキシド類、有機硫黄化合物、高級脂肪酸、アルコール類が好ましい。このような表面修飾剤を用いることにより、塗布液中における量子ドットの分散性を特に優れたものとすることができる。また、量子ドットの製造時において形成される量子ドットの形状をより真球度の高いものとし、量子ドットの粒度分布をよりシャープなものとすることができる。 Examples of the surface modifier include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene stearyl ether, and polyoxyethylene oleyl ether; tripropylphosphine, tributylphosphine, trihexylphosphine, trioctylphosphine, and the like. Trialkylphosphines; polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as polyoxyethylene n-octylphenyl ether and polyoxyethylene n-nonylphenyl ether; tri (n-hexyl) amine, tri (n-octyl) amine, tri ( Tertiary amines such as n-decyl) amine; tripropylphosphine oxide, tributylphosphine oxide, trihexylphosphine oxide, trioctylphosphine oxide Organic phosphorus compounds such as tridecylphosphine oxide; polyethylene glycol diesters such as polyethylene glycol dilaurate and polyethylene glycol distearate; organic nitrogen compounds such as nitrogen-containing aromatic compounds such as pyridine, lutidine, collidine and quinolines; hexylamine and octyl Aminoalkanes such as amine, decylamine, dodecylamine, tetradecylamine, hexadecylamine, octadecylamine; dialkyl sulfides such as dibutyl sulfide; dialkyl sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and dibutyl sulfoxide; sulfur-containing aromatic compounds such as thiophene Organic sulfur compounds such as: higher fatty acids such as palmitic acid, stearic acid and oleic acid; alcohols; sorbitan fatty acid esters; fatty acid-modified polyesters Ters; tertiary amine-modified polyurethanes; polyethyleneimines and the like. When the quantum dots are prepared by the method described later, the surface modifier is coordinated to the fine particles in the high-temperature liquid phase. In particular, trialkylphosphines, organic phosphorus compounds, aminoalkanes, tertiary amines, organic nitrogen compounds, dialkyl sulfides, dialkyl sulfoxides, organic sulfur compounds Higher fatty acids and alcohols are preferred. By using such a surface modifier, the dispersibility of the quantum dots in the coating solution can be made particularly excellent. Moreover, the shape of the quantum dot formed at the time of manufacture of a quantum dot can be made into a higher sphericity, and the particle size distribution of a quantum dot can be made sharper.
(1.3)量子ドットの製造方法
量子ドットの製造方法としては、従来行われている下記のような量子の製造方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく公知の任意の方法を用いることができる。 例えば、高真空下のプロセスとしては、分子ビームエピタキシー法、CVD法等;液相製造方法としては、原料水溶液を、例えば、n−ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン等のアルカン類、又はベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素等の非極性有機溶媒中の逆ミセルとして存在させ、この逆ミセル相中にて結晶成長させる逆ミセル法、熱分解性原料を高温の液相有機媒体に注入して結晶成長させるホットソープ法、さらに、ホットソープ法と同様に、酸塩基反応を駆動力として比較的低い温度で結晶成長を伴う溶液反応法等が挙げられる。
(1.3) Quantum Dot Manufacturing Method Examples of the quantum dot manufacturing method include the following conventional quantum manufacturing methods, but are not limited thereto, and are any known method. Can be used. For example, as a process under high vacuum, a molecular beam epitaxy method, a CVD method or the like; As a liquid phase production method, an aqueous raw material is an alkane such as n-heptane, n-octane, isooctane, or benzene, toluene. Inverted micelles, which exist as reverse micelles in non-polar organic solvents such as aromatic hydrocarbons such as xylene, and crystal growth in this reverse micelle phase, inject a thermally decomposable raw material into a high-temperature liquid-phase organic medium Examples thereof include a hot soap method for crystal growth and a solution reaction method involving crystal growth at a relatively low temperature using an acid-base reaction as a driving force, as in the hot soap method.
これらの製造方法から任意の方法を使用することができるが、中でも、液相製造方法が好ましい。 Any method can be used from these production methods, and among these, the liquid phase production method is preferred.
なお、液相製造方法において、量子ドットの合成に際して表面に存在する有機表面修飾剤を初期表面修飾剤と呼ぶ。 In the liquid phase production method, an organic surface modifier that exists on the surface during the synthesis of quantum dots is referred to as an initial surface modifier.
例えば、ホットソープ法における初期表面修飾剤の例としては、トリアルキルホスフィン類、トリアルキルホスフィンオキシド類、アルキルアミン類、ジアルキルスルホキシド類、アルカンホスホン酸等が挙げられる。これらの初期表面修飾剤は、交換反応により上述の機能性表面修飾剤に交換することが好ましい。 For example, examples of the initial surface modifier in the hot soap method include trialkylphosphines, trialkylphosphine oxides, alkylamines, dialkyl sulfoxides, alkanephosphonic acid and the like. These initial surface modifiers are preferably exchanged for the above-described functional surface modifiers by an exchange reaction.
具体的には、例えば、前述したホットソープ法により得られるトリオクチルホスフィンオキシド等の初期表面修飾剤は、機能性表面修飾剤を含有する液相中で行う交換反応により、上述の機能性表面修飾剤と交換することが可能である。 Specifically, for example, the initial surface modifier such as trioctyl phosphine oxide obtained by the hot soap method described above is obtained by performing the functional surface modification described above by an exchange reaction performed in a liquid phase containing the functional surface modifier. It is possible to replace it with an agent.
以下に、量子ドットの製造方法の一例を示す。 Below, an example of the manufacturing method of a quantum dot is shown.
〈1〉量子ドットの製造例1
まず、CdOパウダー(1.6mmol、0.206g;Aldrich、+99.99%)とオレイン酸(6.4mmol、1.8g;Aldrich、95%)とを40mlのトリオクチルアミン(TOA、Aldrich、95%)中で混合する。混合された溶液を高速で撹拌しながら150℃で熱処理し、N2を流しながら300℃まで温度を上昇させた。次いで、300℃で、トリオクチルホスフィン(TOP、Strem、97%)に添加された2.0モル/LのSe(Alfa Aesar)0.2mlを、上記Cd−含有混合物に高速で注入する。
<1> Production example 1 of quantum dots
First, CdO powder (1.6 mmol, 0.206 g; Aldrich, + 99.99%) and oleic acid (6.4 mmol, 1.8 g; Aldrich, 95%) were mixed with 40 ml of trioctylamine (TOA, Aldrich, 95 %). The mixed solution was heat-treated at 150 ° C. while stirring at high speed, and the temperature was increased to 300 ° C. while N 2 was allowed to flow. Then, at 300 ° C., 0.2 ml of 2.0 mol / L Se (Alfa Aesar) added to trioctylphosphine (TOP, Strem, 97%) is injected into the Cd-containing mixture at high speed.
90秒後、TOA(210μl in6ml)に添加された1.2mmolのn−オクタンチオールを注射器ポンプ(syringe pump)を用いて1ml/minの速度で注入して40分間反応させる。 After 90 seconds, 1.2 mmol of n-octanethiol added to TOA (210 μl in 6 ml) is injected at a rate of 1 ml / min using a syringe pump and allowed to react for 40 minutes.
次に、0.92gの酢酸亜鉛と2.8gのオレイン酸とを20mlのTOAに200℃で、N2雰囲気下で溶解させて0.25モル/LのZn前駆体溶液を調製する。 Next, 0.92 g of zinc acetate and 2.8 g of oleic acid are dissolved in 20 ml of TOA at 200 ° C. in an N 2 atmosphere to prepare a 0.25 mol / L Zn precursor solution.
次いで、16mlのアリコート(aliquot)のZn−オレイン酸溶液(100℃で加熱された)を前記Cd−含有反応媒質に2ml/minの速度で注入する。その後、TOA(1.12ml in 6ml)中の6.4mmolのn−オクタンチオールを、注射器ポンプを用いて1ml/minの速度で注入する。 A 16 ml aliquot of Zn-oleic acid solution (heated at 100 ° C.) is then injected into the Cd-containing reaction medium at a rate of 2 ml / min. Then, 6.4 mmol n-octanethiol in TOA (1.12 ml in 6 ml) is infused at a rate of 1 ml / min using a syringe pump.
全体反応は、2時間かけて行う。反応が終わった後、生成物を約50〜60℃に冷却し、有機スラッジを遠心分離(5,600rpm)で除去する。不透明な塊がなくなるまでエタノール(Fisher、HPLC grade)を添加する。次いで、遠心分離して得られた沈殿物をトルエン(Sigma−Aldrich、Anhydrous 99.8%)中で溶解させることにより、CdSe/CdS/ZnSコア−シェル量子ドットコロイド溶液をえることができる。 The entire reaction is performed over 2 hours. After the reaction is complete, the product is cooled to about 50-60 ° C. and the organic sludge is removed by centrifugation (5,600 rpm). Add ethanol (Fisher, HPLC grade) until there is no opaque mass. Subsequently, the precipitate obtained by centrifugation is dissolved in toluene (Sigma-Aldrich, Anhydrous 99.8%) to obtain a CdSe / CdS / ZnS core-shell quantum dot colloidal solution.
〈2〉量子ドットの製造例2
CdSe/ZnSのコア/シェル構造を有する量子ドットを得ようとする場合、界面活性剤としてTOPO(trioctylphosphine oxide)を使用した有機溶媒に(CH3)2Cd(dimethyl cadmium)、TOPSe(trioctylphosphine selenide)などのコア(CdSe)に該当する前駆体物質を注入して結晶が生成されるようにし、結晶が一定の大きさで成長するように高温で一定時間維持した後、シェル(ZnS)に該当する前駆体物質を注入して既に生成されたコアの表面にシェルが形成されるようにすることで、TOPOでキャッピング(capping)されたCdSe/ZnSの量子ドットを得ることができる。
<2> Production example 2 of quantum dots
When a quantum dot having a core / shell structure of CdSe / ZnS is to be obtained, (CH 3 ) 2 Cd (dimethyl cadmium), TOPSe (trioctylphosphine selenium) is used as an organic solvent using TOPO (trioxyphosphine oxide) as a surfactant. A precursor material corresponding to the core (CdSe) is injected to generate a crystal, and is maintained at a high temperature for a certain period of time so that the crystal grows at a certain size, and then corresponds to the shell (ZnS). CdSe / ZnS quantum dots capped with TOPO can be obtained by injecting the precursor material so that a shell is formed on the surface of the core already formed.
〈3〉量子ドットの製造例3
アルゴン気流下、トリ−n−オクチルホスフィンオキシド(TOPO)(関東化学社製)7.5gに、ステアリン酸(関東化学社製)2.9g、n−テトラデシルホスホン酸(AVOCADO社製)620mg、及び、酸化カドミニウム(和光純薬工業社製)250mgを加え、370℃に加熱混合した。これを270℃まで自然冷却させた後、あらかじめトリブチルホスフィン(関東化学社製)2.5mlにセレン(STREM CHEMICAL社製)200mgを溶解させた溶液を加え、減圧乾燥し、TOPOで被覆されたCdSe微粒子を得る。
<3> Production example 3 of quantum dots
Under an argon stream, 7.5 g of tri-n-octylphosphine oxide (TOPO) (manufactured by Kanto Chemical Co.), 2.9 g of stearic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), 620 mg of n-tetradecylphosphonic acid (manufactured by AVOCADO), And 250 mg of cadmium oxide (made by Wako Pure Chemical Industries Ltd.) was added, and it heat-mixed at 370 degreeC. After naturally cooling this to 270 ° C., a solution of 200 mg of selenium (STREM CHEMICAL) dissolved in 2.5 ml of tributylphosphine (manufactured by Kanto Chemical Co.) was added in advance, dried under reduced pressure, and CdSe coated with TOPO. Get fine particles.
次いで、得られたCdSe微粒子に、TOPO15gを加えて加熱し、引き続き270℃でトリオクチルホスフィン(シグマアルドリッチ社製)10mlにジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(東京化成社製)1.1gを溶解した溶液を加え、表面にTOPOが固定された、CdSeのナノ結晶をコアとし、ZnSをシェルとするナノ粒子(以下、TOPO固定量子ドットともいう)を得た。なお、この状態の量子ドットは、トルエンやテトラヒドロフラン(THF)等の有機溶媒に可溶である。 Next, 15 g of TOPO was added to the obtained CdSe fine particles and heated, and subsequently a solution of 1.1 g of zinc diethyldithiocarbamate (manufactured by Tokyo Kasei Co.) dissolved in 10 ml of trioctylphosphine (manufactured by Sigma Aldrich) was added at 270 ° C. Then, nanoparticles with CdSe nanocrystals with TOPO fixed on the surface and ZnS as the core (hereinafter also referred to as TOPO fixed quantum dots) were obtained. In addition, the quantum dot of this state is soluble in organic solvents, such as toluene and tetrahydrofuran (THF).
その後、作製したTOPO固定量子ドットをTHFに溶解させて85℃に加温し、そこにエタノールに溶解させたN−[(S)−3−メルカプト−2−メチルプロピオニル]−L−プロリン(シグマアルドリッチ社製)100mgを滴下させ、12時間程度還流させた。12時間還流後、NaOH水溶液を加え、2時間、90℃で加熱してTHFを蒸発させた。得られた未精製の量子ドットを、限外濾過(Millipore社製、「Microcon」)及びセファデックスカラム(Amersham Biosciences社製、「MicroSpin G−25Columns」)を用いて精製と濃縮とを行うことで、量子ドットの表面にN−[(S)−3−メルカプト−2−メチルプロピオニル]−L−プロリンが固定された親水性の量子ドットを製造することができる。 Thereafter, the prepared TOPO fixed quantum dots were dissolved in THF, heated to 85 ° C., and N-[(S) -3-mercapto-2-methylpropionyl] -L-proline (Sigma) dissolved in ethanol there. (Aldrich) 100 mg was added dropwise and refluxed for about 12 hours. After refluxing for 12 hours, an aqueous NaOH solution was added, and the mixture was heated at 90 ° C. for 2 hours to evaporate THF. By purifying and concentrating the obtained unpurified quantum dots using ultrafiltration (Millipore, "Microcon") and Sephadex column (Amersham Biosciences, "MicroSpin G-25 Columns"). A hydrophilic quantum dot in which N-[(S) -3-mercapto-2-methylpropionyl] -L-proline is immobilized on the surface of the quantum dot can be produced.
(1.4)ホスト化合物
白色エレクトロルミネッセンスデバイスを構成する発光層に適用するホスト化合物としては、リン光スペクトルにおける0−0遷移バンドに帰属される発光波長が、459nm以下(〜3.0eV)である発光波長の短い化合物である。すなわち三重項エネルギー準位の高い化合物であるにあることが好ましい。好ましくは337〜459nm以下の範囲内、より好ましくは、414〜459nm以下(2.7〜3.0eV)の範囲内である。
(1.4) Host compound As a host compound applied to the light emitting layer constituting the white electroluminescent device, the emission wavelength attributed to the 0-0 transition band in the phosphorescence spectrum is 459 nm or less (up to 3.0 eV). It is a compound with a short emission wavelength. That is, the compound is preferably a compound having a high triplet energy level. Preferably it exists in the range of 337-459 nm or less, More preferably, it is in the range of 414-459 nm or less (2.7-3.0 eV).
このように、三重項のエネルギー準位においても、量子ドット化合物よりも広いバンドギャップのホスト化合物を用いることで、量子ドット化合物へのキャリアの注入や励起子の閉じ込めが効率的なものとなり、高効率の発光、及び熱的失活過程の低減による寿命の向上を得ることができる。 In this way, even in the triplet energy level, by using a host compound having a wider band gap than the quantum dot compound, carrier injection into the quantum dot compound and exciton confinement become efficient. Increased lifetime due to efficient light emission and reduced thermal deactivation process can be obtained.
本発明に係るホスト化合物のリン光スペクトルにおける0−0遷移バンドに帰属される発光波長は、下記の方法により求めることができる。 The emission wavelength attributed to the 0-0 transition band in the phosphorescence spectrum of the host compound according to the present invention can be determined by the following method.
はじめに、測定対象であるホスト化合物を、よく脱酸素されたエタノール/メタノール=4/1(vol/vol)の混合溶媒に溶かし、リン光測定用セルに入れた後、液体窒素温度77Kで励起光を照射し、励起光を照射した後、100msでの発光スペクトルを測定する。リン光は蛍光に比べ発光寿命が長いため、100ms後に残存する光はほぼリン光であると考えることができる。なお、リン光寿命が100msより短い化合物に対しては遅延時間を短くして測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短くしてしまうとリン光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択する必要がある。 First, the host compound to be measured is dissolved in a well-deoxygenated ethanol / methanol = 4/1 (vol / vol) mixed solvent, put into a phosphorescence measurement cell, and then excited with liquid nitrogen temperature of 77K. After irradiating with excitation light, an emission spectrum at 100 ms is measured. Since phosphorescence has a longer emission lifetime than fluorescence, it can be considered that light remaining after 100 ms is almost phosphorescence. For compounds with a phosphorescence lifetime shorter than 100 ms, measurement may be performed with a shorter delay time, but phosphorescence and fluorescence cannot be separated if the delay time is shortened so that it cannot be distinguished from fluorescence. Since this is a problem, it is necessary to select a delay time that can be separated.
