JP6262935B2 - Organic electroluminescence device - Google Patents

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本発明は有機電界発光素子に関するものである。   The present invention relates to an organic electroluminescent device.

表示用デバイスや照明に適用できる新しい発光素子として有機電界発光素子(有機EL素子)が期待されている。 An organic electroluminescent element (organic EL element) is expected as a new light emitting element applicable to a display device or illumination.

有機EL素子は陽極と陰極との間に発光性有機化合物を含む1種または複数種の有機化合物を挟んだ構造を持ち、陽極から注入されたホールと陰極から注入された電子が、再結合する時のエネルギーを利用して発光性有機化合物を励起させ、発光を得るものである。有機EL素子は電流駆動型の素子であり、発光強度は注入された電流に比例する。流れる電流をより効率的に活用するため、素子構造が種々改良されている。 An organic EL element has a structure in which one or a plurality of organic compounds containing a light-emitting organic compound is sandwiched between an anode and a cathode, and holes injected from the anode and electrons injected from the cathode are recombined. The light-emitting organic compound is excited using the energy of time to obtain light emission. The organic EL element is a current-driven element, and the light emission intensity is proportional to the injected current. In order to utilize the flowing current more efficiently, various element structures have been improved.

最も基本的で数多く検討されている有機EL素子の構造は、安達らによって提案された3層構造のものであり(非特許文献1)、陽極と陰極との間に正孔輸送層、発光層、電子輸送層をこの順で挟んだ構造をとっている。この提案以降、有機EL素子は3層構造を基本とし、効率、寿命等の性能向上を目指して数多くの研究がなされている。 The most basic and extensively studied structure of the organic EL element is that of a three-layer structure proposed by Adachi et al. (Non-patent Document 1), in which a hole transport layer and a light emitting layer are provided between an anode and a cathode. The structure is such that the electron transport layer is sandwiched in this order. Since this proposal, the organic EL element has been based on a three-layer structure, and many studies have been made with the aim of improving performance such as efficiency and lifetime.

ところで、有機EL素子は一般的に酸素や水によって劣化しやすく、これらの侵入を防ぐために厳密な封止が不可欠であった。劣化の原因としては、有機化合物への電子注入の容易さから、陰極として用いることができる材料がアルカリ金属やアルカリ金属化合物等、仕事関数の小さなものに限られていることや、使われる有機化合物自体が酸素・水と反応しやすいことが主な原因として挙げられる。厳密な封止を施すことは、開発初期に有機EL素子が他の発光素子と比べて優位性があると考えられた、安価、フレキシブルといった特長を損なうものであった。 By the way, organic EL elements are generally easily deteriorated by oxygen and water, and strict sealing is indispensable in order to prevent these intrusions. The cause of the deterioration is that the materials that can be used as the cathode are limited to those with a small work function, such as alkali metals and alkali metal compounds, due to the ease of electron injection into the organic compounds, and the organic compounds used The main reason for this is that it itself easily reacts with oxygen and water. Strict sealing impairs the features such as low cost and flexibility that organic EL elements were considered to have superiority to other light emitting elements in the early stages of development.

本発明者の森井らは封止することなしに用いることができる発光素子を提案している(特許文献1)。この素子では正孔輸送層、電子輸送層を無機酸化物に変えることで、陰極として導電性酸化物電極であるFTOやITO、陽極として金を使用することが可能になった。アルカリ金属やアルカリ金属化合物等、仕事関数の小さな金属を用いる必要がないため、厳密な封止無しで発光させることが可能になった。すなわち、従来の有機EL素子とは全く異なる、有機無機ハイブリッド型の電界発光素子(HOILED素子)であった。
HOILED素子の基本構造は、特許文献1に記載されているように、陽極と有機化合物層との間および陰極と有機化合物層の間にそれぞれ、正孔注入性金属酸化物層と電子注入性金属酸化物層を介挿してなる。好ましくは、正孔注入性金属酸化物層は酸化バナジウムまたは酸化モリブデンから成り、電子注入性酸化物層は酸化チタンから成る。
Morii et al. Of the present inventors have proposed a light-emitting element that can be used without sealing (Patent Document 1). In this element, by changing the hole transport layer and the electron transport layer to inorganic oxides, it became possible to use FTO or ITO, which are conductive oxide electrodes, as the cathode, and gold as the anode. Since it is not necessary to use a metal having a small work function such as an alkali metal or an alkali metal compound, it is possible to emit light without strict sealing. That is, the organic-inorganic hybrid type electroluminescent device (HOILED device) is completely different from the conventional organic EL device.
As described in Patent Document 1, the basic structure of the HOILED element is a hole injecting metal oxide layer and an electron injecting metal between the anode and the organic compound layer and between the cathode and the organic compound layer, respectively. It consists of an oxide layer. Preferably, the hole injecting metal oxide layer is made of vanadium oxide or molybdenum oxide, and the electron injecting oxide layer is made of titanium oxide.

このうち、電子注入性金属酸化物層については種々検討がなされ、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウム等を用いた素子でも発光が確認されている(非特許文献2,3、4)。 Among these, various studies have been made on the electron injecting metal oxide layer, and light emission has been confirmed even in an element using zinc oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, hafnium oxide, and the like (Non-Patent Documents 2, 3, and 4). .

また、電子注入性金属酸化物層と有機化合物層の間に正孔阻止性金属化合物層を設けることも検討されている。特許文献2には、電子注入性金属酸化物層である酸化チタン層の上に、正孔阻止性金属化合物層としてセシウム化合物層を形成する方法により、効率が向上したと報告されている。尚、特許文献2に記載のセシウム化合物層は炭酸セシウムを真空蒸着で成膜した後に大気暴露したもので、化学状態は不明であり、炭酸セシウム、水酸化セシウム、酸化セシウムのいずれか、またはこれらの混合物であるとされている。炭酸セシウムは潮解して水酸化セシウムを生じる一方で、水酸化セシウムは二酸化炭素と反応して炭酸セシウムを生じる。他方、酸化セシウムは水と非常に激しく反応して水酸化セシウムを生じる。これらのことから、特許文献2に記載のセシウム化合物層は炭酸セシウムに、水酸化セシウムが一部混ざった混合物が主成分であろうと推論できる。また、セシウム化合物層を用いたHOILED素子は、初期特性は優れているものの駆動寿命が短いことが問題点として知られている。 In addition, providing a hole blocking metal compound layer between the electron injecting metal oxide layer and the organic compound layer has been studied. Patent Document 2 reports that the efficiency is improved by a method of forming a cesium compound layer as a hole blocking metal compound layer on a titanium oxide layer which is an electron injecting metal oxide layer. In addition, the cesium compound layer described in Patent Document 2 is formed by depositing cesium carbonate by vacuum deposition and then exposed to the atmosphere. The chemical state is unknown, and any of cesium carbonate, cesium hydroxide, cesium oxide, or these It is supposed to be a mixture of Cesium carbonate deliquesces to produce cesium hydroxide, while cesium hydroxide reacts with carbon dioxide to produce cesium carbonate. On the other hand, cesium oxide reacts very violently with water to produce cesium hydroxide. From these facts, it can be inferred that the cesium compound layer described in Patent Document 2 will be mainly composed of a mixture of cesium carbonate and cesium hydroxide. A HOILED element using a cesium compound layer is known to have a problem in that it has excellent initial characteristics but a short driving life.

