JPWO2012115034A1 - Organic electroluminescence element, lighting device and display device - Google Patents

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Abstract

外部取り出し量子効率が高く、駆動電圧が低く、経時での電圧上昇が小さく、発光寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも、陽極、少なくとも1つのリン光性ドーパントを含有した発光層、少なくとも1層の電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該電子輸送層は少なくとも1つの電子輸送材料を含有し、該電子輸送層の膜厚が50〜200nmの範囲内であり、該電子輸送層には、前記電子輸送材料による結晶粒が存在し、該結晶粒によるX線回折線が観察されることを特徴とする。Provided is an organic electroluminescence device having a high external extraction quantum efficiency, a low driving voltage, a small voltage increase with time, and a long emission lifetime. The organic electroluminescence device of the present invention is an organic electroluminescence device having at least an anode, a light emitting layer containing at least one phosphorescent dopant, and at least one electron transport layer, and the electron transport layer is at least 1 Two electron transport materials, and the film thickness of the electron transport layer is in the range of 50 to 200 nm. In the electron transport layer, crystal grains of the electron transport material exist, and X-ray diffraction by the crystal grains It is characterized in that a line is observed.

Description

本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子に関し、さらに有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置及び表示装置に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence element, and further relates to an illumination device and a display device including the organic electroluminescence element.

従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(以下、ELDと略記する)がある。ELDの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子(以下、無機EL素子ともいう。)や有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ともいう)が挙げられる。   Conventionally, as a light-emitting electronic display device, there is an electroluminescence display (hereinafter abbreviated as ELD). As a component of ELD, an inorganic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an inorganic EL element) and an organic electroluminescence element (hereinafter also referred to as an organic EL element) can be given.

無機EL素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。   Inorganic EL elements have been used as planar light sources, but an alternating high voltage is required to drive the light emitting elements.

一方、有機EL素子は、発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有する。この発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させる。このエキシトンが失活する際の光(蛍光・リン光)の放出を利用して発光する素子であり、数V〜数十V程度の電圧で発光が可能である。更に自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。   On the other hand, the organic EL element has a configuration in which a light emitting layer containing a light emitting compound is sandwiched between a cathode and an anode. Excitons are generated by injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them. It is an element that emits light by using the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when this exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of several volts to several tens of volts. Further, since it is a self-luminous type, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type complete solid-state device, it has attracted attention from the viewpoints of space saving and portability.

また、有機EL素子は従来実用に供されてきた主要な光源、例えば、発光ダイオードや冷陰極管と異なり、面光源であることも大きな特徴である。この特性を有効に活用できる用途として、照明用光源や様々なディスプレイのバックライトがある。特に近年、需要の増加が著しい液晶フルカラーディスプレイのバックライトとして用いることも好適である。   Another major feature of the organic EL element is that it is a surface light source, unlike main light sources that have been used in the past, such as light-emitting diodes and cold cathode tubes. Applications that can effectively utilize this characteristic include illumination light sources and various display backlights. In particular, it is also suitable to be used as a backlight of a liquid crystal full color display whose demand has been increasing in recent years.

有機EL素子をこのようなディスプレイのバックライト、あるいは照明用光源として使用するための課題として、発光効率の向上及び駆動電圧の低電圧化が求められている。   As a problem for using the organic EL element as a backlight of such a display or a light source for illumination, improvement in luminous efficiency and reduction in driving voltage are required.

典型的な有機EL素子は、基板上に光透過性の電極(通常、陽極)及び光反射性の第2電極(通常、陰極)の間に発光層をはじめとし電子輸送層など複数の有機層が積層されて構成されている。このような有機EL素子では、駆動電圧を印加することによって発光層に電子と正孔が注入され、それらが再結合することによって発光が生じ、透明電極及び透明基板を介して光は取り出される。   A typical organic EL device has a plurality of organic layers such as a light-emitting layer and an electron transport layer between a light-transmitting electrode (usually an anode) and a light-reflective second electrode (usually a cathode) on a substrate. Are laminated. In such an organic EL element, electrons and holes are injected into the light emitting layer by applying a driving voltage, light emission is generated by recombination thereof, and light is extracted through the transparent electrode and the transparent substrate.