また、上記溶媒系で溶解できないホスト化合物については、そのホスト化合物を溶解しうる任意の溶媒を使用してもよい。実質上、上記測定法ではリン光波長の溶媒効果はごく僅かなので問題ないと考えられる。 For the host compound that cannot be dissolved in the solvent system, any solvent that can dissolve the host compound may be used. In practice, the above-described measurement method is considered to have no problem because the solvent effect of phosphorescence wavelength is negligible.
次に0−0遷移バンドの求め方であるが、本発明においては、上記測定法で得られたリン光スペクトルチャートの中で、最も短波長側に現れる発光極大波長を有する発光バンド(発光帯)を0−0遷移バンドとする。 Next, the 0-0 transition band is obtained. In the present invention, in the phosphorescence spectrum chart obtained by the above-described measurement method, an emission band having an emission maximum wavelength that appears on the shortest wavelength side (emission band). ) Is the 0-0 transition band.
リン光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判別が難しくなるケースがある。このような場合には、励起光照射中の発光スペクトル(便宜上これを定常光スペクトルという)を拡大し、励起光を照射した後、100ms後の発光スペクトル(便宜上、これをリン光スペクトルという)と重ねあわせリン光スペクトルに由来する定常光スペクトル部分から、リン光スペクトルのピーク波長を読みとることで決定することができる。 Since the phosphorescence spectrum usually has a low intensity, when it is enlarged, it may be difficult to distinguish between noise and peak. In such a case, the emission spectrum during the excitation light irradiation (for convenience, this is called a steady light spectrum) is expanded, and after the excitation light is irradiated, the emission spectrum after 100 ms (for convenience, this is called the phosphorescence spectrum) It can be determined by reading the peak wavelength of the phosphorescence spectrum from the stationary light spectrum portion derived from the superposed phosphorescence spectrum.
また、リン光スペクトルをスムージング処理することでノイズとピークを分離しピーク波長を読みとることもできる。なお、スムージング処理としては、Savitzky&Golayの平滑化法等を適用することができる。 Further, by performing a smoothing process on the phosphorescence spectrum, it is possible to separate the noise and the peak and read the peak wavelength. As the smoothing process, a smoothing method of Savitzky & Golay can be applied.
上記測定で用いることのできる測定装置としては、日立ハイテク製の蛍光光度計F4500等を挙げることができる。 As a measurement apparatus that can be used in the above measurement, a fluorescence photometer F4500 manufactured by Hitachi High-Technology Corporation can be exemplified.
本発明の有機EL素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)におけるリン光発光のリン光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。さらに好ましくはリン光量子収率が0.01未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が50%以上であることが好ましい。 As a host compound contained in the light emitting layer of the organic EL device of the present invention, a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than 0.1 is preferable. More preferably, the phosphorescence quantum yield is less than 0.01. Moreover, it is preferable that the volume ratio in the layer is 50% or more among the compounds contained in a light emitting layer.
ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を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。 また、本発明に用いられるホスト化合物としては、リン光スペクトルにおける0−0遷移バンドに帰属される発光波長が、459nm以下であることが好ましい。従来公知の低分子化合物でも、繰り返し単位を持つ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(重合性発光ホスト)でもよい。高分子材料を用いた場合、化合物が溶媒を取り込んで膨潤やゲル化等、溶媒が抜けにくいと思われる現象が起こりやすいので、これを防ぐために分子量は高くない方が好ましく、具体的には塗布時での分子量が2000以下の材料を用いることが好ましく、塗布時の分子量1000以下の材料を用いることが更に好ましく、特には、分子量が500〜1000の範囲にあるホスト化合物が好ましい。 As the host compound, known host compounds may be used alone or in combination of two or more. 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. Moreover, as a host compound used for this invention, it is preferable that the emission wavelength which belongs to the 0-0 transition band in a phosphorescence spectrum is 459 nm or less. It may be a conventionally known low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound (polymerizable light-emitting host) having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group. In the case of using a polymer material, the compound is likely to cause a phenomenon that the solvent is difficult to escape, such as swelling or gelation due to the compound taking in the solvent. Therefore, in order to prevent this, it is preferable that the molecular weight is not high. It is preferable to use a material having a molecular weight of 2000 or less at the time, more preferably a material having a molecular weight of 1000 or less at the time of coating, and a host compound having a molecular weight in the range of 500 to 1000 is particularly preferable.
公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。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。 As the known host compound, a compound having a hole transporting ability and an electron transporting ability, preventing an increase in the wavelength of light emission, and having a high Tg (glass transition temperature) is preferable. Here, the glass transition point (Tg) is a value obtained by a method based on JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).
公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙げられる。例えば、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号公報等が挙げられ、本発明で規定する上記条件を持たす化合物を選択して用いることができる。 Specific examples of known host compounds include compounds described in the following documents. For example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860 Gazette, 2002-334787 gazette, 2002-15871 gazette, 2002-334788 gazette, 2002-43056 gazette, 2002-334789 gazette, 2002-75645 gazette, 2002-338579 gazette. No. 2002-105445, No. 2002-343568, No. 2002-141173, No. 2002-352957, No. 2002-203683, No. 2002-363227, No. 2002-231453. No. 2003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060. 2002-302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, etc., and a compound having the above-mentioned conditions defined in the present invention can be selected and used. it can.
更には、本発明に係るホスト化合物が、下記一般式(1)で表される化合物が好ましい。これは、下記一般式(1)で表される化合物は、縮環構造を有するためにキャリア輸送性が高く、また前記の高い三重項エネルギー準位(リン光の0−0バンド)を有するためである。 Furthermore, the host compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (1). This is because the compound represented by the following general formula (1) has a condensed ring structure and thus has a high carrier transport property, and also has the above-described high triplet energy level (0-0 band of phosphorescence). It is.
上記一般式(1)において、Xは、NR′、酸素原子、硫黄原子、CR′R″、又はSiR′R″を表す。y1及びy2は、各々CR′又は窒素原子を表す。R′及びR″は、各々水素原子又は置換基を表す。Ar1及びAr2は、各々芳香環を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。nは0〜4の整数を表す。本発明に係る一般式(1)で表されるホスト化合物としては、特に、カルバゾール誘導体であることが好ましい。 In the general formula (1), X represents NR ′, oxygen atom, sulfur atom, CR′R ″, or SiR′R ″. y 1 and y 2 each represent CR ′ or a nitrogen atom. R ′ and R ″ each represent a hydrogen atom or a substituent. Ar 1 and Ar 2 each represent an aromatic ring and may be the same or different. N represents an integer of 0 to 4. As the host compound represented by the general formula (1), a carbazole derivative is particularly preferable.
一般式(1)におけるX、y1及びy2において、R′及びR″で各々表される置換基としては、例えば、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素環基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、芳香族複素環基(例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4−トリアゾール−1−イル基、1,2,3−トリアゾール−1−イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によって更に置換されていてもよい。これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。 In X, y 1 and y 2 in the general formula (1), examples of the substituent represented by R ′ and R ″ include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, t -Butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group) Group), alkynyl group (for example, ethynyl group, propargyl group, etc.), aromatic hydrocarbon ring group (aromatic carbocyclic group, aryl group, etc.), for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl Group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl , Indenyl group, pyrenyl group, biphenylyl group, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1 , 2,4-triazol-1-yl group, 1,2,3-triazol-1-yl group, etc.), oxazolyl group, benzoxazolyl group, thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group Quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group, benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is nitrogen (Represented by atoms replaced), quinoxalini Group, pyridazinyl group, triazinyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group (eg, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group (eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy) Group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.) Alkylthio groups (for example, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio groups (for example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), arylthio Group (for example, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl group (for example, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryloxycarbonyl group ( For example, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (for example, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylamino) Sulfonyl groups, dodecylaminosulfonyl groups, phenylaminosulfonyl groups, naphthylaminosulfonyl groups, 2-pyridylaminosulfonyl groups, etc.), acyl groups (eg Acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (For example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethyl group) Carbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octyl Rucarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group) Cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, Ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group, naphthylureido group, 2 Pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfinyl group) Etc.), alkylsulfonyl groups (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl groups or heteroarylsulfonyl groups (for example, phenylsulfonyl) Group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butyrate) Amino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom), fluorinated carbonization Hydrogen group (for example, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluorophenyl group, etc.), cyano group, nitro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group) , Triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.). These substituents may be further substituted with the above substituents. A plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.
中でも、LUMOのエネルギー準位が浅く、電子輸送性に優れる構造として、一般式(1)中でXが、NR′又は酸素原子である化合物が好ましい。すなわち、(アザ)カルバゾール環又は(アザ)ジベンゾフラン環を有する化合物であることが好ましい。より好ましくは、より電子輸送性に優れる(アザ)カルバゾール環を有する化合物である。ここでR′としては、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基)、又は芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)が特に好ましい。 Among them, a compound in which X is NR ′ or an oxygen atom in the general formula (1) is preferable as a structure having a low LUMO energy level and excellent electron transport properties. That is, a compound having a (aza) carbazole ring or a (aza) dibenzofuran ring is preferable. More preferably, it is a compound having a (aza) carbazole ring which is more excellent in electron transport property. Here, as R ′, an aromatic hydrocarbon group (also referred to as an aromatic carbocyclic group, an aryl group, etc., for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, Azulenyl, acenaphthenyl, fluorenyl, phenanthryl, indenyl, pyrenyl, biphenylyl) or aromatic heterocyclic groups (eg furyl, thienyl, pyridyl, pyridazinyl, pyrimidinyl, pyrazinyl, triazinyl) Group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, phthalazinyl group, etc.) are particularly preferred.
上記の芳香族炭化水素基、芳香族複素環基は、各々一般式(1)のXにおいて、R′及びR″で各々表される置換基を有してもよい。 The above aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group may each have a substituent represented by R ′ and R ″ in X of the general formula (1).
一般式(1)において、y1及びy2で表される原子としては、CR′又は窒素原子が挙げられるが、より好ましくはCR′である。このような化合物は正孔輸送性にも優れ、陽極・陰極から注入された正孔・電子を効率よく発光層内で再結合・発光させることができる。 In the general formula (1), examples of the atoms represented by y 1 and y 2 include CR ′ and nitrogen atom, and CR ′ is more preferable. Such a compound is excellent in hole transportability, and can efficiently recombine and emit holes and electrons injected from the anode and cathode in the light emitting layer.
一般式(1)において、Ar1及びAr2により表される芳香環としては、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環が挙げられる。また、該芳香環は単環でもよく、縮合環でもよく、更に未置換でも、一般式(1)のXにおいて、R′及びR″で各々表される置換基を有してもよい。 In the general formula (1), examples of the aromatic ring represented by Ar 1 and Ar 2 include an aromatic hydrocarbon ring and an aromatic heterocyclic ring. The aromatic ring may be a single ring or a condensed ring, and may be unsubstituted or may have a substituent represented by R ′ and R ″ in X of the general formula (1).
一般式(1)において、Ar1及びAr2により表される芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。 In the general formula (1), examples of the aromatic hydrocarbon ring represented by Ar 1 and Ar 2 include a benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, Naphthacene ring, triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, Examples include a picene ring, a pyrene ring, a pyranthrene ring, and an anthraanthrene ring.
一般式(1)において、Ar1及びAr2により表される芳香族複素環としては、例えば、フラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つが更に窒素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。 In the general formula (1), examples of the aromatic heterocycle represented by Ar 1 and Ar 2 include a furan ring, a dibenzofuran ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, and a pyrazine. Ring, triazine ring, benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, indazole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, Cinnoline ring, quinoline ring, isoquinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (a ring in which one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom) Etc.) It is.
これらの環は、更に一般式(1)において、R′及びR″で各々表される置換基を有してもよい。 These rings may further have substituents represented by R ′ and R ″ in the general formula (1).
上記の中でも、一般式(1)において、Ar1及びAr2により表される芳香環として、好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ジベンゾフラン環、ベンゼン環であり、更に好ましく用いられるのは、カルバゾール環、カルボリン環、ベンゼン環であり、より好ましくは置換基を有するベンゼン環であり、特に好ましくはカルバゾリル基を有するベンゼン環が挙げられる。 Among the above, in the general formula (1), the aromatic ring represented by Ar 1 and Ar 2 is preferably a carbazole ring, carboline ring, dibenzofuran ring, or benzene ring, and more preferably used. , A carbazole ring, a carboline ring, and a benzene ring, more preferably a benzene ring having a substituent, and particularly preferably a benzene ring having a carbazolyl group.
また、一般式(1)において、Ar1及びAr2により表される芳香環としては、各々3環以上の縮合環が好ましい一態様であり、3環以上が縮合した芳香族炭化水素縮合環としては、具体的には、ナフタセン環、アントラセン環、テトラセン環、ペンタセン環、ヘキサセン環、フェナントレン環、ピレン環、ベンゾピレン環、ベンゾアズレン環、クリセン環、ベンゾクリセン環、アセナフテン環、アセナフチレン環、トリフェニレン環、コロネン環、ベンゾコロネン環、ヘキサベンゾコロネン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フルオランテン環、ペリレン環、ナフトペリレン環、ペンタベンゾペリレン環、ベンゾペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピラントレン環、コロネン環、ナフトコロネン環、オバレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。なお、これらの環は、更に上記の置換基を有していてもよい。 In the general formula (1), the aromatic rings represented by Ar 1 and Ar 2 are each preferably a condensed ring of three or more rings, and as an aromatic hydrocarbon condensed ring in which three or more rings are condensed. Specifically, naphthacene ring, anthracene ring, tetracene ring, pentacene ring, hexacene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, benzopyrene ring, benzoazulene ring, chrysene ring, benzochrysene ring, acenaphthene ring, acenaphthylene ring, triphenylene ring, Coronene ring, benzocoronene ring, hexabenzocoronene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, fluoranthene ring, perylene ring, naphthperylene ring, pentabenzoperylene ring, benzoperylene ring, pentaphen ring, picene ring, pyranthrene ring, coronene ring, naphthocoronene ring , Ovalene ring, Ansula Ntoren ring and the like. In addition, these rings may further have the above substituent.
また、3環以上が縮合した芳香族複素環としては、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、カルボリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す)、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環(ナフトチオフェン環)等が挙げられる。なお、これらの環は更に置換基を有していてもよい。 Specific examples of the aromatic heterocycle condensed with three or more rings include an acridine ring, a benzoquinoline ring, a carbazole ring, a carboline ring, a phenazine ring, a phenanthridine ring, a phenanthroline ring, a carboline ring, a cyclazine ring, Quindrine ring, tepenidine ring, quinindrin ring, triphenodithiazine ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, diazacarbazole ring (any one of the carbon atoms constituting the carboline ring is a nitrogen atom) Phenanthroline ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring, benzodifuran ring, benzodithiophene ring, naphthodifuran ring, naphthodithiophene ring, anthrafuran ring, anthradifuran ring, A Tiger thiophene ring, anthradithiophene ring, thianthrene ring, phenoxathiin ring, such as thio fan Tren ring (naphthaldehyde thiophene ring), and the like. In addition, these rings may further have a substituent.
また、一般式(1)において、nは0〜4の整数を表すが、0〜2であることが好ましく、特に、Xが、酸素原子又は硫黄原子である場合には、1〜2であることが好ましい。 In the general formula (1), n represents an integer of 0 to 4, preferably 0 to 2, and particularly 1 to 2 when X is an oxygen atom or a sulfur atom. It is preferable.
本発明においては、特に、ジベンゾフラン環とカルバゾール環をともに有するホスト化合物が好ましい。 In the present invention, a host compound having both a dibenzofuran ring and a carbazole ring is particularly preferable.
本発明に係るホスト化合物として、前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることが好ましい。すなわち、3位がフェニル基で置換されたカルバゾール環を有する化合物であることが好ましい。このような化合物は、特にキャリア輸送性に優れ、かつ量子ドットへのキャリア注入に優れる傾向があるためである。 As the host compound according to the present invention, the compound represented by the general formula (1) is preferably a compound represented by the following general formula (2). That is, a compound having a carbazole ring substituted at the 3-position with a phenyl group is preferable. This is because such a compound tends to be particularly excellent in carrier transportability and excellent in carrier injection into quantum dots.
上記一般式(2)において、Ar3〜Ar5は各々芳香環を表し、それぞれ同一でも異なっていても良い。n1は0〜4の整数を表し、n2は0〜5の整数を表す。 In the general formula (2), Ar 3 to Ar 5 each represent an aromatic ring, and may be the same or different. n1 represents an integer of 0 to 4, and n2 represents an integer of 0 to 5.
Ar3〜Ar5で表される芳香環は、前記一般式(1)においてAr1及びAr2により表される芳香環と同様のものを挙げることができる。 Examples of the aromatic ring represented by Ar 3 to Ar 5 include the same aromatic rings as those represented by Ar 1 and Ar 2 in the general formula (1).