有機化合物層としては緑色発光を示すポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−alt−ベンゾチアジアゾール)が主に検討されてきた。他の発光色を検討した例としては、非特許文献3に電子注入性金属酸化物層として酸化ジルコニウムを用いた素子で青色、赤色、緑色ポリマーの発光特性について書かれているが、緑色以外は発光開始電圧が高く、効率が低いものしか得られていない。このように、報告されているHOILED素子(特に青色発光素子)は駆動電圧が高く、効率が低いもので、実用的に十分とはいえない状況であった。 As the organic compound layer, poly (9,9-dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) that emits green light has been mainly studied. As an example of examining other emission colors, Non-Patent Document 3 describes the emission characteristics of blue, red, and green polymers in an element using zirconium oxide as an electron injecting metal oxide layer. Only the light emission starting voltage is high and the efficiency is low. As described above, the reported HOILED elements (particularly blue light emitting elements) have high driving voltage and low efficiency, and are not practically sufficient.

特開2007−53286号公報JP 2007-53286 A 特開2009−70954号公報JP 2009-70954 A

Japanese Journal of Applied Physics, 27 (1988) L269.Japan Journal of Applied Physics, 27 (1988) L269. Applied Physics Letters 91, 223501 (2007).Applied Physics Letters 91, 223501 (2007). Advanced Materials, 2009, 21, 3475.Advanced Materials, 2009, 21, 3475. Journal of Materials Chemistry, 2010, 20, 4047.Journal of Materials Chemistry, 2010, 20, 4047.

本発明の目的は、高い効率を示し、かつ駆動寿命の長い有機電界発光素子を提供することである。   An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device exhibiting high efficiency and having a long driving life.

本発明者らは鋭意検討の結果、有機電界発光素子の電子注入層として、積層酸化物薄膜を含む層を配置することで上述の課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、[1]陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極とに挟まれた1層または複数層の有機化合物層と、前記陽極と前記有機化合物層との間および/または前記陰極と前記有機化合物層との間に、積層金属酸化物薄膜層を有することを特徴とする有機電界発光素子である。[2]また、本発明の有機電界発光素子は、陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極とに挟まれた1層または複数層の有機化合物層と、前記陰極と前記有機化合物層との間に、積層金属酸化物薄膜層を有することが好ましい。[3]さらに、本発明の有機電界発光素子は、前記積層金属酸化物層を構成する層の少なくとも一つが、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物を含むことが望ましい。[4]さらに、本発明の有機電界発光素子は、前記積層金属酸化物層を構成する層のうち、有機化合物層と接する層が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物を含むことが望ましい。[5]さらに本発明は、上述の有機電界発光素子を備えることを特徴とする照明装置、[6]および表示装置である。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-described problems can be solved by arranging a layer containing a laminated oxide thin film as an electron injection layer of an organic electroluminescence device, and the present invention has been completed.
That is, the present invention provides [1] an anode and a cathode, one or more organic compound layers sandwiched between the anode and the cathode, and between the anode and the organic compound layer and / or the cathode. It is an organic electroluminescent element characterized by having a laminated metal oxide thin film layer between the organic compound layers. [2] Moreover, the organic electroluminescent element of the present invention comprises an anode and a cathode, one or more organic compound layers sandwiched between the anode and the cathode, and between the cathode and the organic compound layer. Furthermore, it is preferable to have a laminated metal oxide thin film layer. [3] Furthermore, in the organic electroluminescent element of the present invention, at least one of the layers constituting the laminated metal oxide layer is made of magnesium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon oxide, titanium oxide, or zinc oxide. It is desirable to include a metal oxide selected from the group consisting of [4] Further, in the organic electroluminescent element of the present invention, among the layers constituting the laminated metal oxide layer, the layer in contact with the organic compound layer is magnesium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon oxide, It is desirable to include a metal oxide selected from the group consisting of titanium oxide and zinc oxide. [5] Furthermore, the present invention is an illumination device, [6] and a display device, each including the above-described organic electroluminescent element.

本発明によれば、高効率で駆動寿命の長い有機薄膜発光素子、そしてそれを具備する照明装置、表示装置が提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an organic thin film light emitting element with high efficiency and a long driving life, and an illumination device and a display device including the organic thin film light emitting device.

HOILED構造を有した、本発明による有機電界発光素子の一実施形態の断面図である。1 is a cross-sectional view of an embodiment of an organic electroluminescent device according to the present invention having a HOILED structure. 実施例1および比較例1〜2で作成した有機電界発光素子の、電圧−輝度特性を示すグラフである。It is a graph which shows the voltage-luminance characteristic of the organic electroluminescent element created in Example 1 and Comparative Examples 1-2. 実施例1および比較例1〜2で作成した有機電界発光素子の、電流密度−電流効率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the current density-current efficiency characteristic of the organic electroluminescent element created in Example 1 and Comparative Examples 1-2. 実施例2および比較例3で作成した有機電界発光素子の、寿命特性を示すグラフである。It is a graph which shows the lifetime characteristic of the organic electroluminescent element created in Example 2 and Comparative Example 3.

以下、本発明の有機電界発光素子について詳細に説明する。 Hereinafter, the organic electroluminescence device of the present invention will be described in detail.

本発明の有機電界発光素子は、陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極とに挟まれた1層または複数層の有機化合物層と、前記陽極と前記有機化合物層との間および/または前記陰極と前記有機化合物層との間に、積層金属酸化物薄膜層を有することを特徴とする。 The organic electroluminescent device of the present invention includes an anode and a cathode, one or more organic compound layers sandwiched between the anode and the cathode, and between the anode and the organic compound layer and / or the cathode. And a laminated metal oxide thin film layer between the organic compound layer and the organic compound layer.

本発明で用いられる積層金属酸化物薄膜層とは、二種類以上の金属酸化物膜を積層した半導体または絶縁体積層薄膜である。金属酸化物を構成する金属元素としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、アルミニウム、ケイ素からなる群から選ばれる。これらのうち、積層金属酸化物層を構成する層の少なくとも一つが、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物を含むことが望ましく、前記積層金属酸化物層を構成する層のうち、有機化合物層と接する層が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物を含むことが望ましい。 The laminated metal oxide thin film layer used in the present invention is a semiconductor or insulator laminated thin film in which two or more kinds of metal oxide films are laminated. Metal elements constituting the metal oxide include magnesium, calcium, strontium, barium, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, cadmium , Aluminum and silicon. Among these, at least one of the layers constituting the laminated metal oxide layer contains a metal oxide selected from the group consisting of magnesium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon oxide, titanium oxide, and zinc oxide. Preferably, among the layers constituting the laminated metal oxide layer, the layer in contact with the organic compound layer is selected from the group consisting of magnesium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon oxide, titanium oxide, and zinc oxide. It is desirable to include a metal oxide.