以下に、リン光スペクトルにおける0−0遷移バンドに帰属される発光波長が459nm以下である本発明に係るホスト化合物として、一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物及びその他の構造からなる化合物例を示すが、これらに限定されるものではない。 Hereinafter, as a host compound according to the present invention having an emission wavelength attributed to 0-0 transition band in phosphorescence spectrum of 459 nm or less, a compound represented by general formula (1), represented by general formula (2) Examples of such compounds and compounds having other structures are shown below, but are not limited thereto.
(1.5)導電性ポリマー
本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、該発光層には導電性ポリマーを含有していてもよい。
(1.5) Conductive polymer In the white electroluminescent device of the present invention, the light emitting layer may contain a conductive polymer.
導電性ポリマーの好ましい例としては、ポリアセチレン、ポリ(p-フェニレンビニレン)、ポリピロール、 ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリ(p-フェニレンスルフィド)等が挙げられる。これらの導電性ポリマーは発光層中において、量子ドット発光材料と前述の電荷輸送性材料及びホスト化合物の間の導電パスを円滑にする働きがあると考えられる。 Preferable examples of the conductive polymer include polyacetylene, poly (p-phenylene vinylene), polypyrrole, polythiophene, polyaniline, poly (p-phenylene sulfide) and the like. These conductive polymers are considered to have a function of facilitating a conductive path between the quantum dot light emitting material, the above-described charge transporting material, and the host compound in the light emitting layer.
本発明のエレクトロルミネッセンスデバイスにおいて、発光の室温における外部取り出し効率は、1%以上であることが好ましく、より好ましくは5%以上である。ここに、外部取り出し量子効率(%)=(エレクトロルミネッセンスデバイス外部に発光した光子数/エレクトロルミネッセンスデバイスに流した電子数)×100である。 In the electroluminescent device of the present invention, the external extraction efficiency at room temperature for light emission is preferably 1% or more, more preferably 5% or more. Here, external extraction quantum efficiency (%) = (number of photons emitted to the outside of the electroluminescence device / number of electrons sent to the electroluminescence device) × 100.
(2)注入層:正孔注入層3、電子注入層7
本発明の有機EL素子においては、注入層は必要に応じて設けることができる。注入層としては電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
(2) Injection layer:
In the organic EL device of the present invention, the injection layer can be provided as necessary. As the injection layer, there are an electron injection layer and a hole injection layer. As described above, the injection layer may exist between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer.
本発明でいう注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機機能層間に設けられる層で、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層と電子注入層とがある。
The injection layer referred to in the present invention is a layer provided between the electrode and the organic functional layer in order to lower the driving voltage and improve the light emission luminance. 2)
正孔注入層は、例えば、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、正孔注入層に適用可能な正孔注入材料としては、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体等を含むポリマーやアニリン系共重合体、ポリアリールアルカン誘導体、又は導電性ポリマーが挙げられ、好ましくはポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体であり、さらに好ましくはポリチオフェン誘導体である。 The details of the hole injection layer are described, for example, in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, and JP-A-8-288069. Injection materials include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives. , Polymers containing silazane derivatives, aniline copolymers, polyarylalkane derivatives, or conductive polymers, preferably polythiophene derivatives, polyaniline derivatives, and polypyrrole derivatives, more preferably polythiol derivatives. It is phen derivatives.
電子注入層は、例えば、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的には、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。本発明においては、上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、フッ化カリウム、フッ化ナトリウムが好ましい。その膜厚は0.1nm〜5μm程度、好ましくは0.1〜100nm、さらに好ましくは0.5〜10nm、最も好ましくは0.5〜4nmである。 Details of the electron injection layer are described in, for example, JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, and JP-A-10-74586, and specifically, strontium, aluminum and the like are representative. A metal buffer layer, an alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, an alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, and an oxide buffer layer typified by aluminum oxide. In the present invention, the buffer layer (injection layer) is desirably a very thin film, and potassium fluoride and sodium fluoride are preferable. The film thickness is about 0.1 nm to 5 μm, preferably 0.1 to 100 nm, more preferably 0.5 to 10 nm, and most preferably 0.5 to 4 nm.
(3)正孔輸送層4
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、上記正孔注入層で適用するのと同様の化合物を使用することができるが、さらには、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。
(3)
As the hole transport material constituting the hole transport layer, the same compounds as those applied in the hole injection layer can be used, and further, porphyrin compounds, aromatic tertiary amine compounds, and styryl. It is preferable to use an amine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。 Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and two more described in US Pat. No. 5,061,569 Having a condensed aromatic ring of, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-30 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 688 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.
さらに、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。また、p型−Si、p型−SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。 Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used. In addition, inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
また、特開平4−297076号公報、特開2000−196140号公報、特開2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)、特開平11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)、特表2003−519432号公報に記載されているような、いわゆるp型半導体的性質を有するとされる正孔輸送材料を用いることもできる。 JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Pat. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004), JP-A-11-251067, J. MoI. Huang et. al. It is also possible to use a hole transport material that has a so-called p-type semiconducting property as described in the literature (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139), JP 2003-519432 A. it can.
正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については、特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。 The hole transport layer is formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. Can do. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole transport layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. This hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
以下、本発明のエレクトロルミネッセンスデバイスの正孔輸送材料に用いられる化合物の好ましい具体例((1)〜(60))を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。 Hereinafter, although the preferable specific example ((1)-(60)) of the compound used for the hole transport material of the electroluminescent device of this invention is given, this invention is not limited to these.
なお、上記例示化合物に記載のnは重合度を表し、重量平均分子量が50,000〜200,000の範囲となる整数を表す。重量平均分子量がこの範囲未満では、溶媒への溶解性の高さから製膜時に他の層と混合する懸念がある。また製膜できたとしても、低い分子量では発光効率が上がらない。重量平均分子量がこの範囲より大きい場合は、合成、精製の難しさにより問題が生じる。分子量分布が大きくなると共に、不純物の残存量も増加するため、エレクトロルミネッセンスデバイスの発光効率、電圧、寿命は悪化する。 In addition, n described in the above exemplary compounds represents the degree of polymerization and represents an integer having a weight average molecular weight in the range of 50,000 to 200,000. If the weight average molecular weight is less than this range, there is a concern of mixing with other layers during film formation due to the high solubility in the solvent. Even if a film can be formed, the light emission efficiency does not increase at a low molecular weight. When the weight average molecular weight is larger than this range, problems arise due to difficulty in synthesis and purification. Since the molecular weight distribution increases and the residual amount of impurities also increases, the light emission efficiency, voltage, and lifetime of the electroluminescence device deteriorate.
これらの高分子化合物は、Makromol.Chem.,193,909頁(1992)等に記載の公知の方法で合成することができる。 These polymer compounds are disclosed in Makromol. Chem. , Pages 193, 909 (1992) and the like.
(4)電子輸送層6
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔ブロック層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
(4)
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔ブロック材料を兼ねる)としては、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、例えば、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、シロール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、8−キノリノール誘導体等の金属錯体等が挙げられる。 Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, an electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for an electron transport layer adjacent to the cathode side with respect to the light emitting layer is injected from the cathode. As long as it has a function of transmitting electrons to the light-emitting layer, any material can be selected and used from among conventionally known compounds. For example, fluorene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole Examples thereof include metal complexes such as derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, silole derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, and 8-quinolinol derivatives.
その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基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。 In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transport material.
これらの中でもカルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ピリジン誘導体等が本発明では好ましく、アザカルバゾール誘導体であることがより好ましい。本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイのス電子輸送層6に用いられる電子輸送材料の好ましい例は下記一般式(3)から(8)で表される化合物である。
Among these, a carbazole derivative, an azacarbazole derivative, a pyridine derivative, and the like are preferable in the present invention, and an azacarbazole derivative is more preferable. Preferable examples of the electron transport material used for the
上記一般式(3)の式中、E101〜E108は、各々−C(R12)=又はN=を表し、E101〜E108のうち少なくとも1つは−N=である。また、一般式(3)中のR11、及び上記R12は水素原子又は置換基を表す。 In the general formula (3), E 101 to E 108 each represent —C (R 12 ) ═ or N═, and at least one of E 101 to E 108 is —N═. Moreover, R < 11 > in General formula (3) and said R < 12 > represent a hydrogen atom or a substituent.
この置換基の例としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p−クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2−ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2−エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2−エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2−エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2−ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2−ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2−エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2−ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2−エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2−ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2−ピリジルアミノ基、ピペリジル基(ピペリジニル基ともいう)、2,2,6,6−テトラメチルピペリジニル基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、リン酸エステル基(例えば、ジヘキシルホスホリル基等)、亜リン酸エステル基(例えばジフェニルホスフィニル基等)、ホスホノ基等が挙げられる。 Examples of this substituent include alkyl groups (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group). Etc.), cycloalkyl groups (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), alkenyl groups (for example, vinyl group, allyl group, etc.), alkynyl groups (for example, ethynyl group, propargyl group, etc.), aromatic hydrocarbon groups (aromatic Also called group carbocyclic group, aryl group, etc., for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group , Pyrenyl group, biphenylyl group), aromatic heterocyclic group (for example, Furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolinyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group Any carbon atom constituting the carboline ring is substituted with a nitrogen atom), phthalazinyl group, etc.), heterocyclic group (eg, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.), alkoxy group ( For example, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), cycloalkoxy group (for example, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), aryloxy group ( For example, Nonoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio group, etc.), cycloalkylthio group (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group) Etc.), arylthio groups (eg, phenylthio group, naphthylthio group, etc.), alkoxycarbonyl groups (eg, methyloxycarbonyl group, ethyloxycarbonyl group, butyloxycarbonyl group, octyloxycarbonyl group, dodecyloxycarbonyl group, etc.), aryl Oxycarbonyl group (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (eg, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, dimethylaminosulfonyl group) Group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group, phenylaminosulfonyl group, naphthylaminosulfonyl group, 2-pyridylaminosulfonyl group, etc.), acyl group (for example, Acetyl group, ethylcarbonyl group, propylcarbonyl group, pentylcarbonyl group, cyclohexylcarbonyl group, octylcarbonyl group, 2-ethylhexylcarbonyl group, dodecylcarbonyl group, phenylcarbonyl group, naphthylcarbonyl group, pyridylcarbonyl group, etc.), acyloxy group (For example, acetyloxy group, ethylcarbonyloxy group, butylcarbonyloxy group, octylcarbonyloxy group, dodecylcarbonyloxy group, phenyl group Carbonyloxy group, etc.), amide groups (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonyl) Amino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group, methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexyl) Aminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl Bonyl group, naphthylaminocarbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylureido group, cyclohexylureido group, octylureido group, dodecylureido group, phenylureido group naphthylureido) Group, 2-pyridylaminoureido group, etc.), sulfinyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecylsulfinyl group, phenylsulfinyl group, naphthylsulfinyl group, 2 -Pyridylsulfinyl group etc.), alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsulfonyl group, cyclohexylsulfonyl group, 2 -Ethylhexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc.), arylsulfonyl group or heteroarylsulfonyl group (eg, phenylsulfonyl group, naphthylsulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (eg, amino group, ethylamino group, Dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthylamino group, 2-pyridylamino group, piperidyl group (also called piperidinyl group), 2,2,6,6 -Tetramethylpiperidinyl group, etc.), halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom etc.), fluorinated hydrocarbon group (eg, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, pentafluoroethyl group, pentafluoro) Phenyl group, etc.), cyano group, Toro group, hydroxy group, mercapto group, silyl group (for example, trimethylsilyl group, triisopropylsilyl group, triphenylsilyl group, phenyldiethylsilyl group, etc.), phosphate ester group (for example, dihexyl phosphoryl group, etc.), phosphorous acid An ester group (for example, diphenylphosphinyl group etc.), a phosphono group, etc. are mentioned.
これらの置換基の一部は、上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。 Some of these substituents may be further substituted with the above substituents. In addition, a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.
上記一般式(4)は、一般式(3)の一形態でもある。上記一般式(4)の式中、Y21は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる2価の連結基を表す。E201〜E216、E221〜E238は、各々−C(R21)=又はN=を表し、R21は水素原子又は置換基を表す。ただし、E221〜E229の少なくとも1つ及びE230〜E238の少なくとも1つは−N=を表す。k21及びk22は0〜4の整数を表すが、k21+k22は2以上の整数である。 The general formula (4) is also an embodiment of the general formula (3). In the formula of the general formula (4), Y21 represents a divalent linking group composed of an arylene group, a heteroarylene group, or a combination thereof. E 201 to E 216 and E 221 to E 238 each represent —C (R 21 ) ═ or N═, and R 21 represents a hydrogen atom or a substituent. However, at least one of E 221 to E 229 and at least one of E 230 to E 238 represents -N =. k21 and k22 represent an integer of 0 to 4, but k21 + k22 is an integer of 2 or more.
一般式(2)において、Y21で表されるアリーレン基としては、例えば、o−フェニレン基、p−フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基(例えば、[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジイル基、3,3’−ビフェニルジイル基、3,6−ビフェニルジイル基等)、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等が例示される。 In the general formula (2), examples of the arylene group represented by Y 21 include an o-phenylene group, p-phenylene group, naphthalenediyl group, anthracenediyl group, naphthacenediyl group, pyrenediyl group, naphthylnaphthalenediyl group, and biphenyl. Diyl group (for example, [1,1′-biphenyl] -4,4′-diyl group, 3,3′-biphenyldiyl group, 3,6-biphenyldiyl group), terphenyldiyl group, quaterphenyldiyl Group, kinkphenyldiyl group, sexiphenyldiyl group, septiphenyldiyl group, octiphenyldiyl group, nobiphenyldiyl group, deciphenyldiyl group and the like.
また一般式(4)において、Y21で表されるヘテロアリーレン基としては、例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子のひとつが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す)、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される2価の基等が例示される。 In the general formula (4), examples of the heteroarylene group represented by Y 21 include a carbazole ring, a carboline ring, a diazacarbazole ring (also referred to as a monoazacarboline ring, and one of carbon atoms constituting the carboline ring). Derived from the group consisting of triazole ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyrazine ring, quinoxaline ring, thiophene ring, oxadiazole ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, indole ring) And the like.
Y21で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる2価の連結基の好ましい態様としては、ヘテロアリーレン基の中でも、3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基を含むことが好ましく、また、当該3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基としては、ジベンゾフラン環から導出される基又はジベンゾチオフェン環から導出される基が好ましい。 As a preferred embodiment of the divalent linking group consisting of an arylene group, heteroarylene group or a combination thereof represented by Y21, among the heteroarylene groups, a condensed aromatic heterocycle formed by condensation of three or more rings. A group derived from a condensed aromatic heterocyclic ring formed by condensing three or more rings is preferably included, and a group derived from a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring is preferable. Are preferred.
一般式(4)において、E201〜E216、E221〜E238で各々表される−C(R21)=のR21が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式(3)のR11,R12として例示した置換基が同様に適用される。 In the general formula (4), if -C (R 21) = in R 21, represented respectively by E 201 ~E 216, E 221 ~E 238 is a substituent, and examples of the substituent of the general formula The substituents exemplified as R 11 and R 12 in (3) are similarly applied.
一般式(4)において、E201〜E208のうちの6つ以上、及びE209〜E216のうちの6つ以上が、各々−C(R21)=で表されることが好ましい。 In the general formula (4), more than six of E 201 to E 208, and more six of E209~ E216 are each -C (R 21) = is preferably represented by.
一般式(4)において、E225〜E229の少なくとも1つ、及びE234〜E238の少なくとも1つが−N=を表すことが好ましい。 In the general formula (4), at least one of E 225 to E 229, and at least one of E 234 to E 238 preferably represents a -N =.
さらには、一般式(4)において、E225〜E229のいずれか1つ、及びE234〜E238のいずれか1つが−N=を表すことが好ましい。 Further, in the general formula (4), any one of E 225 to E 229, and any one of E 234 to E 238 preferably represents a -N =.
また、一般式(4)において、E221〜E224及びE230〜E233が、各々−C(R21)=で表されることが好ましい態様として挙げられる。 In the general formula (4), E 221 ~E 224 and E 230 to E 233 may be mentioned as each -C (R 21) = are preferable embodiments be represented by.
さらに、一般式(4)で表される化合物において、E203が−C(R21)=で表され、かつR21が連結部位を表すことが好ましく、さらに、E211も同時に−C(R21)=で表され、かつR21が連結部位を表すことが好ましい。 Further, in the compound represented by the general formula (4), it is preferable that E 203 is represented by —C (R 21 ) ═ and R 21 represents a linking site, and E 211 is also represented by —C (R 21 ) = and R 21 preferably represents a linking site.
さらに、E225及びE234が−N=で表されることが好ましく、E221〜E224及びE230〜E233が、各々−C(R21)=で表されることが好ましい。 Further, it is preferable that E 225 and E 234 are represented by -N =, E 221 ~E 224 and E 230 to E 233 are each -C (R 21) = is preferably represented by.
上記一般式(5)は、一般式(3)の一形態でもある。上記一般式(5)の式中、E301〜E312は、各々−C(R31)=を表し、R31は水素原子又は置換基を表す。また、Y31は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる2価の連結基を表す。 The general formula (5) is also an embodiment of the general formula (3). In the general formula (5), E 301 to E 312 each represent —C (R 31 ) ═, and R 31 represents a hydrogen atom or a substituent. Y 31 represents a divalent linking group composed of an arylene group, a heteroarylene group, or a combination thereof.
上記一般式(5)において、E301〜E312で各々表される−C(R31)=のR31が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式(1)のR11,R12として例示した置換基が同様に適用される。 In the general formula (5), if -C (R 31) = in R 31 represented by each of E 301 to E 312 are substituents, examples of the substituent of the general formula (1) R The substituents exemplified as 11 and R 12 are similarly applied.
また一般式(5)において、Y31で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる2価の連結基の好ましい態様としては、一般式(4)のY21と同様のものが挙げられる。 In the general formula (5), the arylene group represented by Y 31, a preferred embodiment of the divalent linking group of a heteroarylene group, or a combination thereof, is of the general formula similar to Y 21 (4) Can be mentioned.
上記一般式(6)は、一般式(3)の一形態でもある。上記一般式(6)の式中、E401〜E414は、各々−C(R41)=を表し、R41は水素原子又は置換基を表す。またAr41は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表す。さらにk41は3以上の整数を表す。 The general formula (6) is also an embodiment of the general formula (3). In the general formula (6), E 401 to E 414 each represent —C (R 41 ) ═, and R 41 represents a hydrogen atom or a substituent. Ar 41 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring. Furthermore, k41 represents an integer of 3 or more.
上記一般式(6)において、E401〜E414で各々表される−C(R41)=のR41が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式(3)のR11,R12として例示した置換基が同様に適用される。 In the general formula (6), if -C (R 41) = in R 41 represented by each of E 401 to E 414 are substituents, examples of the substituent of the general formula (3) R The substituents exemplified as 11 and R 12 are similarly applied.
また一般式(6)において、Ar41が芳香族炭化水素環を表す場合、この芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。これらの環は、さらに一般式(3)のR11,R12として例示した置換基を有しても良い。 In the general formula (6), when Ar 41 represents an aromatic hydrocarbon ring, the aromatic hydrocarbon ring includes a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, an azulene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a pyrene ring, Chrysene ring, naphthacene ring, triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, Examples include a pentaphen ring, a picene ring, a pyrene ring, a pyranthrene ring, and an anthraanthrene ring. These rings may further have the substituents exemplified as R 11 and R 12 in the general formula (3).
また一般式(6)において、Ar41が芳香族複素環を表す場合、この芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環等が挙げられる。なお、アザカルバゾール環とは、カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が1つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。これらの環は、さらに一般式(3)において、R11,R12として例示した置換基を有しても良い。 In the general formula (6), when Ar 41 represents an aromatic heterocycle, the aromatic heterocycle includes a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, and a pyrazine ring. , Triazine ring, benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole Ring, azacarbazole ring and the like. The azacarbazole ring refers to one in which at least one carbon atom of the benzene ring constituting the carbazole ring is replaced with a nitrogen atom. These rings may further have the substituents exemplified as R 11 and R 12 in the general formula (3).
上記一般式(7)の式中、E501及びE502のうちの少なくとも1つは窒素原子であり、E511〜E515のうちの少なくとも1つは窒素原子であり、E521〜E525のうちの少なくとも1つは窒素原子である。またR51は置換基を表す。 In the general formula (7), at least one of E 501 and E 502 is a nitrogen atom, at least one of E 511 to E 515 is a nitrogen atom, and E 521 to E 525 At least one of them is a nitrogen atom. R 51 represents a substituent.
上記一般式(7)において、R51が置換基を表す場合、その置換基の例としては、一般式(3)のR11,R12として例示した置換基が同様に適用される。 In the general formula (7), when R 51 represents a substituent, the substituents exemplified as R 11 and R 12 in the general formula (3) are similarly applied as examples of the substituent.
上記一般式(8)の式中、E601〜E612は、各々−C(R61)=又はN=を表し、R61は水素原子又は置換基を表す。またAr61は、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環を表す。 In the general formula (8), E 601 to E 612 each represent —C (R 61 ) ═ or N═, and R 61 represents a hydrogen atom or a substituent. Ar 61 represents a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring.
上記一般式(8)において、E601〜E612で各々表される−C(R61)=のR61が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式(3)のR11,R12として例示した置換基が同様に適用される。 In the general formula (8), if -C (R 61) = in R 61 represented by each of E 601 to E 612 are substituents, examples of the substituent of the general formula (3) R The substituents exemplified as 11 and R 12 are similarly applied.
また一般式8)において、Ar61が表す、置換あるいは無置換の、芳香族炭化水素環あるいは芳香族複素環は、一般式(6)のAr41と同様のものが挙げられる。 In the general formula 8), the substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring represented by Ar 61 may be the same as Ar 41 in the general formula (6).
以下に本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスの電子輸送層6に用いられる電子輸送材料の好ましい例を挙げるが本発明はこれらに限定されない。
Although the preferable example of the electron transport material used for the
電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができ、好ましくは上記電子輸送材料,フッ化アルコール溶剤を含有する塗布液を用いたウェットプロセスにより形成することができる。 The electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, an LB method, and the like, preferably It can be formed by a wet process using a coating solution containing an electron transport material and a fluorinated alcohol solvent.
電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度、好ましくは5〜200nmである。電子輸送層は上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。 Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of an electron carrying layer, Usually, 5 nm-about 5 micrometers, Preferably it is 5-200 nm. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
また、不純物をゲスト材料としてドープしたn性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4−297076号公報、同10−270172号公報、特開2000−196140号公報、同2001−102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。 Alternatively, an electron transport layer with high n property doped with impurities as a guest material can be used. Examples thereof include JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J.A. Appl. Phys. 95, 5773 (2004), and the like.
本発明における電子輸送層には、有機物のアルカリ金属塩を含有することが好ましい。有機物の種類としては特に制限はないが、ギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、フタル酸塩、イソフタル酸塩、テレフタル酸塩、サリチル酸塩、ピルビン酸塩、乳酸塩、リンゴ酸塩、アジピン酸塩、メシル酸塩、トシル酸塩、ベンゼンスルホン酸塩が挙げられ、好ましくはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩、吉草酸塩、カプロン酸塩、エナント酸塩、カプリル酸塩、シュウ酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、安息香酸塩、より好ましくはギ酸塩、酢酸塩、プロピオン酸塩、酪酸塩等の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩が好ましく、脂肪族カルボン酸の炭素数が4以下であることが好ましい。最も好ましくは酢酸塩である。 The electron transport layer in the present invention preferably contains an organic alkali metal salt. There are no particular restrictions on the type of organic substance, but formate, acetate, propionic acid, butyrate, valerate, caproate, enanthate, caprylate, oxalate, malonate, succinate Benzoate, phthalate, isophthalate, terephthalate, salicylate, pyruvate, lactate, malate, adipate, mesylate, tosylate, benzenesulfonate , Preferably formate, acetate, propionate, butyrate, valerate, caprate, enanthate, caprylate, oxalate, malonate, succinate, benzoate, more preferably Is preferably an alkali metal salt of an aliphatic carboxylic acid such as formate, acetate, propionate or butyrate, and the aliphatic carboxylic acid preferably has 4 or less carbon atoms. Most preferred is acetate.
有機物のアルカリ金属塩のアルカリ金属の種類としては特に制限はないが、Na、K、Csが挙げられ、好ましくはK、Cs、さらに好ましくはCsである。有機物のアルカリ金属塩としては、前記有機物とアルカリ金属の組み合わせが挙げられ、好ましくは、ギ酸Li、ギ酸K、ギ酸Na、ギ酸Cs、酢酸Li、酢酸K、酢酸Na、酢酸Cs、プロピオン酸Li、プロピオン酸Na、プロピオン酸K、プロピオン酸Cs、シュウ酸Li、シュウ酸Na、シュウ酸K、シュウ酸Cs、マロン酸Li、マロン酸Na、マロン酸K、マロン酸Cs、コハク酸Li、コハク酸Na、コハク酸K、コハク酸Cs、安息香酸Li、安息香酸Na、安息香酸K、安息香酸Cs、より好ましくは酢酸Li、酢酸K、酢酸Na、酢酸Cs、最も好ましくは酢酸Csである。 The type of alkali metal of the alkali metal salt of the organic substance is not particularly limited, and examples thereof include Na, K, and Cs, preferably K, Cs, and more preferably Cs. Examples of the alkali metal salt of the organic substance include a combination of the organic substance and the alkali metal, preferably, formic acid Li, formic acid K, formic acid Na, formic acid Cs, acetic acid Li, acetic acid K, Na acetate, acetic acid Cs, propionic acid Li, Propionic acid Na, propionic acid K, propionic acid Cs, oxalic acid Li, oxalic acid Na, oxalic acid K, oxalic acid Cs, malonic acid Li, malonic acid Na, malonic acid K, malonic acid Cs, succinic acid Li, succinic acid Na, succinic acid K, succinic acid Cs, benzoic acid Li, benzoic acid Na, benzoic acid K, benzoic acid Cs, more preferably Li acetate, K acetate, Na acetate, Cs acetate, most preferably Cs acetate.
これらドープ材の含有量は、添加する電子輸送層に対し、好ましくは1.5〜35質量%であり、より好ましくは3〜25質量%であり、最も好ましくは5〜15質量%である。 The content of these dope materials is preferably 1.5 to 35% by mass, more preferably 3 to 25% by mass, and most preferably 5 to 15% by mass with respect to the electron transport layer to be added.
《陽極2》
白色エレクトロルミネッセンスデバイスを構成する陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状パターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合(100μm以上程度)は、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常は、10〜1000nmの範囲であり、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
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As the anode constituting the white electroluminescent device, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode substances include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO. Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. For the anode, these electrode materials may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering, and a desired shape pattern may be formed by a photolithography method, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material. Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film-forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually in the range of 10 to 1000 nm, preferably in the range of 10 to 200 nm.
《陰極8》
一方、陰極としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極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。
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On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. The sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit the emitted light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the emission luminance is advantageously improved.
また、陰極に上記金属を1〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に形成することで、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有機EL素子を作製することができる。 Moreover, after producing the metal with a film thickness of 1 to 20 nm on the cathode, a transparent or semitransparent cathode can be produced by forming the conductive transparent material mentioned in the explanation of the anode on the cathode, By applying this, an organic EL element in which both the anode and the cathode are transmissive can be produced.
《支持基板1》
本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイス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。リジットな基板よりもフレキシブルな基板において、高温保存安定性や色度変動を抑制する効果が大きく現れるため、特に好ましい支持基板は、エレクトロルミネッセンスデバイスにフレキシブル性を与えることが可能な可撓性を備えた樹脂フィルムである。
<Supporting
The support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) that can be used in the white electroluminescent 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. Since the effect of suppressing high-temperature storage stability and chromaticity variation appears greatly in a flexible substrate rather than a rigid substrate, a particularly preferable support substrate has flexibility that can give flexibility to an electroluminescent device. Resin film.
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0.01g/(m2・24h)以下のバリア性フィルムであることが好ましく、さらには、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定した酸素透過度が、10−3cm3/(m2・24h・atm)以下、水蒸気透過度が10−3g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましく、前記の水蒸気透過度が10−5g/(m2・24h)以下であることがさらに好ましい。 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 0.01 g / (m 2 · 24 h) or less, and more preferably oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987. The film is preferably a high barrier film having a degree of 10 −3 cm 3 / (m 2 · 24 h · atm) or less and a water vapor transmission rate of 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less. More preferably, the degree is 10 −5 g / (m 2 · 24 h) or less.
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等の有機EL素子の劣化を招く因子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。さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機機能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 factors that cause deterioration of the organic EL element such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like is used. Can do. 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 order of an inorganic layer and an organic functional layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
バリア膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。 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.
《封止(封止接着剤9、封止部材10)》
本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスに適用可能な封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
<< Sealing (sealing adhesive 9, sealing member 10) >>
As a sealing means applicable to the white electroluminescence device of the present invention, for example, a method of adhering a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive can be mentioned.
封止部材としては、エレクトロルミネッセンスデバイスの表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。 As a sealing member, it should just be arrange | positioned so that the display area | region of an electroluminescent device may be covered, and concave plate shape or flat plate shape may be sufficient. Further, transparency and electrical insulation are not particularly limited.
具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコーン、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, silicone, germanium, and tantalum.
本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムは、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、1×10−3cm3/(m2・24h・atm)以下、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が1×10−3g/(m2・24h)以下のものであることが好ましい。 In the present invention, a polymer film and a metal film can be preferably used because the element can be thinned. Furthermore, the polymer film has an oxygen permeability measured by a method according to JIS K 7126-1987 of 1 × 10 −3 cm 3 / (m 2 · 24 h · atm) or less, and conforms to JIS K 7129-1992. The water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured by the above method is preferably 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less.
封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。 For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used.
接着剤としては、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 photo-curing and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. Can be mentioned. 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、エレクトロルミネッセンスデバイスが熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。 In addition, since an electroluminescent device may deteriorate by heat processing, what can be adhesive-hardened from room temperature to 80 degreeC is preferable. Further, a desiccant may be dispersed in the adhesive. Application | coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print like screen printing.
また、有機機能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機能層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。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、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。 It is also preferable that the electrode and the organic functional layer are coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic functional layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film. Can be. In this case, the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like may be used. it can. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. The method for forming these films is not particularly limited. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
封止部材とエレクトロルミネッセンスデバイスの表示領域との間隙には、気相及び液相を形成することを目的として、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 electroluminescent device, an inert gas such as nitrogen or argon, an inert gas such as fluorinated hydrocarbon or silicon oil is used for the purpose of forming a gas phase and a liquid phase. It is preferable to inject a liquid. A vacuum is also possible. Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化バリウム、沃化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。 Examples of the hygroscopic compound include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate). Etc.), metal halides (eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.), perchloric acids (eg perchloric acid) Barium, magnesium perchlorate, and the like), and anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.
封止にはケーシングタイプの封止(缶封止)と密着タイプの封止(固体封止)があるが、薄型化の観点からは固体封止が好ましい。また、可撓性のエレクトロルミネッセンスデバイスを作製する場合は、封止部材にも可撓性が求められるため、固体封止が好ましい。 Sealing includes casing type sealing (can sealing) and close contact type sealing (solid sealing), but solid sealing is preferable from the viewpoint of thinning. Moreover, when producing a flexible electroluminescent device, since a sealing member also needs flexibility, solid sealing is preferable.
以下に、固体封止を行う場合の好ましい態様を説明する。 Below, the preferable aspect in the case of performing solid sealing is demonstrated.
本発明に係る封止用接着剤には、熱硬化接着剤や紫外線硬化樹脂などを用いることができるが、好ましくはエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂など熱硬化接着剤、より好ましくは耐湿性、耐水性に優れ、硬化時の収縮が少ないエポキシ系熱硬化型接着性樹脂である。 As the sealing adhesive according to the present invention, a thermosetting adhesive, an ultraviolet curable resin, or the like can be used, but preferably a thermosetting adhesive such as an epoxy resin, an acrylic resin, or a silicone resin, more preferably moisture resistant. It is an epoxy thermosetting adhesive resin that is excellent in water resistance and water resistance and has little shrinkage during curing.
本発明に係る封止用接着剤の含水率は、300ppm以下であることが好ましく、0.01〜200ppmであることがより好ましく、0.01〜100ppmであることが最も好ましい。 The water content of the sealing adhesive according to the present invention is preferably 300 ppm or less, more preferably 0.01 to 200 ppm, and most preferably 0.01 to 100 ppm.
本発明でいう含水率は、いかなる方法により測定しても構わないが、例えば容量法水分計(カールフィッシャー)、赤外水分計、マイクロ波透過型水分計、加熱乾燥重量法、GC/MS、IR、DSC(示差走査熱量計)、TDS(昇温脱離分析)が挙げられる。また、精密水分計AVM−3000型(オムニテック社製)等を用い、水分の蒸発によって生じる圧力上昇から水分を測定でき、フィルムまた固形フィルム等の水分率の測定を行うことができる。 The moisture content referred to in the present invention may be measured by any method. For example, a volumetric moisture meter (Karl Fischer), an infrared moisture meter, a microwave transmission moisture meter, a heat-dry weight method, GC / MS, IR, DSC (Differential Scanning Calorimeter), TDS (Temperature Desorption Analysis) can be mentioned. Further, using a precision moisture meter AVM-3000 (Omnitech) or the like, moisture can be measured from a pressure increase caused by evaporation of moisture, and moisture content of a film or a solid film can be measured.
本発明おいて、封止用接着剤の含水率は、例えば、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmの窒素雰囲気下に置き時間を変化させることで調整することができる。また、100Pa以下の真空状態で置き時間を変化させて乾燥させることもできる。また、封止用接着材は接着剤のみで乾燥させることもできるが、封止部材へあらかじめ配置し乾燥させることもできる。 In the present invention, the moisture content of the sealing adhesive can be adjusted by, for example, placing it in a nitrogen atmosphere with a dew point temperature of −80 ° C. or lower and an oxygen concentration of 0.8 ppm, and changing the time. Further, it can be dried in a vacuum state of 100 Pa or less while changing the time. Further, the sealing adhesive can be dried only with an adhesive, but can also be placed in advance on the sealing member and dried.