前記積層金属酸化物薄膜層の例としては、酸化チタン/酸化亜鉛、酸化チタン/酸化マグネシウム、酸化チタン/酸化ジルコニウム、酸化チタン/酸化アルミニウム、酸化チタン/酸化ハフニウム、酸化チタン/酸化ケイ素、酸化亜鉛/酸化マグネシウム、酸化亜鉛/酸化ジルコニウム、酸化亜鉛/酸化ハフニウム、酸化亜鉛/酸化ケイ素などの二層構造の場合や、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化マグネシウム、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化ジルコニウム、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化アルミニウム、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化ハフニウム、酸化チタン/酸化亜鉛/酸化ケイ素などの三層構造の場合などが挙げられる。 Examples of the laminated metal oxide thin film layer include titanium oxide / zinc oxide, titanium oxide / magnesium oxide, titanium oxide / zirconium oxide, titanium oxide / aluminum oxide, titanium oxide / hafnium oxide, titanium oxide / silicon oxide, and zinc oxide. / Magnesium oxide, zinc oxide / zirconium oxide, zinc oxide / hafnium oxide, zinc oxide / silicon oxide, etc., or titanium oxide / zinc oxide / magnesium oxide, titanium oxide / zinc oxide / zirconium oxide, titanium oxide Examples include a three-layer structure such as / zinc oxide / aluminum oxide, titanium oxide / zinc oxide / hafnium oxide, and titanium oxide / zinc oxide / silicon oxide.

前記積層金属酸化物薄膜層が陰極と有機化合物層の間に形成される場合、積層される複数の金属酸化物薄膜層のうち、陰極に最も近い側の層が、チタン、バナジウム、モリブデン、タングステン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、カドミウムのいずれかの酸化物の層であり、有機化合物層に最も近い側の層が、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、クロム、マンガン、ニッケル、アルミニウム、ケイ素のいずれかの酸化物の層であることが好ましい。このような層の構成であることで、陰極から有機化合物への電子注入と、有機化合物から流れてくるホールのブロッキングが両立され、高い輝度と効率が実現できる。 When the laminated metal oxide thin film layer is formed between a cathode and an organic compound layer, the layer closest to the cathode among the plurality of laminated metal oxide thin film layers is titanium, vanadium, molybdenum, tungsten , Iron, cobalt, copper, zinc, cadmium oxide layer, the layer closest to the organic compound layer is magnesium, calcium, strontium, barium, zirconium, hafnium, niobium, tantalum, chromium, A layer of any of manganese, nickel, aluminum, and silicon is preferable. With such a layer structure, electron injection from the cathode to the organic compound and blocking of holes flowing from the organic compound are compatible, and high luminance and efficiency can be realized.

本発明においては、シート抵抗が100Ω/□より低い物は導電体、シート抵抗が100Ω/□より高い物は半導体または絶縁体として分類される。従って、透明電極として知られているITO(錫ドープ酸化インジウム)、ATO(アンチモンドープ酸化インジウム)、IZO(インジウムドープ酸化亜鉛)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、FTO(フッ素ドープ酸化インジウム)等の薄膜は、導電性が高く半導体または絶縁体の範疇に含まれないことから本発明の積層金属酸化物薄膜層を構成する一層に該当しない。 In the present invention, an object having a sheet resistance lower than 100Ω / □ is classified as a conductor, and an object having a sheet resistance higher than 100Ω / □ is classified as a semiconductor or an insulator. Therefore, ITO (tin-doped indium oxide), ATO (antimony-doped indium oxide), IZO (indium-doped zinc oxide), AZO (aluminum-doped zinc oxide), FTO (fluorine-doped indium oxide), etc., known as transparent electrodes The thin film does not correspond to one layer constituting the laminated metal oxide thin film layer of the present invention because it has high conductivity and is not included in the category of a semiconductor or an insulator.

積層金属酸化物薄膜層を構成する各薄膜の膜厚は、1ナノメートルから数マイクロメートル程度まで許容できるが、低電圧で駆動できる有機電界発光素子とするためには1ナノメートルから100ナノメートル程度が好ましい。 The thickness of each thin film constituting the laminated metal oxide thin film layer is acceptable from about 1 nanometer to several micrometers, but in order to obtain an organic electroluminescent device that can be driven at a low voltage, it is 1 nanometer to 100 nanometer. The degree is preferred.

積層金属酸化物薄膜層を構成する各薄膜層の作成方法としては特に限定されず、公知の方法を適宜用いることができるが、スパッタ法、真空蒸着法、ゾルゲル法、スプレー熱分解(SPD)法、原子層堆積(ALD)法、化学気相成長(CVD)法などが例として挙げられる。これらの方法は各薄膜層の材料の特性に応じて選択するのが好ましく、層ごとに作成方法が異なっていても良い。 A method for producing each thin film layer constituting the laminated metal oxide thin film layer is not particularly limited, and a known method can be used as appropriate, but a sputtering method, a vacuum deposition method, a sol-gel method, a spray pyrolysis (SPD) method can be used. Examples include an atomic layer deposition (ALD) method and a chemical vapor deposition (CVD) method. These methods are preferably selected according to the characteristics of the material of each thin film layer, and the production method may be different for each layer.

本発明で用いられる陽極および陰極としては、公知の導電性材料を適宜用いることができるが、光取り出しのために少なくともいずれか一方は透明であることが好ましい。公知の透明導電性材料の例としてはITO(錫ドープ酸化インジウム)、ATO(アンチモンドープ酸化インジウム)、IZO(インジウムドープ酸化亜鉛)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、FTO(フッ素ドープ酸化インジウム)などが上げられる。不透明な導電性材料の例としては、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、錫、インジウム、銅、銀、金やこれらの合金などが挙げられる。 As the anode and cathode used in the present invention, known conductive materials can be used as appropriate, but at least one of them is preferably transparent for light extraction. Examples of known transparent conductive materials include ITO (tin-doped indium oxide), ATO (antimony-doped indium oxide), IZO (indium-doped zinc oxide), AZO (aluminum-doped zinc oxide), and FTO (fluorine-doped indium oxide). Is raised. Examples of the opaque conductive material include calcium, magnesium, aluminum, tin, indium, copper, silver, gold, and alloys thereof.

本発明で用いられる有機化合物層としては、公知の有機低分子材料、有機金属錯体、高分子材料などを適宜用いることができ、さらに必要に応じてそれらを組み合わせて用いることができるが、含まれる有機化合物の少なくとも一種類は発光材料から選ばれる。 As the organic compound layer used in the present invention, known organic low molecular weight materials, organometallic complexes, polymer materials and the like can be used as appropriate, and they can be used in combination as necessary. At least one of the organic compounds is selected from light emitting materials.