密着封止(固体封止)を行う場合、封止部材としては、例えば、50μm厚のPET(ポリエチレンテレフタレート)にアルミ箔(30μm厚)をラミネートしたものを用いる。これを封止部材として、アルミニウム面にディスペンサを使用して均一に塗布し封止用接着剤をあらかじめ配置しておき、樹脂基板1と封止部材5を位置合わせ後、両者を圧着して(0.1〜3MPa)、温度80〜180℃で密着・接合(接着)して、密着封止(固体封止)する。
When close sealing (solid sealing) is performed, as the sealing member, for example, a 50 μm thick PET (polyethylene terephthalate) laminated with an aluminum foil (30 μm thick) is used. Using this as a sealing member, it is uniformly applied to the aluminum surface using a dispenser, a sealing adhesive is placed in advance, the
接着剤の種類また量、そして面積等によって加熱また圧着時間は変わるが0.1〜3MPaの圧力で仮接着、また80〜180℃の温度で、熱硬化時間は5秒〜10分間の範囲で選べばよい。 The heating or pressure bonding time varies depending on the type, amount, and area of the adhesive, but temporary bonding is performed at a pressure of 0.1 to 3 MPa, and the thermosetting time is within a range of 5 seconds to 10 minutes at a temperature of 80 to 180 ° C. Just choose.
加熱した圧着ロールを用いると圧着(仮接着)と加熱が同時にでき、且つ内部の空隙も同時に排除でき好ましい。 The use of a heated crimping roll is preferred because it allows simultaneous crimping (temporary bonding) and heating, and also eliminates internal voids.
また、接着層の形成方法としては、材料に応じて、ディスペンサを用い、ロールコート、スピンコート、スクリーン印刷法、スプレーコートなどのコーティング法、印刷法を用いることができる。 As a method for forming the adhesive layer, a coating method such as roll coating, spin coating, screen printing, or spray coating, or a printing method can be used depending on the material.
固体封止は以上のように封止部材とエレクトロルミネッセンスデバイス基板との間に空間がなく硬化した樹脂で覆う形態である。 As described above, the solid sealing is a form in which there is no space between the sealing member and the electroluminescence device substrate and the resin is cured with a cured resin.
封止部材としては、ステンレス、アルミニウム、マグネシウム合金等の金属、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ナイロン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック、及びこれらの複合物、ガラス等が挙げられ、必要に応じて、特に樹脂フィルムの場合には、樹脂基板と同様、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、窒化ケイ素等のガスバリア層を積層したものを用いることができる。 Examples of the sealing member include metals such as stainless steel, aluminum, and magnesium alloys, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, nylon, plastics such as polyvinyl chloride, and composites thereof, glass, and the like. In the case of a resin film, a laminate of gas barrier layers such as aluminum, aluminum oxide, silicon oxide, and silicon nitride can be used as in the case of a resin substrate.
ガスバリア層は、封止部材成形前に封止部材の両面若しくは片面にスパッタリング、蒸着等により形成することもできるし、封止後に封止部材の両面若しくは片面に同様な方法で形成してもよい。これについても、酸素透過度が1×10−3ml/(m2・24h・atm)以下、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10−3g/(m2・24h)以下のものであることが好ましい。 The gas barrier layer can be formed by sputtering, vapor deposition or the like on both surfaces or one surface of the sealing member before molding the sealing member, or may be formed on both surfaces or one surface of the sealing member after sealing by a similar method. . Also in this case, the oxygen permeability is 1 × 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less, and the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) is 1 ×. It is preferably 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less.
封止部材としては、アルミニウム等の金属箔をラミネートしたフィルム等でも良い。金属箔の片面にポリマーフィルムを積層する方法としては、一般に使用されているラミネート機を使用することができる。接着剤としてはポリウレタン系、ポリエステル系、エポキシ系、アクリル系等の接着剤を用いることができる。必要に応じて硬化剤を併用してもよい。ホットメルトラミネーション法やエクストルージョンラミネート法及び共押出しラミネーション法も使用できるがドライラミネート方式が好ましい。 The sealing member may be a film laminated with a metal foil such as aluminum. As a method for laminating the polymer film on one side of the metal foil, a generally used laminating machine can be used. As the adhesive, polyurethane-based, polyester-based, epoxy-based, acrylic-based adhesives and the like can be used. You may use a hardening | curing agent together as needed. A hot melt lamination method, an extrusion lamination method and a coextrusion lamination method can also be used, but a dry lamination method is preferred.
また、金属箔をスパッタや蒸着等で形成し、導電性ペースト等の流動性電極材料から形成する場合は、逆にポリマーフィルムを基材としてこれに金属箔を成膜する方法で作製してもよい。 In addition, when the metal foil is formed by sputtering or vapor deposition and is formed from a fluid electrode material such as a conductive paste, it may be produced by a method of forming a metal foil on a polymer film as a base material. Good.
《保護膜、保護板》
有機機能層を挟み支持基板と対向する側の封止膜、あるいは封止用フィルムの外側に、有機EL素子の機械的強度を高めるため、保護膜あるいは保護板を設けてもよい。特に、封止が封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、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 organic EL element, a protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film on the side facing the support substrate with the organic functional layer interposed therebetween or on the outer side of the sealing film. In particular, when sealing is performed with a sealing film, the mechanical strength is not necessarily high, and thus it is preferable to provide such a protective film and a protective plate. As a material that can be used for this, the same glass plate, polymer plate / film, metal plate / film, etc. used for the sealing can be used, but the polymer film is light and thin. Is preferably used.
本発明において、可撓性支持基板から陽極との間、あるいは可撓性支持基板から光出射側のいずれかの場所に光取出し部材を有することが好ましい。 In the present invention, it is preferable to have a light extraction member between the flexible support substrate and the anode or at any location on the light emission side from the flexible support substrate.
光取出し部材としては、プリズムシートやレンズシート及び拡散シートが挙げられる。また、全反射を起こす界面若しくはいずれかの媒質中に導入される回折格子や拡散構造等が挙げられる。 Examples of the light extraction member include a prism sheet, a lens sheet, and a diffusion sheet. Moreover, the diffraction grating introduce | transduced in the interface which raise | generates total reflection, or any medium, a diffusion structure, etc. are mentioned.
通常、基板から光を放射するような有機エレクトロルミネッセンス素子においては、発光層から放射された光の一部が基板と空気との界面において全反射を起こし、光を損失するという問題が発生する。この問題を解決するために、基板の表面にプリズムやレンズ状の加工を施す、若しくは基板の表面にプリズムシートやレンズシート及び拡散シートを貼り付けることにより、全反射を抑制して光の取り出し効率を向上させる。 In general, in an organic electroluminescence element that emits light from a substrate, a part of the light emitted from the light emitting layer causes total reflection at the interface between the substrate and air, causing a problem of loss of light. In order to solve this problem, the prism surface, lens-like processing is applied to the surface of the substrate, or the prism sheet, the lens sheet and the diffusion sheet are attached to the surface of the substrate, thereby suppressing the total reflection and the light extraction efficiency. To improve.
また、光取り出し効率を高めるためには、全反射を起こす界面若しくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法や拡散構造を導入する方法が知られている。 In order to increase the light extraction efficiency, a method of introducing a diffraction grating or a method of introducing a diffusion structure in an interface or any medium that causes total reflection is known.
《白色エレクトロルミネッセンスデバイス16の製造方法》
本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる白色エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法を説明する。
<< Method for Producing
As an example of the method for producing a white electroluminescent device of the present invention, a method for producing a white electroluminescent device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described. .
はじめに、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10〜200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の薄膜形成方法により形成させて、陽極を作製する。 First, a desired electrode material, for example, a thin film made of an anode material is formed on a suitable substrate by a thin film forming method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm, An anode is produced.
次に、この上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の有機機能層(有機化合物薄膜)を形成させる。 Next, an organic functional layer (organic compound thin film) of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer is formed thereon.
有機機能層を形成する工程は、主に、(i)その有機機能層を構成する塗布液を、支持基板の陽極上に塗布・積層する工程と、(ii)塗布・積層後の塗布液を、乾燥させる工程と、で構成される。 The step of forming the organic functional layer mainly includes: (i) a step of applying and laminating the coating liquid constituting the organic functional layer on the anode of the support substrate; and (ii) a coating liquid after coating and lamination. And drying.
(i)の工程では、各層の形成方法として、前記の如く蒸着法、ウェットプロセス(例えば、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、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(Langmuir Blodgett法)等を挙げることができる。)を用いることができ、少なくとも量子ドットを含む層はウェットプロセスを用いて形成することが好ましい。 In the step (i), as a method for forming each layer, as described above, a vapor deposition method, a wet process (for example, spin coating method, casting method, die coating method, blade coating method, roll coating method, ink jet method, printing method, spray coating). Method, curtain coating method, LB method (Langmuir Brodgett method and the like can be used), and at least a layer containing quantum dots is preferably formed by a wet process.
正孔注入層以外の有機機能層の形成においても、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、本発明においてはウェットプロセスが好ましく、中でも、スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法等の塗布法による成膜が好ましい。 In the formation of the organic functional layer other than the hole injection layer, a wet process is preferable in the present invention because it is easy to obtain a homogeneous film and it is difficult to generate pinholes. Film formation by a coating method such as a method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method or an ink jet method is preferred.
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、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)等の有機溶媒を用いることができる。また分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。 Examples of the liquid medium for dissolving or dispersing the organic EL 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 dimethylformamide (DMF) and dimethylsulfoxide (DMSO) can be used. Moreover, as a dispersion method, it can disperse | distribute by dispersion methods, such as an ultrasonic wave, high shear force dispersion | distribution, and media dispersion | distribution.
また、本発明に係る有機EL材料を溶解又は分散する調液工程、基材上に塗布されるまでの塗布工程は不活性ガス雰囲気下であることが好ましいが、使用素材により不活性ガス雰囲気下で行わなくとも有機EL素子性能を落とさずに成膜できるため、必ずしも不活性ガス雰囲気下で行わなくても良い場合がある。この場合、製造コストを抑えることができより好ましい。
In addition, the preparation step for dissolving or dispersing the organic EL material according to the present invention and the application step until the organic EL material is applied on the substrate are preferably in an inert gas atmosphere. Since the film can be formed without degrading the performance of the organic EL element even if it is not carried out in
(ii)の工程では、塗布・積層された有機機能層の乾燥を行う。 In the step (ii), the coated and laminated organic functional layer is dried.
ここでいう乾燥とは、塗布直後の膜の溶媒含有量を100%とした場合に、0.2%以下まで低減されることを指す。 The term “drying” as used herein refers to a reduction to 0.2% or less when the solvent content of the film immediately after coating is 100%.
乾燥の手段としては一般的に汎用されているものを使用でき、減圧あるいは加圧乾燥、加熱乾燥、送風乾燥、IR乾燥及び電磁波による乾燥などが挙げられる。中でも加熱乾燥が好ましく、有機機能層塗布溶媒の中で最も低沸点の溶媒の沸点以上の温度であり、有機機能層材料のTgの中で最も低Tgである材料の(Tg+20)℃より低い温度で保持することが最も好ましい。本発明において、より具体的には80℃以上150℃以下で保持し乾燥することが好ましく、100℃以上130℃以下で保持し乾燥することがより好ましい。 As a means for drying, those generally used can be used, and examples thereof include reduced pressure or pressure drying, heat drying, air drying, IR drying, and electromagnetic wave drying. Of these, heat drying is preferable, the temperature is equal to or higher than the boiling point of the solvent having the lowest boiling point in the organic functional layer coating solvent, and the temperature is lower than (Tg + 20) ° C. of the material having the lowest Tg among Tg of the organic functional layer material Most preferably, it is held at In the present invention, more specifically, it is preferably held and dried at 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, and more preferably held at 100 ° C. or higher and 130 ° C. or lower and dried.
塗布・積層後の塗布液を乾燥させる際の雰囲気は、不活性ガス以外の気体の体積濃度が200ppm以下の雰囲気とすることが好ましいが、調液塗布工程と同様に必ずしも不活性ガス雰囲気下で行わなくても良い場合がある。この場合、製造コストを抑えることができより好ましい。 The atmosphere when drying the coating liquid after coating / lamination is preferably an atmosphere having a volume concentration of a gas other than the inert gas of 200 ppm or less, but it is not necessarily in an inert gas atmosphere as in the liquid preparation coating process. It may not be necessary. In this case, the manufacturing cost can be suppressed, which is more preferable.
不活性ガスは好ましくは窒素ガス及びアルゴンガス等の希ガスであり、製造コスト上最も好ましくは窒素ガスである。 The inert gas is preferably a rare gas such as nitrogen gas and argon gas, and most preferably nitrogen gas in terms of production cost.
これらの層の塗布・積層及び乾燥工程は枚葉製造であっても、ライン製造であっても良い。更に、乾燥工程はライン上で搬送中に行っても良いが、生産性の観点から堆積あるいはロール状に非接触で巻き取り乾燥しても良い。 The coating / laminating and drying steps of these layers may be single wafer manufacturing or line manufacturing. Further, the drying process may be performed while being conveyed on the line, but from the viewpoint of productivity, it may be deposited or rolled in a non-contact manner in a roll form.
これらの層を乾燥後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、1μm以下、好ましくは50nm〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の白色エレクトロルミネッセンスデバイスが得られる。 After these layers are dried, a thin film made of a cathode material is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 nm to 200 nm. By providing, a desired white electroluminescent device can be obtained.
該加熱処理後に前記密着封止あるいは封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着することで白色エレクトロルミネッセンスデバイスを製造することができる。 A white electroluminescence device can be produced by adhering the close-sealing or sealing member, the electrode, and the support substrate with an adhesive after the heat treatment.
《用途》
本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスは、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。
<Application>
The white electroluminescence device of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources.
発光光源として、例えば、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、さらには表示装置を必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられるが、特にカラーフィルターと組み合わせた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。 Examples of light sources include home lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, and light sources for optical sensors. Furthermore, it can be used in a wide range of applications such as general household appliances that require a display device, but it can be used effectively as a backlight for a liquid crystal display device combined with a color filter, and as a light source for illumination. it can.
本発明の白色エレクトロルミネッセンスデバイスにおいては、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 white electroluminescent device 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.
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.
(参考例1)
《白色エレクトロルミネッセンスデバイスの作製》
(1)参考例サンプル1の作製
(1.1)ガスバリア性の可撓性フィルムの作製
可撓性フィルムとして、ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人デュポン社製フィルム、以下、PENと略記する)の第1電極を形成する側の全面に、特開2004−68143号公報に記載の構成からなる大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、連続して可撓性フィルム上に、SiOxからなる無機物のガスバリア膜を厚さ500nmとなるように形成し、酸素透過度0.001ml/(m2・24h・atm)以下、水蒸気透過度0.001g/(m2・24h)以下のガスバリア性の可撓性フィルムを作製した。
( Reference Example 1)
<< Preparation of white electroluminescence device >>
(1) Preparation of Reference Example Sample 1 (1.1) Preparation of Gas Barrier Flexible Film First of polyethylene naphthalate film (Teijin DuPont Film, hereinafter abbreviated as PEN) as the flexible film. An inorganic gas barrier film made of SiOx is continuously formed on a flexible film by using an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus having a structure described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-68143 on the entire surface on the electrode forming side. A gas barrier flexible film formed to have a thickness of 500 nm and having an oxygen permeability of 0.001 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less and a water vapor permeability of 0.001 g / (m 2 · 24 h) or less. Produced.
(放電処理)
図3は、大気圧プラズマ放電処理装置の概略図である。この大気圧プラズマ放電処理装置は、プラズマ放電処理装置、二つの電源を有する電界印加手段のほかに、図3では図示してないが、ガス供給手段、電極温度調節手段を有している。プラズマ放電処理装置30は、第1電極31と第2電極32から構成されている対向電極を有しており、該対向電極間に、第1電極31からは第1電源21からの周波数ω1、電界強度V1、電流I1の第1の高周波電界が印加され、また第2電極32からは第2電源22からの周波数ω2、電界強度V2、電流I2の第2の高周波電界が印加されるようになっている。
(Discharge treatment)
FIG. 3 is a schematic view of an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus. In addition to the plasma discharge processing apparatus and the electric field applying means having two power sources, this atmospheric pressure plasma discharge processing apparatus has a gas supply means and an electrode temperature adjusting means, which are not shown in FIG. The plasma
大気圧プラズマ放電処理に際しては、第1電極31と第2電極32の電極間隙を1mmとして平行に対向させ、第1電界(周波数5kHz、電界強度8kV、出力密度1W/cm2)及び第2電界(周波数13.56MHz、電界強度0.8kV、出力密度10W/cm2)を設置した。なお、電源は、連続モード100kHzで使用した。
In the atmospheric pressure plasma discharge treatment, the electrode gap between the
(1.2)第1電極層の形成
準備したガスバリア性の可撓性フィルム上に厚さ120nmのITO(インジウムチンオキシド)をスパッタ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、第1電極層(陽極)を形成した。なお、パターンは発光面積が50mm平方になるようなパターンとした。
(1.2) Formation of first electrode layer A 120 nm thick ITO (Indium Tin Oxide) film is formed on the prepared gas barrier flexible film by sputtering and patterned by photolithography. An electrode layer (anode) was formed. The pattern was such that the light emission area was 50 mm square.
(1.3)正孔注入層の形成
パターニング後のITO基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。この基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSSと略記、Bayer製、Baytron P Al 4083)を純水で70%に希釈した溶液を3000rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの正孔注入層を設けた。
(1.3) Formation of hole injection layer The patterned ITO substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes. On this substrate, a solution of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (abbreviated as PEDOT / PSS, manufactured by Bayer, Baytron P Al 4083) diluted to 70% with pure water at 3000 rpm for 30 seconds. After film formation by a spin coating method, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a hole injection layer having a thickness of 30 nm.
(1.4)正孔輸送層の形成
この基板を、窒素ガス(グレードG1)を用いた窒素雰囲気下に移し、前記正孔輸送材料である例示化合物(60)(Mw=80,000)をクロロベンゼンに0.5%溶解した溶液を、1500rpm、30秒でスピンコート法により製膜した後、160℃で30分間保持し、膜厚30nmの正孔輸送層とした。
(1.4) Formation of hole transport layer This substrate was transferred to a nitrogen atmosphere using nitrogen gas (grade G1), and exemplary compound (60) (Mw = 80,000) as the hole transport material was transferred. A solution of 0.5% dissolved in chlorobenzene was formed by spin coating at 1500 rpm for 30 seconds, and then kept at 160 ° C. for 30 minutes to form a 30 nm-thick hole transport layer.
(1.5)発光層の形成
次いで、下記組成の発光層組成物及び同溶媒により倍希釈した組成物を1500rpm、30秒でスピンコート法によりそれぞれ製膜した後、120℃で30分間保持し膜厚40nmの発光層をそれぞれ形成した。
(1.5) Formation of light emitting layer Next, a light emitting layer composition having the following composition and a composition diluted twice with the same solvent were formed by spin coating at 1500 rpm for 30 seconds, and then kept at 120 ° C. for 30 minutes. A light emitting layer having a thickness of 40 nm was formed.
〈発光層組成物〉
量子ドットA(エヴィデントテクノロジーズ社製) 発光波長490±10nm 粒子径7.2nm 10質量部
量子ドットB(エヴィデントテクノロジーズ社製) 発光波長540±10nm 粒子径7.8nm 2質量部
量子ドットC(エヴィデントテクノロジーズ社製) 発光波長620±10nm 粒子径9.6nm 1質量部
トルエン 1,000質量部
(1.6)電子輸送層の形成
続いて、基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートに例示化合物(化合物A)を入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を4×10−5Paまで減圧した後、前記ボートに通電して加熱して例示化合物(化合物A)を1nm/秒で前記発光層上に膜厚30nmの電子輸送層を形成した。
<Light emitting layer composition>
Quantum dot A (manufactured by Evident Technologies) Emission wavelength 490 ± 10 nm Particle diameter 7.2
(1.7)電子注入層、陰極の形成
続いて、フッ化ナトリウムを0.02nm/秒で前記電子輸送層上に膜厚1nmの薄膜を形成し、続けて同様にフッ化カリウムを0.02nm/秒でフッ化ナトリウム上に膜厚1.5nmの電子注入層を形成した。
(1.7) Formation of Electron Injection Layer and Cathode Subsequently, a thin film having a thickness of 1 nm was formed on the electron transport layer at a rate of 0.02 nm / second with sodium fluoride. An electron injection layer having a thickness of 1.5 nm was formed on sodium fluoride at 02 nm / second.
引き続き、アルミニウム100nmを蒸着して陰極を形成した。 Subsequently, 100 nm of aluminum was deposited to form a cathode.
(1.8)封止及び白色エレクトロルミネッセンスデバイスの作製
引き続き、市販のロールラミネート装置を用いて封止部材を接着し、参考例サンプル1(白色エレクトロルミネッセンスデバイス)を製作した。
(1.8) Sealing and Production of White Electroluminescence Device Subsequently, a sealing member was bonded using a commercially available roll laminating apparatus to produce Reference Example Sample 1 (white electroluminescence device).
なお、封止部材として、可撓性の厚み30μmのアルミニウム箔(東洋アルミニウム株式会社製)に、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(12μm厚)をドライラミネーション用の接着剤(2液反応型のウレタン系接着剤)を用いラミネートした(接着剤層の厚み1.5μm)ものを用いた。 In addition, as a sealing member, a flexible aluminum foil (manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd.), a polyethylene terephthalate (PET) film (12 μm thickness) and an adhesive for dry lamination (two-component reaction type urethane system) Adhesive) laminated (adhesive layer thickness 1.5 μm) was used.
アルミニウム面に封止用接着剤として、熱硬化性接着剤を、ディスペンサーを使用してアルミ箔の接着面(つや面)に沿って厚み20μmで均一に塗布した。これを100Pa以下の真空下で12時間乾燥させた。さらに露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmの窒素雰囲気下へ移動し、12時間以上乾燥させ、封止用接着剤の含水率を100ppm以下となるように調整した。 A thermosetting adhesive was uniformly applied to the aluminum surface as a sealing adhesive with a thickness of 20 μm along the adhesive surface (glossy surface) of the aluminum foil using a dispenser. This was dried under a vacuum of 100 Pa or less for 12 hours. Furthermore, it moved to nitrogen atmosphere with a dew point temperature of −80 ° C. or lower and an oxygen concentration of 0.8 ppm, dried for 12 hours or longer, and adjusted the moisture content of the sealing adhesive to 100 ppm or lower.
熱硬化接着剤としては下記の(a)〜(c)を混合したエポキシ系接着剤を用いた。 As the thermosetting adhesive, an epoxy adhesive mixed with the following (a) to (c) was used.
(a)ビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA)
(b)ジシアンジアミド(DICY)
(c)エポキシアダクト系硬化促進剤
以上のようにして、図1に記載の形態になるよう、封止基板を、取り出し電極及び電極リードの接合部を覆うようにして密着・配置して、圧着ロールを用いて厚着条件、圧着ロール温度120℃、圧力0.5MPa、装置速度0.3m/minで密着封止して、参考例サンプル1(白色エレクトロルミネッセンスデバイス)を作製した。参考例1の素子に通電を行ったところ、白色の発光が見られた。
(A) Bisphenol A diglycidyl ether (DGEBA)
(B) Dicyandiamide (DICY)
(C) Epoxy adduct curing accelerator As described above, the sealing substrate is closely attached and arranged so as to cover the joint between the extraction electrode and the electrode lead so as to be in the form shown in FIG. A reference example sample 1 (white electroluminescence device) was produced by tightly sealing using a roll at a thick deposition condition, a pressure roll temperature of 120 ° C., a pressure of 0.5 MPa, and an apparatus speed of 0.3 m / min. When the element of Reference Example 1 was energized, white light emission was observed.
(2)参考例サンプル2から21及び比較例サンプル4の作製
参考例サンプルサンプル2から21及び比較例サンプル4ではそれぞれ下記に示す量子ドットも組み合わせて白色発光デバイスを作製した。
(2) Preparation of
In Reference
量子ドットDからHは以下に示す方法で合成した。すなわち国際公開第2008/063652号、実施例5A及び5Bと同様の方法で以下のようにしてコア/シェル構造の青色発光CdZnS/ZnS量子ドットCを作製した。 The quantum dots D to H were synthesized by the method shown below. That is, blue / light-emitting CdZnS / ZnS quantum dots C having a core / shell structure were produced in the following manner in the same manner as in International Publication No. 2008/063652, Examples 5A and 5B.
(青色発光CdZnS/ZnS量子ドットDの調製)
(1):コア(CdZnS)の調製
0.050グラムCdO(99.998パーセント純度 アルファ社製)とZnOの0.066グラム(純度99.999%−シグマアルドリッチ社製)を冷却器を備えた三つ口フラスコに秤量した。これに4ミリリットルハイテクグレードオレイン酸(Aldrich社製)及びハイテクグレードオクタデセン(ODE)(Aldrich社製)の32ミリリットルを添加した。フラスコの内容物を真空中で20分(200ミリトル)80℃で脱気した。
(Preparation of blue light-emitting CdZnS / ZnS quantum dots D)
(1): Preparation of core (CdZnS) 0.050 grams CdO (99.998 percent purity Alpha) and 0.066 grams of ZnO (purity 99.999% —Sigma Aldrich) were equipped with a condenser. Weighed into a three-necked flask. To this was added 32 ml of 4 ml high tech grade oleic acid (Aldrich) and high tech grade octadecene (ODE) (Aldrich). The contents of the flask were degassed at 80 ° C. for 20 minutes (200 mtorr) in vacuo.
別々に硫黄の0.035グラム(99.999% ストレム社製)を130℃を油浴中で攪拌し、加熱することによりセプタムキャップ付きバイアル内のハイテクグレードODEの10ミリリットルに溶解した。サンプルが加熱している間に油浴温度が85℃で、容器の圧力が200ミリトールに減少した後、さらに加熱を窒素下で続けた。1時間後、全ての硫黄が溶解した後に、サンプルを室温まで冷却した。 Separately, 0.035 grams of sulfur (99.999% Strem) was dissolved in 10 milliliters of high-tech grade ODE in a septum-capped vial by stirring and heating at 130 ° C. in an oil bath. Heating was continued under nitrogen after the oil bath temperature was 85 ° C. and the vessel pressure was reduced to 200 mTorr while the sample was heating. After 1 hour, after all the sulfur had dissolved, the sample was cooled to room temperature.
全ての酸化物が透明な溶液になるまで、三つ口フラスコの内容物は、310℃に20分間、次に290℃に、窒素下で撹拌し加熱した。温度コントローラーを、その後300℃に設定し、一度温度300度で安定化させて、ODE中のSの約8.0ミリリットルを急速に注入した。溶液の温度は約270度に落ちて〜30分で300℃に戻った。反応は5時間後に停止させ、フラスコの内容物を窒素下で脱気したバイアルに移し、さらに精製するための不活性雰囲気のボックスに移した。 The contents of the three-necked flask were stirred and heated to 310 ° C. for 20 minutes and then to 290 ° C. under nitrogen until all the oxide was a clear solution. The temperature controller was then set to 300 ° C. and once stabilized at a temperature of 300 ° C., approximately 8.0 milliliters of S in the ODE was rapidly injected. The temperature of the solution dropped to about 270 degrees and returned to 300 ° C. in ˜30 minutes. The reaction was stopped after 5 hours and the contents of the flask were transferred to a degassed vial under nitrogen and transferred to an inert atmosphere box for further purification.
コアは次のように沈殿によって精製した。溶液を5分間、4000rpmで遠心分離した。遠心分離後、上澄み液を遠心分離管中の固体を保持したまま注ぎだした。〜10mlのメタノールをチューブに添加し、次いでデカントした。無水ヘキサン〜10ミリリットル、その後遠心分離管に固形物に添加し、チューブの内容物をボルテックスミキサーを用いて混合した。混合した後、管の内容物を遠心分離した。上澄み液を別のきれいなチューブに移し、遠心後のチューブの中の固形物を廃棄した。コアを撹拌しながら過剰ブタノール(20〜25ミリリットル)を添加することにより上澄み液から沈殿させた。沈殿したコアが入ったチューブをチューブ内に沈殿したコアを残して、上澄み液をデカントし、遠心分離した。〜7.5ミリリットル無水ヘキサンを溶媒和物を沈殿コアにコアを添加し、チューブの内容物を0.2ミクロンのフィルターを通して濾過した(コアはろ液にある。)。 The core was purified by precipitation as follows. The solution was centrifuged for 5 minutes at 4000 rpm. After centrifugation, the supernatant was poured out while retaining the solid in the centrifuge tube. -10 ml of methanol was added to the tube and then decanted. Anhydrous hexane to 10 milliliters, then added to solids in a centrifuge tube and the tube contents were mixed using a vortex mixer. After mixing, the contents of the tube were centrifuged. The supernatant was transferred to another clean tube and the solid in the tube after centrifugation was discarded. The core was precipitated from the supernatant by adding excess butanol (20-25 milliliters) while stirring. The tube containing the precipitated core was decanted and centrifuged, leaving the precipitated core in the tube. The core was added to the precipitate core, solvate to ~ 7.5 ml anhydrous hexane, and the contents of the tube were filtered through a 0.2 micron filter (the core is in the filtrate).
ろ液2.5μlの一定分量を無水ヘキサンで100倍に希釈して、希釈後のUV VISスペクトルを測定し、吸光度を波長350nmで測定した。
コアのキャラクタリゼーション:
最大ピーク発光 461nm
FWHM=14nm
フォトルミネッセンス発光量子収率〜17%
(2) シェル(ZnS)の調製
97%トリオクチルホスフィン5ml及びオレイルアミン(使用前に蒸留したもの)5mlを、凝縮器及び熱電対を備えた4つ口フラスコに入れた。サンプルは〜1時間100℃で攪拌し、脱気した。フラスコに窒素を導入すると、80℃にコア(上記(1)参照。)を含む無水ヘキサン3.8ミリリットルの温度を減少させた後窒素ガスを加え、溶媒は2時間真空下で除去した。温度を170℃に上げて、TOP中にビス−トリメチルシリルサルファイド(92.53mg)を含む4mlとTOP中にジエチル亜鉛(32.00mg)を含む4mlを、50マイクロリットル/分の速度で別々のシリンジから注入した。フラスコ内の溶液は青みがかった色に展開することが観察された。添加終了後、溶液は濁っていた。サンプルは、不活性雰囲気のボックスに脱気したバイアルを介して移した。
An aliquot of 2.5 μl of the filtrate was diluted 100-fold with anhydrous hexane, the UV VIS spectrum after dilution was measured, and the absorbance was measured at a wavelength of 350 nm.
Core characterization:
Maximum peak emission 461nm
FWHM = 14nm
Photoluminescence emission quantum yield ~ 17%
(2) Preparation of shell (ZnS) 5 ml of 97% trioctylphosphine and 5 ml of oleylamine (distilled before use) were placed in a four-necked flask equipped with a condenser and a thermocouple. The sample was stirred and degassed at 100 ° C. for ˜1 hour. When nitrogen was introduced into the flask, the temperature of 3.8 ml of anhydrous hexane containing the core (see (1) above) was reduced to 80 ° C., nitrogen gas was added, and the solvent was removed under vacuum for 2 hours. Raise the temperature to 170 ° C. and separate 4 ml containing bis-trimethylsilyl sulfide (92.53 mg) in TOP and 4 ml containing diethylzinc (32.00 mg) in TOP at a rate of 50 microliters / minute. Injected from. It was observed that the solution in the flask developed a bluish color. After the addition was complete, the solution was cloudy. Samples were transferred through a degassed vial into an inert atmosphere box.
ZnSシェルを含むコアは次のように沈殿させて精製した。サンプルをチューブ1に移し、4000rpmで5分間遠心分離した。
The core containing the ZnS shell was purified by precipitation as follows. The sample was transferred to
チューブ1(バッチ1):
遠心分離後、チューブ1(遠心分離管1)内の固体を保持したまま、上澄み液をチューブ2(遠心分離管2)に注いだ。無水ヘキサン〜5ミリリットルをチュ−ブ1の固体に添加し、内容物をボルテックスミキサーを用いて混合した。コアと、コアの上に配置されたZnSシェルを含む半導体ナノ結晶は撹拌しながら過剰ブタノール(20〜25ミリリットル)を加えることによって沈殿させた。チューブ1の内容物を遠心分離した。遠心チューブ内に半導体ナノ結晶を残して、上澄み液をデカントした。〜3ミリリットル無水ヘキサンを溶媒和物、半導体ナノ結晶のチューブ1の半導体ナノ結晶を添加した。遠心管1から無水ヘキサンと半導体ナノ結晶を含む混合物を0.2ミクロンのフィルターで濾過した(シェル付きコアはろ液にある。)。
Tube 1 (Batch 1):
After centrifugation, the supernatant was poured into the tube 2 (centrifugation tube 2) while keeping the solid in the tube 1 (centrifuge tube 1). -5 ml of anhydrous hexane was added to the solid in
チューブ2(バッチ2):
過剰ブタノール(20−30)をチューブ2に追加した。チューブ2は4000rpmで5分間遠心分離した。遠心分離後、遠心分離管中の固体を保持したまま、上澄み液をすてた。無水ヘキサン〜5ミリリットルを各遠心管に固形物に添加し、各遠心管の内容物をボルテックスミキサーを用いて混合した。コアと、コアの上に配置されたZnSシェルを含む半導体ナノ結晶は撹拌しながら過剰ブタノール(20〜25ミリリットル)を加えることによって沈殿させた。遠心管の内容物を遠心分離した。上澄み液を遠心チューブ内に半導体ナノ結晶を残して、デカントした。〜3ミリリットル無水ヘキサンを溶媒和物半導体ナノ結晶を遠心分離管のいずれかの半導体ナノ結晶を添加した。両方の遠心管から無水ヘキサンと半導体ナノ結晶を含む混合物を0.2ミクロンのフィルターで濾過した(シェル付きコア(量子ドット)はろ液にある。)。
コア/シェルナノ結晶のキャラクタリゼーション:
最大ピーク発光463nmのFWHM=18nm
フォトルミネッセンス発光量子収率〜100%(バッチ1&2)
(青色発光CdZnS/ZnS量子ドットE〜Hの作製)
同様の方法でコアの添加量を増量することでコアの粒子系を変化させ、量子ドットDからHを作製した。
Tube 2 (Batch 2):
Excess butanol (20-30) was added to
Characterization of core / shell nanocrystals:
Maximum peak emission 463 nm FWHM = 18 nm
Photoluminescence emission quantum yield ~ 100% (
(Preparation of blue light emitting CdZnS / ZnS quantum dots EH)
The core particle system was changed by increasing the amount of core added by the same method, and H was produced from quantum dots D.