高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ(ジ−フェニルアセチレン)(PDPA)、ポリ(アルキル,フェニルアセチレン)(PAPA)のようなポリアセチレン系化合物、ポリ(パラ−フェンビニレン)(PPV)、ポリ(2,5−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン)(RO−PPV)、シアノ−置換−ポリ(パラ−フェンビニレン)(CN−PPV)、ポリ(2−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン)(DMOS−PPV)、ポリ(2−メトキシ,5−(2’−エチルヘキソキシ)−パラ−フェニレンビニレン)(MEH−PPV)のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ(3−アルキルチオフェン)(PAT)、ポリ(オキシプロピレン)トリオール(POPT)のようなポリチオフェン系化合物、ポリ(9,9−ジアルキルフルオレン)(PDAF)、ポリ(ジオクチルフルオレン−アルト−ベンゾチアジアゾール)(F8BT)、α,ω−ビス[N,N’−ジ(メチルフェニル)アミノフェニル]−ポリ[9,9−ビス(2−エチルヘキシル)フルオレン−2,7−ジル](PF2/6am4)、ポリ(9,9−ジオクチル−2,7−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ(アントラセン−9,10−ジイル))のようなポリフルオレン系化合物、ポリ(パラ−フェニレン)(PPP)、ポリ(1,5−ジアルコキシ−パラ−フェニレン)(RO−PPP)のようなポリパラフェニレン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK)のようなポリカルバゾール系化合物、ポリ(メチルフェニルシラン)(PMPS)、ポリ(ナフチルフェニルシラン)(PNPS)、ポリ(ビフェニリルフェニルシラン)(PBPS)のようなポリシラン系化合物、さらには特願2010−230995号、特願2011−6457号に記載のホウ素化合物系高分子材料等が挙げられる。 Examples of the polymer light-emitting material include polyacetylene compounds such as trans-type polyacetylene, cis-type polyacetylene, poly (di-phenylacetylene) (PDPA), poly (alkyl, phenylacetylene) (PAPA), and poly (para-para-). Fenvinylene) (PPV), poly (2,5-dialkoxy-para-phenylenevinylene) (RO-PPV), cyano-substituted-poly (para-phenvinylene) (CN-PPV), poly (2-dimethyloctyl) Polyparaphenylene vinylene compounds such as silyl-para-phenylene vinylene (DMOS-PPV), poly (2-methoxy, 5- (2′-ethylhexoxy) -para-phenylene vinylene) (MEH-PPV), poly ( 3-alkylthiophene) (PAT), poly (oxypropylene) Polythiophene compounds such as riol (POPT), poly (9,9-dialkylfluorene) (PDAF), poly (dioctylfluorene-alt-benzothiadiazole) (F8BT), α, ω-bis [N, N′-di (Methylphenyl) aminophenyl] -poly [9,9-bis (2-ethylhexyl) fluorene-2,7-zyl] (PF2 / 6am4), poly (9,9-dioctyl-2,7-divinylenefluore Polyfluorene compounds such as nyl-ortho-co (anthracene-9,10-diyl)), poly (para-phenylene) (PPP), poly (1,5-dialkoxy-para-phenylene) (RO-PPP) ) Polyparaphenylene compounds such as poly (N-vinylcarbazole) (PVK) Polysilane compounds such as poly (methylphenylsilane) (PMPS), poly (naphthylphenylsilane) (PNPS), poly (biphenylylphenylsilane) (PBPS), and Japanese Patent Application Nos. 2010-230995 and 2011-2011 Examples thereof include boron compound polymer materials described in No. 6457.

一方、低分子の発光材料としては、例えば、配位子に2,2’−ビピリジン−4,4’−ジカルボン酸を持つ、3配位のイリジウム錯体、ファクトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy))、8−ヒドロキシキノリン アルミニウム(Alq)、トリス(4−メチル−8キノリノレート) アルミニウム(III)(Almq)、8−ヒドロキシキノリン 亜鉛(Znq)、(1,10−フェナントロリン)−トリス−(4,4,4−トリフルオロ−1−(2−チエニル)−ブタン−1,3−ジオネート)ユーロピウム(III)(Eu(TTA)(phen))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィン プラチナム(II)のような各種金属錯体、ジスチリルベンゼン(DSB)、ジアミノジスチリルベンゼン(DADSB)のようなベンゼン系化合物、ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセン、6−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物、ペリレン、N,N’−ビス(2,5−ジ−t−ブチルフェニル)−3,4,9,10−ペリレン−ジ−カルボキシイミド(BPPC)のようなペリレン系化合物、コロネンのようなコロネン系化合物、アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、4−(ジ−シアノメチレン)−2−メチル−6−(パラ−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM)のようなピラン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、2,5−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物、ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物、ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物、2,2’−(パラ−フェニレンジビニレン)−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物、ビスチリル(1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン)、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物、ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、ペリノンのようなペリノン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アルダジン系化合物、1,2,3,4,5−ペンタフェニル−1,3−シクロペンタジエン(PPCP)のようなシクロペンタジエン系化合物、キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物、2,2’,7,7’−テトラフェニル−9,9’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物、フタロシアニン(HPc)、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、さらには特開2009−155325号、特願2010−230995号および特願2011−6458号に記載のホウ素化合物材料等が挙げられる。 On the other hand, as a low-molecular light-emitting material, for example, a tricoordinate iridium complex having 2,2′-bipyridine-4,4′-dicarboxylic acid as a ligand, factory (2-phenylpyridine) iridium ( Ir (ppy) 3 ), 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq 3 ), tris (4-methyl-8 quinolinolate) aluminum (III) (Almq 3 ), 8-hydroxyquinoline zinc (Znq 2 ), (1,10- Phenanthroline) -tris- (4,4,4-trifluoro-1- (2-thienyl) -butane-1,3-dionate) europium (III) (Eu (TTA) 3 (phen)), 2, 3, Various metal complexes such as 7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-porphine platinum (II), distyrylbenzene ( SB), benzene compounds such as diamino distyrylbenzene (DADSB), naphthalene compounds such as naphthalene and nile red, phenanthrene compounds such as phenanthrene, chrysene, chrysene compounds such as 6-nitrochrysene, perylene N, N′-bis (2,5-di-t-butylphenyl) -3,4,9,10-perylene-di-carboximide (BPPC), coronene such as coronene Compound, anthracene, anthracene compound such as bisstyrylanthracene, pyrene compound such as pyrene, 4- (di-cyanomethylene) -2-methyl-6- (para-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM) ) Pyran compounds such as acridine, acridine compounds such as acridine, Stilbene compounds such as tilbene, thiophene compounds such as 2,5-dibenzoxazolethiophene, benzoxazole compounds such as benzoxazole, benzimidazole compounds such as benzimidazole, 2,2 ′-(para- Benzothiazole compounds such as phenylenedivinylene) -bisbenzothiazole, butadiene compounds such as bistyryl (1,4-diphenyl-1,3-butadiene), tetraphenylbutadiene, naphthalimide compounds such as naphthalimide , Coumarin compounds such as coumarin, perinone compounds such as perinone, oxadiazole compounds such as oxadiazole, aldazine compounds, 1,2,3,4,5-pentaphenyl-1,3- Cyclopentadiene (PPC ), Cycloquinadiene compounds such as quinacridone and quinacridone red, pyridine compounds such as pyrrolopyridine and thiadiazolopyridine, 2,2 ′, 7,7′-tetraphenyl-9,9 Spiro compounds such as' -spirobifluorene, metal or metal-free phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (H 2 Pc) and copper phthalocyanine, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-155325, Japanese Patent Application No. 2010-230995 and Japanese Patent Application Examples include boron compound materials described in 2011-6458.