得られた量子ドットD〜Hの発光極大波長とPL量子収率を下記に示す。 The emission maximum wavelength and PL quantum yield of the obtained quantum dots D to H are shown below.
その他本発明の白色エレクトロルミネッセンス素子に用いられる量子ドットの種類を以下に示す。
量子ドットI (サイトダイアグノスティクス社製CTD450) 発光波長 463nm PLQE 70%
量子ドットAからCのPLQEは80%以上であった。
量子ドットJ 発光波長570〜575nm PLQE 55〜60%
量子ドットK(Nanoco社製) 発光波長 480±5nm 粒子径4.4nm PLQE 30−50%
緑色発光の量子ドットJは、国際公開2008/133660号の実施例10と同様の方法で調製し、InP/ZnSexS1−xの量子ドットJを作製した。
Other types of quantum dots used in the white electroluminescence device of the present invention are shown below.
Quantum dot I (CTD450 manufactured by Cytodiagnostics Inc.) Emission wavelength 463 nm PLQE 70%
The PLQE of quantum dots A to C was 80% or more.
Quantum dot J emission wavelength 570-575 nm PLQE 55-60%
Quantum dot K (manufactured by Nanoco) Emission wavelength 480 ± 5 nm Particle size 4.4 nm PLQE 30-50%
Green emitting quantum dots J were prepared in the same manner as in Example 10 of International Publication No. 2008/133660, and InP / ZnSe x S 1-x quantum dots J were prepared.
(緑色発光のInP/ZnSexSi1−x量子ドットJの調製)
5mlのスクワランと5mlのミリスチン酸メチルを100℃に予熱した容器に入れ、30分間排気した。(4ツ口、攪拌棒を備えた50ml丸底フラスコ、温度プローブとN2/減圧ソース(シュレン線)に接続されたコンデンサをセットした。フラスコはデジタル温度コントローラーに接続されたマントルヒーターで加熱した。溶媒は、1時間75℃で脱気され、その後、窒素雰囲気下に置いた。
(Preparation of green emitting InP / ZnSe x Si 1-x quantum dots J)
5 ml squalane and 5 ml methyl myristate were placed in a container preheated to 100 ° C. and evacuated for 30 minutes. (Four-necked, 50 ml round bottom flask with stir bar, temperature probe and condenser connected to N 2 / depressurization source (Schren wire). The flask was heated with a mantle heater connected to a digital temperature controller. The solvent was degassed for 1 hour at 75 ° C. and then placed under a nitrogen atmosphere.
n−ヘキサン中のInP系溶液はグローブボックス中で調製し、脱気した溶媒を含む容器に注いだ。n−ヘキサンを1時間75℃で真空で除去し、その後ポットを窒素雰囲気下に戻した。Zn、Se及びS前駆体溶液を、グローブボックス内で用意した。IMTOP−Seとビス(トリメチルシリル)スルフィドを1バイアルの中で計量し、5mlのシリンジに充填しトータル2.0mlにスクワランで希釈して、セレン化/硫化物前駆体溶液を形成した。計算量のジエチル亜鉛に対応する量をバイアル瓶で秤量し、スクワラン、亜鉛前駆体溶液2.0mlの合計を形成するとともに、別の5mlのシリンジに充填した。77−ヘキサンの全てが除去され容器が75℃の窒素雰囲気下にして、2つの前駆シリンジは、グローブボックスから取り出し、チューブをキャピラリーに接続し、シリンジポンプにロードした。キャピラリーの両端をフラスコにセットした。温度を200℃に設定し、170℃になったら前駆体溶液を2ml/時間の速度で注入した。数分後、温度が200℃になったとき、オレイルアミン2mlをフラスコに注入した。添加が完了したら、シェルつきのナノ結晶は、好ましくはクラッシュアウト(例えば、反応混合物からの沈殿)の前にアニールされる。例えば、温度を150℃に設定し、窒素雰囲気下で一晩放置する。翌日は、次いで、この溶液をグローブボックス内への輸送のために避難し、セプタムキャップ付きバイアルに注入する。 An InP-based solution in n-hexane was prepared in a glove box and poured into a container containing a degassed solvent. The n-hexane was removed in vacuo at 75 ° C. for 1 hour, after which the pot was returned to the nitrogen atmosphere. Zn, Se and S precursor solutions were prepared in a glove box. IMTOP-Se and bis (trimethylsilyl) sulfide were weighed in one vial, filled into a 5 ml syringe and diluted to a total of 2.0 ml with squalane to form a selenide / sulfide precursor solution. The amount corresponding to the calculated amount of diethylzinc was weighed in a vial to form a total of 2.0 ml of squalane and zinc precursor solution and filled into another 5 ml syringe. All of the 77-hexane was removed and the vessel was placed under a nitrogen atmosphere at 75 ° C. The two precursor syringes were removed from the glove box, the tube was connected to a capillary, and loaded into a syringe pump. Both ends of the capillary were set in the flask. The temperature was set to 200 ° C., and when the temperature reached 170 ° C., the precursor solution was injected at a rate of 2 ml / hour. Several minutes later, when the temperature reached 200 ° C., 2 ml of oleylamine was injected into the flask. Once the addition is complete, the shelled nanocrystals are preferably annealed prior to crash-out (eg, precipitation from the reaction mixture). For example, the temperature is set to 150 ° C. and left overnight under a nitrogen atmosphere. The next day, the solution is then evacuated for transport into the glove box and injected into a septum-capped vial.
冷却すると、綿状、赤みを帯びた固体は赤色の反応混合物から析出する。反応混合物を70℃に再加熱し再度溶解して、赤色の均質な溶液が形成した。形成し混合物は、ヘキサン20mlで希釈し、析出する固体のために十分な長さに冷却される。(8分間4000rpm)で遠心分離された後、赤の上清をデカントし、収集され、赤みを帯びた固体をヘキサン10mlで洗浄し、再び遠心分離する。上清をデカントし、第一フラクションに加算する。n−ブタノール20mlを赤いナノ結晶溶液に添加し、続いて溶液の混濁を作るのに十分なメタノール(一般的には〜20ml)を添加する。濁った溶液を遠心分離し、上清をデカントして捨てる。残った赤みがかった固体を5ミリリットルのW−ヘキサンに溶解し、0.2μmのPTFEシリンジフィルターを通して濾過する。光学特性を希ヘキサン溶液で得た。得られた量子ドットの光物理スペクトルは、はじめの吸収ピークが540から545nmで発光ピークがFWHM=50から55nmで、570から575nmであり、PLQEが55から55%であった。 Upon cooling, a flocculent, reddish solid precipitates from the red reaction mixture. The reaction mixture was reheated to 70 ° C. and redissolved to form a red homogeneous solution. The mixture formed is diluted with 20 ml of hexane and cooled to a sufficient length for the precipitated solid. After centrifugation at 4000 rpm for 8 minutes, the red supernatant is decanted and the collected reddish solid is washed with 10 ml of hexane and centrifuged again. Decant the supernatant and add to the first fraction. Add 20 ml of n-butanol to the red nanocrystal solution, followed by enough methanol (generally ~ 20 ml) to make the solution turbid. Centrifuge the cloudy solution and decant and discard the supernatant. The remaining reddish solid is dissolved in 5 milliliters of W-hexane and filtered through a 0.2 μm PTFE syringe filter. Optical properties were obtained with dilute hexane solution. In the photophysical spectrum of the obtained quantum dots, the first absorption peak was 540 to 545 nm, the emission peak was FWHM = 50 to 55 nm, 570 to 575 nm, and PLQE was 55 to 55%.
《フォトルミネッセンス発光量子収率の測定》
なお、フォトルミネッセンス量子収率(PLQE)の測定は、前述の国際公開第2008/063652号と同様の方法で行った。
<< Measurement of photoluminescence emission quantum yield >>
The photoluminescence quantum yield (PLQE) was measured by the same method as in the above-mentioned International Publication No. 2008/063652.
すなわち、ジフェニルアントラセン(DPA)を用いて、種々の所望の濃度を調製するのに適切な量でシクロヘキサンのDPAを溶解させることにより、種々の濃度の基準を調製した。基準のそれぞれの吸光度を373nmで測定し、発光領域が373nmで励起した後に測定した。例えば、種々の濃度の一連の標準を調製し、以下の吸光度の値、0.135、0.074、0.044と0.023の値が373nmでの基準として得られた。直線は、傾きを取得する発光量と吸光度との間でプロットし直線から傾きを求めた。上記の4つの吸光度測定の直線プロットから得られた傾きは約73661単位だった。測定はCARY Eclipse(アジレント・テクノロジー社製)の分光光度計で行った。測定を行うときに使用CARY Eclipseの設定は次のとおりだった。測定は室温(23〜25℃)で行った。 That is, various concentration standards were prepared using diphenylanthracene (DPA) to dissolve cyclohexane DPA in an amount appropriate to prepare the various desired concentrations. The absorbance of each reference was measured at 373 nm and measured after the emission region was excited at 373 nm. For example, a series of standards at various concentrations were prepared and the following absorbance values, 0.135, 0.074, 0.044 and 0.023, were obtained as a reference at 373 nm. The straight line was plotted between the light emission amount and the absorbance for obtaining the slope, and the slope was determined from the straight line. The slope obtained from the linear plot of the four absorbance measurements above was about 73661 units. The measurement was performed with a spectrophotometer of CARY Eclipse (manufactured by Agilent Technologies). The CARY Eclipse settings used when making measurements were as follows. The measurement was performed at room temperature (23 to 25 ° C.).
データモード蛍光
スキャンモード発光
Xモード波長(nm)
スタート(nm)383.00
ストップ(nm)700.00
EX.波長(nm)373.00
EX.スリット(nm)2.5
Em.スリット(nm)2.5
スキャン速度(nm/分)600.00
データ間隔(nm)1.0000
平均化時間(s)0.1000
励起フィルターオート
発光フィルターオープン
PMTの電圧(V)ミディアム
スペクトルの補正OFF
量子ドットのPLQEは以下の式で計算して得ることができる。
Data mode fluorescence Scan mode emission X mode wavelength (nm)
Start (nm) 383.00
Stop (nm) 700.00
EX. Wavelength (nm) 373.00
EX. Slit (nm) 2.5
Em. Slit (nm) 2.5
Scan rate (nm / min) 600.00
Data interval (nm) 1.0000
Averaging time (s) 0.1000
Excitation filter auto Emission filter open PMT voltage (V) Medium Spectrum correction OFF
The PLQE of the quantum dot can be obtained by calculation using the following formula.
PLQE={[量子ドットの最大ピーク発光面積×0.90×(1.375)2]}/{[基準のラインプロットの傾き×373nmにおける量子ドットの吸光度×(1.423)2]}
式中、0.90(DPA)は使用されている標準のPLQE、1.375はヘキサンの屈折率、1.423は、シクロヘキサンの屈折率であり、%表示のフォトルミネッセンス量子収率は、次式を使ってPLQE値から計算することができる。
PLQE = {[maximum peak emission area of quantum dots × 0.90 × (1.375) 2 ]} / {[inclination of standard line plot × absorbance of quantum dots at 373 nm × (1.423) 2 ]}
Where 0.90 (DPA) is the standard PLQE used, 1.375 is the refractive index of hexane, 1.423 is the refractive index of cyclohexane, and the photoluminescence quantum yield in% is It can be calculated from the PLQE value using an equation.
PLQE%=100×PLQE
参考例サンプル1の作製において、発光層中における量子ドットと、発光ホスト及び添加剤として導電性ポリマーを下記の表2、表3に示す組成で組み合わせ発光層を作製した。添加したホスト化合物、導電性高分子の欄の括弧()内の値は発光層中に添加したそれぞれの質量部を示す。なお表2、表3中、量子ドットが2種ある場合は、総量は変えず質量比1:1で用いた。
PLQE% = 100 × PLQE
In the production of
また以下の表中、量子ドットA〜量子ドットKについては、A〜Kと略記した。また量子ドットのPLQEの値を量子ドットの種類に続いて括弧()内に示した。
(3)比較例サンプル1の作製
発光層組成物を下記の組成物に変更した。電子輸送材料成分として2,2′,2″−(1,3,5−ベンゼントリイル)−トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(TPBI:キシダ化学製)をそれぞれ用いた以外は参考例サンプル1と同様とした。
In the following tables, quantum dots A to K are abbreviated as A to K. The PLQE value of the quantum dot is shown in parentheses () following the type of quantum dot.
(3) Preparation of
〈発光層組成物〉
イリジウム錯体A 7.6質量部
イリジウム錯体B 0.1質量部
Ir(ppy)3 0.3質量部
ホスト成分:PVK 92.0質量部
トルエン 1000質量部
下記イリジウム錯体A、イリジウム錯体Bは、特開2003−86376号公報に記載の化合物(それぞれ段落番号〔0039〕〔0040〕)を用いた。
<Light emitting layer composition>
Iridium complex A 7.6 parts by mass of iridium complex B 0.1 parts by mass Ir (ppy) 3 0.3 parts by mass Host component: PVK 92.0 parts by mass Toluene 1000 parts by mass The following iridium complex A and iridium complex B used the compounds described in JP-A-2003-86376 (paragraph numbers [0039] and [0040], respectively).
(3)比較例サンプル2の作製
発光層組成物を下記の組成物に変更した。ホストとしてmCBP(電荷輸送材料A)、リン光発光材料として下記に示す青色リン光材料A及び赤色リン光材料Aをモリブデン製抵抗加熱ボートにそれぞれ200mg充てんした後、mCBPの入った前記加熱ボートと青色リン光材料Aの入ったボート及び赤色リン光材料Aの入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストであるmCBPと発光ドーパントとして青色リン光材料A、及び赤色リン光材料Aの蒸着速度が85:15:0.5になるように調節し、膜厚30nmの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
(3) Preparation of
発光層以降は参考例サンプル1と同様の方法で比較例サンプル2を作製した。
After the light emitting layer,
mCBP(電荷輸送材料A)、青色リン光材料A、赤色リン光材料Aについては、特開2011−18887号公報段落番号〔0077〕に記載の以下の化合物を用いた。 For mCBP (charge transport material A), blue phosphorescent material A, and red phosphorescent material A, the following compounds described in paragraph No. [0077] of JP2011-18887A were used.
(4)比較例サンプル3の作製
発光層組成物を下記の組成物に変更した。スチリル誘導体DPVBi及び蛍光性化合物(E1、蛍光ピーク波長:565nm)をモリブデン製抵抗加熱ボートにそれぞれ200mg充てんした後、DPVBiの入った前記加熱ボートとE1の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、DPVBiとE1の蒸着速度が40:0.04になるように調節し、膜厚40nmの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。発光層以降は参考例サンプル1と同様の方法で比較例サンプル3を作製した。
(4) Preparation of
DPVBiとE1は特許第4255610号(段落番号〔0055〕)に記載の化合物である。 DPVBi and E1 are compounds described in Japanese Patent No. 4255610 (paragraph number [0055]).
《白色エレクトロルミネッセンスデバイスの評価》
参考例サンプル1から21及び比較例サンプル1から4について、下記の各評価を行った。
<< Evaluation of white electroluminescence device >>
The following evaluations were performed on
(1)発光効率の測定
上記作製した各エレクトロルミネッセンスデバイスを、室温(約23℃)で、2.5mA/cm2の定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度Lを、分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタオプティクス社製)を用いて測定した。
(1) Measurement of luminous efficiency Each of the produced electroluminescent devices was allowed to emit light at room temperature (about 23 ° C.) under a constant current of 2.5 mA / cm 2 , and the emission luminance L immediately after the start of light emission was measured as spectral emission. It measured using luminance meter CS-2000 (made by Konica Minolta Optics).
次いで、比較例である比較例サンプル1の発光輝度を1.0とした相対発光輝度を求め、これを発光効率(外部取り出し量子効率)の尺度とした。数値が大きいほど、発光効率に優れていることを表す。
Next, a relative light emission luminance was obtained by setting the light emission luminance of
(2)初期駆動電圧の測定
各サンプルに対し、室温(約23〜25℃)で、分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタオプティクス社製)を用いて、各サンプルの発光輝度を測定し、発光輝度1000cd/m2における初期駆動電圧を求めた。求めた結果を表2、表3に示す。
(2) Measurement of initial driving voltage For each sample, the emission luminance of each sample was measured at room temperature (about 23 to 25 ° C.) using a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta Optics). The initial drive voltage at an emission luminance of 1000 cd / m 2 was determined. The results obtained are shown in Tables 2 and 3.