有機化合物層の成膜方法は特に限定されず、材料の特性に合わせて公知の方法を適宜用いることができるが、溶液にして塗布できる場合はスピンコート法、スリットコート法、ディップコート法、スプレーコート法、キャスト法などが例として挙げられる。このうち、膜厚をより制御しやすいという点でスピンコート法やスリットコート法が好ましい。塗布しない場合や溶媒溶解性が低い場合は真空蒸着法や、ESDUS(Evaporative Spray Deposition from Ultra−dilute Solution)法などが好適な例として挙げられる。 The method for forming the organic compound layer is not particularly limited, and a known method can be appropriately used according to the characteristics of the material. However, when it can be applied as a solution, a spin coat method, a slit coat method, a dip coat method, a spray Examples include a coating method and a casting method. Among these, the spin coat method and the slit coat method are preferable because the film thickness can be more easily controlled. When not applied or when the solvent solubility is low, a vacuum deposition method, an ESDUS (Evaporative Spray Deposition Ultra-dilute Solution) method, or the like can be cited as a suitable example.

有機電界発光素子の特性をさらに向上させる等の理由から、必要に応じて上述の層以外の層があっても良い。このような層としては例えば電子注入層、正孔阻止層、ホール注入層、電子素子層などが挙げられ、公知の材料を適宜用いることができる。 For reasons such as further improving the characteristics of the organic electroluminescent element, there may be layers other than the above-described layers as necessary. Examples of such a layer include an electron injection layer, a hole blocking layer, a hole injection layer, and an electronic element layer, and known materials can be appropriately used.

本発明を適用した有機電界発光素子がHOILED素子である場合、有機化合物層と陽極の間にホール注入層を設けることが望ましい。ホール注入層に用いる材料の例としては、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化レニウムなどが挙げられるが、酸化モリブデンが最も好ましい。 When the organic electroluminescent element to which the present invention is applied is a HOILED element, it is desirable to provide a hole injection layer between the organic compound layer and the anode. Examples of the material used for the hole injection layer include molybdenum oxide, tungsten oxide, vanadium oxide, and rhenium oxide, with molybdenum oxide being most preferred.

本発明の電界発光素子は、必要であれば封止を施しても良い。封止工程としては、公知の方法を適宜使用できる。例えば、不活性ガス中で封止容器を接着する方法や、有機EL素子の上に直接封止膜を形成する方法などが挙げられる。これらに加えて、水分吸収材を封入する方法を併用してもよい。 The electroluminescent element of the present invention may be sealed if necessary. As the sealing step, a known method can be used as appropriate. For example, a method of adhering a sealing container in an inert gas, a method of forming a sealing film directly on the organic EL element, or the like can be given. In addition to these, a method of enclosing a moisture absorbing material may be used in combination.

本発明の電界発光素子は、陽極と陰極との間に電圧(通常は15ボルト以下)を印加することによって発光させることができる。通常は直流電圧を印加するが、交流成分が含まれていても良い。 The electroluminescent element of the present invention can emit light by applying a voltage (usually 15 volts or less) between the anode and the cathode. Normally, a DC voltage is applied, but an AC component may be included.

本発明の電界発光素子は、照明や表示装置の発光部位として用いることができる。有機化合物層の材料を適宜選択することによって発光色を変化されることができるし、カラーフィルター等を併用して所望の発光色を得ることもできる。 The electroluminescent element of the present invention can be used as a light emitting site of illumination or a display device. The light emission color can be changed by appropriately selecting the material of the organic compound layer, and a desired light emission color can be obtained by using a color filter or the like together.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明の範囲はこれら実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, the scope of the present invention is not limited only to these Examples.

(青色発光ポリマーの合成)
(合成例1)
窒素雰囲気下、1−ブロモ−3,5−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン(14.8g,50.3mmol)にジエチルエーテル200mlを加え−78℃に冷却し、ここへノルマルブチルリチウムヘキサン溶液(1.65M,30.9ml,50.9mmol)を滴下し、−78℃で1時間攪拌した。さらに塩化亜鉛のジエチルエーテル溶液(1M,24.3ml,24.3mmol)を攪拌しながら滴下した。滴下終了後、室温で1時間攪拌した。そこへ5−ブロモ−2−(4−ブロモ−2−ジブロモボリルフェニル)ピリジン(5.6g,11.6mmol)を含むトルエン溶液(200mL)を加え、85℃で15時間過熱攪拌した。室温まで冷却し、反応溶液を氷水に加え、クロロホルムで抽出した。有機相を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ濾過した。濾液をロータリーエバポレーターで濃縮した後、シリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン:ジクロロメタン=1:2)で精製することにより、下記式(1);
(Synthesis of blue light-emitting polymer)
(Synthesis Example 1)
Under a nitrogen atmosphere, 200 ml of diethyl ether was added to 1-bromo-3,5-bis (trifluoromethyl) benzene (14.8 g, 50.3 mmol), cooled to −78 ° C., and then a normal butyl lithium hexane solution (1 .65M, 30.9 ml, 50.9 mmol) was added dropwise, and the mixture was stirred at -78 ° C for 1 hour. Further, a solution of zinc chloride in diethyl ether (1M, 24.3 ml, 24.3 mmol) was added dropwise with stirring. After completion of dropping, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Toluene solution (200 mL) containing 5-bromo-2- (4-bromo-2-dibromoborylphenyl) pyridine (5.6 g, 11.6 mmol) was added thereto, and the mixture was stirred with heating at 85 ° C. for 15 hours. After cooling to room temperature, the reaction solution was added to ice water and extracted with chloroform. The organic phase was washed with saturated brine, dried over sodium sulfate and filtered. The filtrate was concentrated with a rotary evaporator and then purified by silica gel chromatography (hexane: dichloromethane = 1: 2) to obtain the following formula (1);

Figure 0006262935
Figure 0006262935

で表されるホウ素含有化合物(1)を収率69%で得た。
得られたホウ素含有化合物(1)(187.2mg,0.25mmol)、下記式(2)で表されるフルオレン化合物(140.2mg,0.251mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(2.9mg,0.0025mmol)をトルエン3mlに溶解させ、窒素フロー下、室温で10分間攪拌した。
Was obtained in a yield of 69%.
The obtained boron-containing compound (1) (187.2 mg, 0.25 mmol), a fluorene compound represented by the following formula (2) (140.2 mg, 0.251 mmol), tetrakistriphenylphosphine palladium (2.9 mg, 0.0025 mmol) was dissolved in 3 ml of toluene and stirred at room temperature for 10 minutes under a nitrogen flow.

Figure 0006262935
Figure 0006262935

ここへ、炭酸アンモニウム塩(240.4mg,0.8mmol)を蒸留水0.75mlに溶解させて調整した水溶液を加え、窒素フロー下、室温でさらに20分間攪拌し、脱揮を完了させた。これを115℃で17時間還流加熱攪拌し、末端封止のため、ブロモベンゼン(39.3mg,0.25mmol)を加え1時間攪拌し、さらにフェニルボロン酸(30.5mg,0.25mmol)を加えた。室温まで放冷し、トルエン溶液を塩酸で1回、純水で2回分液洗浄し、有機層を数ml程度まで濃縮した。濃縮液を300mlのメタノール中へ滴下させそのまま10分攪拌し、得られた沈殿を濾取した。同様の精製過程を合計3回繰り返し、固体を減圧乾燥させることで、下記式(3); To this was added an aqueous solution prepared by dissolving ammonium carbonate (240.4 mg, 0.8 mmol) in 0.75 ml of distilled water, and the mixture was further stirred at room temperature for 20 minutes under a nitrogen flow to complete devolatilization. This was heated and stirred at 115 ° C. for 17 hours under reflux, and bromobenzene (39.3 mg, 0.25 mmol) was added for end-capping, followed by stirring for 1 hour, and phenylboronic acid (30.5 mg, 0.25 mmol) was further added. added. The solution was allowed to cool to room temperature, and the toluene solution was separated and washed once with hydrochloric acid and twice with pure water, and the organic layer was concentrated to about several ml. The concentrated solution was dropped into 300 ml of methanol and stirred for 10 minutes as it was, and the resulting precipitate was collected by filtration. By repeating the same purification process three times in total and drying the solid under reduced pressure, the following formula (3);

Figure 0006262935
Figure 0006262935

で表される青色発光ポリマーを得た。ゲル浸透クロマトグラフィー(テトラヒドロフラン溶媒)によるポリスチレン換算重量平均分子量は71,000であった。 The blue light emitting polymer represented by this was obtained. The weight average molecular weight in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (tetrahydrofuran solvent) was 71,000.

(有機電界発光素子の作成)
(実施例1)
[1]市販されている平均厚さ0.7mmのITO電極層付き透明ガラス基板を用意した。この時、基板のITO電極は幅2mmにパターニングされているものを用いた。この基板をアセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ10分間超音波洗浄後、イソプロパノール中で5分間煮沸した。この基板をイソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、UVオゾン洗浄を20分行った。
[2]この基板を、チタン金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。約1×10−4Paまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、膜厚約10nmの酸化チタン層を作成した。この時にメタルマスクを併用して、電極取り出しのためITO電極の一部は酸化チタンが成膜されないようにした。
[3]この基板を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。約1×10−4Paまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、膜厚約1nmの酸化亜鉛層を作成した。この時にメタルマスクを併用して、電極取り出しのためITO電極の一部は酸化亜鉛が成膜されないようにした。
[4]次に、合成例1で作成した青色発光ポリマー(3)の1.2重量%テトラヒドロフラン溶液を1mL作成した。作成した酸化物薄膜層付き基板をスピンコーターにセットした。この基板上に青色発光ポリマーの溶液を滴下し、毎分1600回転で30秒間回転させることにより、膜厚約100nmの有機化合物層を形成した。これをアルゴン雰囲気のグローブボックス中に移動し、ホットプレートを用いて200℃で1時間加熱して有機化合物層中の残溶媒を除去した。
[5]有機化合物層まで形成した基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。三酸化モリブデンをアルミナルツボに入れて第1の蒸着源にセットした。同時に、金をアルミナルツボに入れて第2の蒸着源にセットした。真空蒸着装置内を約1×10−4Paまで減圧し、三酸化モリブデンを膜厚10nmになるように蒸着した。次に、金を膜厚20nmになるように蒸着し、有機電界発光素子を作成した。このとき、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅2mmの帯状になるようにした。すなわち、作成した有機電界発光素子の発光面積は、4mmとした。
(Creation of organic electroluminescence device)
Example 1
[1] A commercially available transparent glass substrate with an ITO electrode layer having an average thickness of 0.7 mm was prepared. At this time, an ITO electrode patterned to have a width of 2 mm was used. This substrate was subjected to ultrasonic cleaning in acetone and isopropanol for 10 minutes, and then boiled in isopropanol for 5 minutes. This substrate was taken out from isopropanol, dried by nitrogen blowing, and UV ozone cleaning was performed for 20 minutes.
[2] This substrate was fixed to a substrate holder of a Miratron sputtering apparatus having a titanium metal target. After reducing the pressure to about 1 × 10 −4 Pa, sputtering was performed in a state where argon and oxygen were introduced to form a titanium oxide layer having a thickness of about 10 nm. At this time, a metal mask was used together so that titanium oxide was not formed on a part of the ITO electrode for electrode extraction.
[3] This substrate was fixed to a substrate holder of a Miratron sputtering apparatus having a zinc metal target. After reducing the pressure to about 1 × 10 −4 Pa, sputtering was performed in a state where argon and oxygen were introduced to form a zinc oxide layer having a thickness of about 1 nm. At this time, a metal mask was used in combination so that a portion of the ITO electrode was not deposited with zinc oxide for electrode extraction.
[4] Next, 1 mL of a 1.2 wt% tetrahydrofuran solution of the blue light-emitting polymer (3) prepared in Synthesis Example 1 was prepared. The prepared substrate with an oxide thin film layer was set on a spin coater. A blue light emitting polymer solution was dropped on the substrate and rotated at 1600 rpm for 30 seconds to form an organic compound layer having a thickness of about 100 nm. This was moved into a glove box in an argon atmosphere, and heated at 200 ° C. for 1 hour using a hot plate to remove the residual solvent in the organic compound layer.
[5] The substrate formed up to the organic compound layer was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus. Molybdenum trioxide was placed in an alumina crucible and set in the first vapor deposition source. At the same time, gold was put in an alumina crucible and set in the second vapor deposition source. The inside of the vacuum deposition apparatus was depressurized to about 1 × 10 −4 Pa, and molybdenum trioxide was deposited to a thickness of 10 nm. Next, deposition to a gold thickness of 20 nm, was prepared an organic electroluminescent element. At this time, a vapor deposition surface was formed into a strip shape having a width of 2 mm using a stainless steel vapor deposition mask. That is, the light emitting area of the produced organic electroluminescent element was 4 mm 2 .