なお、表2、表3では、比較例サンプル1の初期駆動電圧を1.00として、参考例サンプル1〜21及び比較例サンプル1〜4の初期駆動電圧を相対値で示している。
In Tables 2 and 3, the initial drive voltage of
(3)連続駆動安定性(寿命)の評価
各サンプルを半径5cmの円柱に巻きつけ、その後各サンプルを折り曲げた状態で連続駆動させ、上記分光放射輝度計CS−2000を用いて輝度を測定し、測定した輝度が半減する時間(LT50)を求めた。駆動条件は、連続駆動開始時に4000cd/m2となる電流値とした。
(3) Evaluation of continuous drive stability (lifetime) Each sample is wound around a cylinder with a radius of 5 cm, and then continuously driven in a state in which each sample is bent, and the luminance is measured using the spectral radiance meter CS-2000. The time (LT50) during which the measured luminance was reduced by half was determined. The driving condition was set to a current value of 4000 cd / m 2 at the start of continuous driving.
比較例サンプル1の発光輝度は発光初期の半分になるまでの時間(LT50)50を1.00とした相対値を求め、これを連続駆動安定性の尺度とした。その評価結果を表2、表3に示す。表2、表3中、数値が大きいほど、連続駆動安定性に優れている(長寿命である)ことを表す。
The light emission luminance of
(4)色度安定性
また、連続駆動開始時からLT50まで断続的に輝度測定した場合の駆動電圧及び分光分布特性結果から色度(CIE1931表色系x、y)を求め、それぞれの変化量を求めた。この値が小さいほど色度安定性が良いことを示す。結果を表2、表3に示す。
(4) Chromaticity stability Further, the chromaticity (CIE1931 color system x, y) is obtained from the driving voltage and the spectral distribution characteristic result when the luminance is intermittently measured from the start of continuous driving to LT50, and the amount of each change Asked. A smaller value indicates better chromaticity stability. The results are shown in Tables 2 and 3.
(5)発光色の評価
作製した各サンプルに通電し、発光した光を分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタオプティクス社製)で測定し、本発明試料は赤、緑及び青の3色の発光色からなる白色光を発光することを確認した。
(5) Emission color evaluation Each of the produced samples was energized, and the emitted light was measured with a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta Optics). The sample of the present invention has three colors, red, green and blue. It was confirmed that white light having a luminescent color was emitted.
以上の結果を表2、表3に示す。なお表中以下の化合物を用いた。
CBP:4,4′−N,N′−−ジカルバゾール−ジフェニル(東京化成製)
PVK:ポリ(n−ビニルカルバゾール)(東京化成製)
ポリ(p−フェニレンビニレン):ポリ[2−メトキシ−5−(2−エチルヘキシルオキシ)−1,4−フェニレンビニレン](Sigma−Aldrich社製)
ポリチオフェン:ポリ(3−ヘキシルチオフェン−2,5−ジイル)(Sigma−Aldrich社製)
ポリアニリン:ポリアニリン(エメラルジン塩基)(Sigma−Aldrich社製)ポリ(p−フェニレンスルフィド):ポリ(1,4−フェニレンスルフィド)(Sigma−Aldrich社製)
CBP: 4,4'-N, N'-dicarbazole-diphenyl (manufactured by Tokyo Chemical Industry)
PVK: Poly (n-vinylcarbazole) (manufactured by Tokyo Chemical Industry)
Poly (p-phenylene vinylene): poly [2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4-phenylene vinylene] (manufactured by Sigma-Aldrich)
Polythiophene: Poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl) (manufactured by Sigma-Aldrich)
Polyaniline: Polyaniline (emeraldine base) (manufactured by Sigma-Aldrich) Poly (p-phenylene sulfide): Poly (1,4-phenylene sulfide) (manufactured by Sigma-Aldrich)
表2、表3に示すとおり、参考例サンプルでは、発光効率が高く、駆動電圧が低くなっており、さらには寿命も向上し、色度も安定している。特に、0−0遷移バンドに帰属される発光波長が459nm以下である特定のホスト化合物を用いることによって、この効果は顕著に表れているといえる。さらに、発光層に導電性高分子を少量ドープすることによって、上記効果は更に増幅することが分かった。すなわち、量子ドットの優れた量子閉じ込め効果が、ホスト分子及び導電性高分子の適切なドープによる相互作用よって引き出されていることが分かる。さらに、従来知られているようなリン光発光材料のような顕著なエネルギー移動が起こることなく、適切なホスト化合物との組み合わせによって、生産でも使用し得る配分比で白色発光素子が作製できることが分かった。 As shown in Tables 2 and 3, in the reference example samples, the luminous efficiency is high, the driving voltage is low, the life is improved, and the chromaticity is stable. In particular, it can be said that this effect is remarkably exhibited by using a specific host compound whose emission wavelength attributed to the 0-0 transition band is 459 nm or less. Furthermore, it has been found that the above effect is further amplified by doping the light emitting layer with a small amount of a conductive polymer. That is, it can be seen that the excellent quantum confinement effect of the quantum dots is brought out by the interaction of the host molecule and the conductive polymer by appropriate doping. Furthermore, it has been found that white light-emitting elements can be produced with a distribution ratio that can be used in production by combining with an appropriate host compound without causing significant energy transfer as in the case of phosphorescent light-emitting materials known in the past. It was.
(実施例2)
《白色エレクトロルミネッセンスデバイスの作製2》
(参考例サンプル22の作製)
支持体上に陰極を設け、参考例1の構成とは逆の順で電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層及び陽極の順で層を設け(逆層)白色エレクトロルミネッセンスデバイスを作製した。このような逆層構成の例を図2に示した。
(Example 2)
<< Preparation of
( Preparation of Reference Example Sample 22)
A cathode is provided on the support, and an electron transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, and an anode are provided in the reverse order of the configuration of Reference Example 1 (reverse layer). White electroluminescence A device was fabricated. An example of such a reverse layer configuration is shown in FIG.
100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。このITO上にZnOの電子輸送層を設けた。 A transparent support substrate provided with this ITO transparent electrode after patterning was performed on a substrate (NA45 manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) on which a 100 nm ITO (indium tin oxide) film was formed on a 100 mm × 100 mm × 1.1 mm glass substrate. Ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, drying with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning were performed for 5 minutes. A ZnO electron transport layer was provided on the ITO.
電子輸送層の作製は、J.Am.Chem.Soc 2010,132, PP17381−17383に記載の方法を用いて作製した。すなわち、酢酸亜鉛と2−アミノエタノールを無水MeOH中で24時間反応させた後、ITO上に4000rpmでスピンコーティングし、300℃で5分間焼成することで50nmのZnO電子輸送層を作製した。このZnO上に、表4に示すような組成で発光層を形成した後、真空蒸着法により4,4′−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)(50nm)からなる正孔輸送層、1,4,5,8,9,12−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニルトリル(HAT−CN)(15nm)からなる正孔注入層、アルミニウム(Al)(100nm)を成膜し、参考例サンプル22を作製した。
Preparation of the electron transport layer is described in J. Org. Am. Chem. Soc 2010, 132, produced using the method described in PP17381-17383. Specifically, zinc acetate and 2-aminoethanol were reacted in anhydrous MeOH for 24 hours, spin-coated on ITO at 4000 rpm, and baked at 300 ° C. for 5 minutes to prepare a 50 nm ZnO electron transport layer. A light emitting layer having a composition as shown in Table 4 was formed on this ZnO, and then 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPD) was formed by vacuum deposition. Hole transport layer made of (50 nm), hole injection layer made of 1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylenehexacarbonyltolyl (HAT-CN) (15 nm), aluminum (Al) (100 nm) A
作製後の各白色発光デバイスの非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極上に重ねて前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図4、図5に示すような照明装置を形成して評価した。 The non-light emitting surface of each white light emitting device after fabrication is covered with a glass case, a 300 μm thick glass substrate is used as a sealing substrate, and an epoxy-based photocurable adhesive (Luxe manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is used as a sealing material around. Track LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured, and sealed, as shown in FIGS. Such a lighting device was formed and evaluated.
本発明の白色発光デバイスを具備した、照明装置の一態様について説明する。 One mode of a lighting apparatus including the white light emitting device of the present invention will be described.
本発明の白色発光デバイスの非発光面をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを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4、図5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 white light emitting device of the present invention is covered with a glass case, a glass substrate having a thickness of 300 μm is used as a sealing substrate, and an epoxy photocurable adhesive (LUX TRACK manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is used as a sealant around the periphery. LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured and sealed, and an illumination device as shown in FIGS. Can be formed.
図4は、照明装置の概略図を示し、照明装置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. 4 shows a schematic diagram of the lighting device. The
図5は、照明装置の断面図を示し、図5において、105は陰極、106は発光層、107は透明電極付きガラス基板を示す。 FIG. 5 shows a cross-sectional view of the lighting device. In FIG. 5, 105 denotes a cathode, 106 denotes a light emitting layer, and 107 denotes a glass substrate with a transparent electrode.
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。
The
(実施例サンプル24、26、29、31、32、参考例サンプル23、25、27、28、33、及び比較例サンプル30から33の作製)
参考例サンプル22の作製において、表4に示すような組成で発光層を形成した以外は、実施例2の参考例サンプル22と同様にして実施例サンプル24、26、29、31、32、参考例サンプル23、25、27、28、33、及び比較例サンプル30から33を作製した。添加したホスト化合物、導電性高分子の欄の()は発光層中の量子ドットの総質量に対する添加量の質量比を示す。なお表4中、量子ドットが2種ある場合は、総量は変えず質量比1:1で用いた。
( Production of
In the preparation of
《白色エレクトロルミネッセンスデバイスの評価》
各サンプルについて、下記の各評価を行った。
<< Evaluation of white electroluminescence device >>
For each sample, were each evaluated as follows.
(1)発光効率
作製した白色エレクトロルミネッセンスデバイスについて、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2定電流を印加した時の外部取り出し量子効率(%)を発光効率の尺度として測定した。なお測定には同様に分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタオプティクス社製)を用いた。
(1) Luminous efficiency About the produced white electroluminescent device, external extraction quantum efficiency (%) when applying a 2.5 mA / cm2 constant current in 23 degreeC and dry nitrogen gas atmosphere was measured as a measure of luminous efficiency. . Similarly, a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta Optics) was used for the measurement.
表4の発光効率(外部取りだし量子効率)の測定結果は、参考例サンプル22の測定値を100としたときの相対値で表した。
The measurement results of luminous efficiency (external extraction quantum efficiency) in Table 4 were expressed as relative values when the measurement value of
(2)半減寿命
下記に示す測定法に従って、半減寿命の評価を行った。
(2) Half-life The half-life was evaluated according to the measurement method shown below.
各白色エレクトロルミネッセンスデバイスを初期輝度1000cd/m2を与える電流で定電流駆動して、初期輝度の1/2(500cd/m2)になる時間を求め、これを半減寿命の尺度とした。なお、半減寿命は実施例2の参考例サンプル22を100としたときの相対値で表示した。
Each white electroluminescent device was driven at a constant current with a current giving an initial luminance of 1000 cd / m 2 , and a time required to be ½ of the initial luminance (500 cd / m 2 ) was obtained. The half-life was expressed as a relative value when the
(3)初期劣化
下記に示す測定法に従って、初期劣化の評価を行った。前記半減寿命の測定時に、輝度が90%に到達する時間を測定し、これを初期劣化の尺度とした。なお、初期劣化は実施例2の参考例サンプル22の測定値を100としたときの相対値で表示した。初期劣化は以下の計算式を基に計算した。
(3) Initial degradation Initial degradation was evaluated according to the measurement method shown below. When the half-life was measured, the time required for the luminance to reach 90% was measured and used as a measure of initial deterioration. The initial deterioration was expressed as a relative value when the measured value of the
初期劣化=100×(白色エレクトロルミネッセンスデバイスの輝度90%到達時間)/(各素子の輝度90%到達時間)
すなわち、初期劣化の値は、小さいほど初期の劣化が小さいことを示す。
Initial deterioration = 100 × (luminance 90% arrival time of white electroluminescence device) / (luminance 90% arrival time of each element)
That is, the smaller the initial deterioration value is, the smaller the initial deterioration is.
(4)ダークスポット
各白色エレクトロルミネッセンスデバイスを室温下、2.5mA/cm2の定電流条件下による連続点灯を行った際の発光面を目視で評価した。無作為に抽出した10人による目視評価で連続点灯時間10時間経過後の各素子において下記の評価基準で評価した。
(4) Dark spot The light emitting surface when each white electroluminescence device was continuously lit under a constant current condition of 2.5 mA / cm 2 at room temperature was visually evaluated. Each element after 10 hours of continuous lighting was evaluated by the following evaluation criteria by visual evaluation by 10 people extracted at random.
×:ダークスポットを確認した人数が5人以上の場合
△:ダークスポットを確認した人数が1〜4人の場合
○:ダークスポットを確認した人数が0人の場合
(5)発光色の評価
作製した各サンプルに通電し、発光した光を分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタオプティクス社製)で測定し、本発明試料は赤、緑及び青の3色の発光色からなる白色光を発光することを確認した。
×: When the number of confirmed dark spots is 5 or more Δ: When the number of confirmed dark spots is 1 to 4 ○: When the number of confirmed dark spots is 0 (5) Evaluation of luminescent color Each sample was energized, and the emitted light was measured with a spectral radiance meter CS-2000 (manufactured by Konica Minolta Optics). The sample of the present invention emitted white light consisting of three emission colors of red, green and blue. Confirmed to do.
以上の評価結果を表4に示す。 The above evaluation results are shown in Table 4.
以上の結果から、逆層構成においても高効率で安定性に優れた初期劣化の小さいにおける白色エレクトロルミネッセンスデバイスを提供することができ、特に、特定のホスト化合物を用いた系においては量子ドットの量子閉じ込め効果を十分に発揮するに至っていることがわかる。 From the above results, it is possible to provide a white electroluminescent device with high efficiency, excellent stability and small initial deterioration even in the reverse layer configuration. In particular, in a system using a specific host compound, the quantum dot quantum It can be seen that the confinement effect is fully exhibited.
(参考例3)
《白色エレクトロルミネッセンスデバイスの作製》
参考例1で作製した実施例サンプル3、6、8、11、14、18、21、比較例サンプル1、2、3及び4の各組成を、表5に示すように変化させたサンプルを、各々1回ずつ調液を行い、計10回それぞれ白色エレクトロルミネッセンスデバイスを作製した。各々作製した10サンプルを発光輝度1000cd/m2で駆動させた時の分光分布特性結果から色度(CIE1931表色系x、y)を求め、1回目に作製した基準のサンプルからの色度変化量を求めた結果を表5に示す。
( Reference Example 3)
<< Preparation of white electroluminescence device >>
Samples obtained by changing the compositions of
なお、変化量は(x、y)座標の変化量の絶対値の平均値である。この値を(|Δx|、|Δy|)として示した。分光分布特性は上記分光放射輝度計CS−2000を用い測定した。以上の結果を表5に示す。 The amount of change is an average value of absolute values of the amount of change in the (x, y) coordinates. This value was shown as (| Δx |, | Δy |). Spectral distribution characteristics were measured using the spectral radiance meter CS-2000. The results are shown in Table 5.
以上の結果から、比較のリン光発光材料を用いた素子においては、発光材料のエネルギー移動が顕著であるため、量子ドットの配分比の微妙な変化で色ずれが起こりやすいのに対し、参考例の白色エレクトロルミネッセンスデバイスは、連続作製時の色ずれが極めて少なく、特に特定のホストとの組み合わせによって量子ドットの量子閉じ込め効果を十分に発揮しており、ロバスト性の高い、生産性に優れたデバイスであるといえる。 From the above results, in the device using the phosphorescent materials of comparison, the energy transfer luminescent material is significant, whereas prone to color shift subtle changes in distribution ratio of the quantum dots, reference example The white electroluminescence device has a very low color shift during continuous production, and exhibits a quantum confinement effect of quantum dots, especially in combination with a specific host, which is highly robust and highly productive. You can say that.
1 可撓性支持基板
2 陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 陰極
9 封止接着剤
10 可撓性封止部材
11 量子ドット
15 有機機能層
16 白色エレクトロルミネッセンスデバイス
30 プラズマ放電処理装置
31 第1電極
32 第2電極
101 照明装置
102 ガラスカバー
105 陰極
106 発光層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
L 放出された光
DESCRIPTION OF
Claims (8)
式(A) 5.5≦BQD/GYQD≦12.0
式(B) 1.0≦GYQD/ORQD≦1.3
Formula (A) 5.5 ≦ BQD / GYQD ≦ 12.0
Formula (B) 1.0 ≦ GYQD / ORQD ≦ 1.3
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