(比較例1)
実施例1の工程[3]を省略した以外は同様にして、酸化物薄膜層として酸化チタン単層を持つ有機電界発光素子を作成した。
(Comparative Example 1)
An organic electroluminescence device having a titanium oxide single layer as an oxide thin film layer was produced in the same manner except that the step [3] in Example 1 was omitted.

(比較例2)
実施例1の工程[2]を省略したのと、工程[3]で酸化亜鉛の膜厚を2nmとした以外は同様にして、酸化物薄膜層として酸化亜鉛単層を持つ有機電界発光素子を作成した。
(Comparative Example 2)
An organic electroluminescent device having a zinc oxide single layer as an oxide thin film layer was obtained in the same manner except that step [2] in Example 1 was omitted and the thickness of zinc oxide was changed to 2 nm in step [3]. Created.

(実施例2)
[1]市販されている平均厚さ0.7mmのITO電極層付き透明ガラス基板を用意した。この時、基板のITO電極は幅2mmにパターニングされているものを用いた。この基板をアセトン中、イソプロパノール中でそれぞれ10分間超音波洗浄後、イソプロパノール中で5分間煮沸した。この基板をイソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、UVオゾン洗浄を20分行った。
[2]この基板を、亜鉛金属ターゲットを持つミラトロンスパッタ装置の基板ホルダーに固定した。約1×10−4Paまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でスパッタし、膜厚約2nmの酸化亜鉛層を作成した。この時にメタルマスクを併用して、電極取り出しのためITO電極の一部は酸化亜鉛が成膜されないようにした。
[3]酢酸マグネシウムの1%水−エタノール(体積比で1:3)混合溶液を作成した。工程[2]で作成した基板を、工程[1]と同様にして再度洗浄した。洗浄した酸化亜鉛薄膜付き基板をスピンコーターにセットした。この基板上に酢酸マグネシウム溶液を滴下し、毎分1300回転で60秒間回転させた。これを大気中、400℃にセットしたホットプレートで2時間焼成することにより、酸化マグネシウム層を形成した。
[4]次に、合成例1で作成した青色発光ポリマー(3)の1.2重量%テトラヒドロフラン溶液を1mL作成した。作成した酸化物薄膜層付き基板をスピンコーターにセットした。この基板上に青色発光ポリマーの溶液を滴下し、毎分1600回転で30秒間回転させることにより、膜厚約100nmの有機化合物層を形成した。これをアルゴン雰囲気のグローブボックス中に移動し、ホットプレートを用いて200℃で1時間加熱して有機化合物層中の残溶媒を除去した。
[5]有機化合物層まで形成した基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。三酸化モリブデンをアルミナルツボに入れて第1の蒸着源にセットした。同時に、金をアルミナルツボに入れて第2の蒸着源にセットした。真空蒸着装置内を約1×10−4Paまで減圧し、三酸化モリブデンを膜厚10nmになるように蒸着した。次に、金を膜厚20nmになるように蒸着し、有機電界発光素子を作成した。このとき、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅2mmの帯状になるようにした。すなわち、作成した有機電界発光素子の発光面積は、4mmとした。
(Example 2)
[1] A commercially available transparent glass substrate with an ITO electrode layer having an average thickness of 0.7 mm was prepared. At this time, an ITO electrode patterned to have a width of 2 mm was used. This substrate was subjected to ultrasonic cleaning in acetone and isopropanol for 10 minutes, and then boiled in isopropanol for 5 minutes. This substrate was taken out from isopropanol, dried by nitrogen blowing, and UV ozone cleaning was performed for 20 minutes.
[2] This substrate was fixed to a substrate holder of a Miratron sputtering apparatus having a zinc metal target. After reducing the pressure to about 1 × 10 −4 Pa, sputtering was performed in a state where argon and oxygen were introduced to form a zinc oxide layer having a thickness of about 2 nm. At this time, a metal mask was used in combination so that a portion of the ITO electrode was not deposited with zinc oxide for electrode extraction.
[3] A mixed solution of magnesium acetate in 1% water-ethanol (1: 3 by volume) was prepared. The substrate prepared in step [2] was washed again in the same manner as in step [1]. The cleaned substrate with a zinc oxide thin film was set on a spin coater. A magnesium acetate solution was dropped on the substrate and rotated at 1300 rpm for 60 seconds. The magnesium oxide layer was formed by baking this for 2 hours with the hotplate set to 400 degreeC in air | atmosphere.
[4] Next, 1 mL of a 1.2 wt% tetrahydrofuran solution of the blue light-emitting polymer (3) prepared in Synthesis Example 1 was prepared. The prepared substrate with an oxide thin film layer was set on a spin coater. A blue light emitting polymer solution was dropped on the substrate and rotated at 1600 rpm for 30 seconds to form an organic compound layer having a thickness of about 100 nm. This was moved into a glove box in an argon atmosphere, and heated at 200 ° C. for 1 hour using a hot plate to remove the residual solvent in the organic compound layer.
[5] The substrate formed up to the organic compound layer was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus. Molybdenum trioxide was placed in an alumina crucible and set in the first vapor deposition source. At the same time, gold was put in an alumina crucible and set in the second vapor deposition source. The inside of the vacuum deposition apparatus was depressurized to about 1 × 10 −4 Pa, and molybdenum trioxide was deposited to a thickness of 10 nm. Next, deposition to a gold thickness of 20 nm, was prepared an organic electroluminescent element. At this time, a vapor deposition surface was formed into a strip shape having a width of 2 mm using a stainless steel vapor deposition mask. That is, the light emitting area of the produced organic electroluminescent element was 4 mm 2 .

(比較例3)
実施例2の工程[3]の代わりに次の工程[3’]を行った以外は同様にして、酸化亜鉛薄膜層の上にセシウム化合物層を持つ有機電界発光素子を作成した。
[3’]酸化物薄膜層まで形成した基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。炭酸セシウムをアルミナルツボに入れて蒸着源にセットした。真空蒸着装置内を約1×10−4Paまで減圧し、炭酸セシウムを膜厚3nmになるように蒸着した。この基板を大気中で12時間放置し、セシウム化合物層を形成した。
(Comparative Example 3)
An organic electroluminescence device having a cesium compound layer on a zinc oxide thin film layer was prepared in the same manner except that the next step [3 ′] was performed instead of the step [3] in Example 2.
[3 ′] The substrate formed up to the oxide thin film layer was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus. Cesium carbonate was placed in an alumina crucible and set in a vapor deposition source. The inside of the vacuum evaporation apparatus was depressurized to about 1 × 10 −4 Pa, and cesium carbonate was evaporated to a film thickness of 3 nm. This substrate was left in the atmosphere for 12 hours to form a cesium compound layer.

(作成した有機電界発光素子)
実施例1、2、比較例1〜3で作成した有機電界発光素子の構成をまとめると、次表の通りである。
(Created organic electroluminescence device)
The configurations of the organic electroluminescent elements prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 are summarized as shown in the following table.

Figure 0006262935
Figure 0006262935

(有機電界発光素子の発光特性測定)
ケースレー社製の「2400型ソースメーター」により、素子への電圧印加と、電流測定を行った。トプコン社製の「BM−7」により、発光輝度を測定した。実施例1および比較例1〜2で作成した有機電界発光素子を、アルゴン雰囲気下で−4V〜15Vまでの直流電圧を印加した時の電圧−輝度特性、電流密度−電流効率特性を図2、図3にそれぞれ示す。
図2から、本発明の積層酸化物薄膜を用いた実施例1の有機電界発光素子は、単層酸化物薄膜を用いた比較例1〜2の有機電界発光素子に比べて低い電圧から発光することが明らかである。
さらに図3から、本発明の積層酸化物薄膜を用いた実施例1の有機電界発光素子は、単層酸化物薄膜を用いた比較例1〜2の有機電界発光素子に比べて高い電流効率を示すことが明らかである。ただし、図2から明らかなように比較例1の有機電界発光素子は測定した電圧範囲において全く発光しなかったため、電流効率としては測定不能であり、図3のプロットからは省略してある。
(Measurement of light emission characteristics of organic electroluminescence device)
Voltage application to the device and current measurement were performed using a “2400 type source meter” manufactured by Keithley. Luminance was measured with “BM-7” manufactured by Topcon Corporation. FIG. 2 shows voltage-luminance characteristics and current density-current efficiency characteristics when the organic electroluminescent elements prepared in Example 1 and Comparative Examples 1-2 were applied with a DC voltage of −4 V to 15 V in an argon atmosphere. Each is shown in FIG.
From FIG. 2, the organic electroluminescent element of Example 1 using the laminated oxide thin film of the present invention emits light from a voltage lower than that of the organic electroluminescent elements of Comparative Examples 1 and 2 using a single layer oxide thin film. It is clear.
Furthermore, from FIG. 3, the organic electroluminescent element of Example 1 using the laminated oxide thin film of the present invention has higher current efficiency than the organic electroluminescent elements of Comparative Examples 1 and 2 using a single layer oxide thin film. It is clear to show. However, as is clear from FIG. 2, the organic electroluminescence device of Comparative Example 1 did not emit light at all in the measured voltage range, so that the current efficiency was not measurable, and is omitted from the plot of FIG.

(有機電界発光素子の寿命特性測定)
システム技研社製の「有機EL寿命測定装置」により、素子への電圧印加と、相対輝度測定を行った。この装置では素子に一定電流が流れるように電圧を自動的に調整しながら、フォトダイオードによる相対輝度測定が行える。測定開始時の輝度が100cd/mになるように素子ごとに電流値を設定した。実施例2および比較例3で作成した有機電界発光素子の寿命特性を図4に示す。
図4から、本発明の積層酸化物薄膜を用いた実施例2の有機電界発光素子は、単層酸化物薄膜とセシウム化合物層を持つ比較例3の有機電界発光素子に比べて寿命が長いことが分かる。
(Measurement of lifetime characteristics of organic electroluminescent devices)
Application of voltage to the element and measurement of relative luminance were performed using an “organic EL lifetime measuring device” manufactured by System Giken. This device can measure relative luminance by a photodiode while automatically adjusting the voltage so that a constant current flows through the element. The current value was set for each element so that the luminance at the start of measurement was 100 cd / m 2 . FIG. 4 shows the lifetime characteristics of the organic electroluminescent elements prepared in Example 2 and Comparative Example 3.
From FIG. 4, the organic electroluminescent element of Example 2 using the laminated oxide thin film of the present invention has a longer lifetime than the organic electroluminescent element of Comparative Example 3 having a single-layer oxide thin film and a cesium compound layer. I understand.

本発明の電界発光素子は、高効率で駆動寿命の長い発光素子であり、有機化合物層の材料を適宜選択することによって発光色を変化させることができるため、カラーフィルター等を併用して所望の発光色を得ることもでき、照明や表示装置の発光部位として好適に用いることができる。 The electroluminescent device of the present invention is a light-emitting device having a high efficiency and a long driving life, and the luminescent color can be changed by appropriately selecting the material of the organic compound layer. A luminescent color can also be obtained, and it can be suitably used as a light emitting part of illumination or a display device.

1……基板 2……陰極 3……積層金属酸化物薄膜層 4……有機化合物層 5……正孔注入性金属酸化物層 6……陽極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate 2 ... Cathode 3 ... Laminated metal oxide thin film layer 4 ... Organic compound layer 5 ... Hole injection metal oxide layer 6 ... Anode

Claims (5)

陽極および陰極と、前記陽極と前記陰極とに挟まれた1層または複数層の有機化合物層と、前記陰極と前記有機化合物層のうち、最も陰極に近い有機化合物層との間に、二種類以上の金属酸化物膜を積層した積層金属酸化物薄膜層(いずれかの層に酸化モリブデンを含むものを除く)を有し、
前記積層される複数の金属酸化物薄膜層のうち、陰極に最も近い側の層が、チタン、バナジウム、タングステン、鉄、コバルト、銅、亜鉛、カドミウムのいずれかの酸化物の層であることを特徴とする有機電界発光素子。
Two types are provided between an anode and a cathode, one or more organic compound layers sandwiched between the anode and the cathode, and an organic compound layer closest to the cathode among the cathode and the organic compound layer. It possesses more metal oxide film laminated metal oxide thin layer formed by laminating (except those containing molybdenum oxide on any layer),
Of the plurality of stacked metal oxide thin film layers, the layer closest to the cathode is an oxide layer of any of titanium, vanadium, tungsten, iron, cobalt, copper, zinc, and cadmium. Organic electroluminescent element characterized.
前記積層金属酸化物薄膜層を構成する層の少なくとも一つが、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物を含むことを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子。 At least one of the layers constituting the laminated metal oxide thin film layer includes a metal oxide selected from the group consisting of magnesium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon oxide, titanium oxide, and zinc oxide. The organic electroluminescent element according to claim 1. 前記積層金属酸化物薄膜層を構成する層のうち、有機化合物層と接する層が、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化亜鉛からなる群から選ばれる金属酸化物を含むことを特徴とする請求項1または2に記載の有機電界発光素子。 The metal oxide selected from the group consisting of magnesium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, silicon oxide, titanium oxide and zinc oxide is a layer in contact with the organic compound layer among the layers constituting the laminated metal oxide thin film layer The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the organic electroluminescence device comprises an object. 請求項1ないし3のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えることを特徴とする照明装置。   An illuminating device comprising the organic electroluminescent element according to claim 1. 請求項1ないし3のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えることを特徴とする表示装置。   A display device comprising the organic electroluminescent element according to claim 1.
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