前記陽極や有機層の光学特性(例えば屈折率等)、また前記陰極の反射率や陰極材料の種類等の影響により、発光層内で生成された光の一部のみが外部に取り出される。光が取り出される際の損失としては、基板と導電層若しくは導電層と有機層の屈折率差により界面で全反射する光が発生し、有機層中に光が閉じ込められる導波モードによる損失、透明基板と空気の屈折率差により界面で全反射する光が発生し、かつ全反射光が素子内を多重反射する際に発生する光学損失、有機層と金属電極との界面で生じる励起発光分子から表面プラズモンへのエネルギー移動によって生じる損失などがある。   Only a part of the light generated in the light emitting layer is extracted outside due to the influence of the optical characteristics (for example, refractive index) of the anode and the organic layer, the reflectance of the cathode and the kind of the cathode material, and the like. Loss when light is extracted includes loss due to the waveguide mode in which light totally reflected at the interface is generated due to the refractive index difference between the substrate and the conductive layer or between the conductive layer and the organic layer, and the light is confined in the organic layer. Due to the difference in refractive index between the substrate and air, light that is totally reflected at the interface is generated, and the optical loss that occurs when the totally reflected light is multiple-reflected inside the device. There are losses caused by energy transfer to surface plasmons.

上記の損失の内、導波による損失は基板と空気の界面に一般的に光取り出しシートと呼ばれる光学的加工されたシートを設置すること等により改善が試みられている。   Of the above-mentioned losses, the loss due to the waveguide has been tried to be improved by installing an optically processed sheet called a light extraction sheet at the interface between the substrate and air.

一方で表面プラズモンによる損失を低減するための手法としては、電極を非金属化し表面プラズモンを発生させない方法や、金属電極と発光面との距離を伸ばし表面プラズモンが生じる原因である励起発光分子近傍での電場を小さくする方法等が試みられている。しかしながら前者電極の非金属化は電子注入性劣化の課題があり、後者は発光面から金属電極までの距離が大きくなることにより駆動電圧が増加するという課題がある。   On the other hand, methods for reducing the loss due to surface plasmons include the method of preventing the generation of surface plasmons by non-metalizing the electrodes, or by increasing the distance between the metal electrode and the light emitting surface and causing the surface plasmons to be generated. Attempts have been made to reduce the electric field. However, demetalization of the former electrode has a problem of deterioration of electron injection property, and the latter has a problem of increase in driving voltage due to an increase in the distance from the light emitting surface to the metal electrode.

例えば特許文献1には発光層中の発光面と光反射面との間の光学距離を、発光層と電子輸送層又は電子注入層との膜厚で調節することにより、光取り出し効率を向上させる構成が提案されている。しかし駆動電圧については具体的な記載がなく、また駆動電圧を低減させる方法として電子注入層へのドーピングが提案されているが、有機EL素子の性能としてはいまだ十分ではない。   For example, Patent Document 1 improves the light extraction efficiency by adjusting the optical distance between the light emitting surface and the light reflecting surface in the light emitting layer by the film thickness of the light emitting layer and the electron transport layer or the electron injection layer. A configuration is proposed. However, there is no specific description about the driving voltage, and doping to the electron injection layer has been proposed as a method for reducing the driving voltage, but the performance of the organic EL element is still insufficient.

また特許文献2には、電子注入層にドーパントを含有させることによって電子輸送層の伝導率を改善させるためにフェナントロリン誘導体にタングステン誘導体をドープした電子注入層の例が記載されているが、経時での電圧上昇に対する記載はなく、いまだ改善の必要性がある。   Patent Document 2 describes an example of an electron injection layer in which a phenanthroline derivative is doped with a tungsten derivative in order to improve the conductivity of the electron transport layer by adding a dopant to the electron injection layer. There is no description of the voltage rise in the area, and there is still a need for improvement.

特開2008−130485号公報JP 2008-130485 A 国際公開第07/054345号パンフレットInternational Publication No. 07/054345 Pamphlet

上記課題を省みて、本発明の課題の1つは有機EL素子における外部に取り出す光損失を低減することである。発光層と陰極の間に50〜200nmの範囲内の膜厚の電子輸送層を存在させ、発光層と金属電極間の距離を拡大することにより、前述した表面プラズモンによる光損失を低減することが可能となった。しかしながら電子輸送層の膜厚をこの範囲にするだけでは、膜厚の増加によって駆動電圧の上昇が起こってしまい、結果有機EL素子の電力効率が低下してしまう問題が生じる。   In view of the above problems, one of the problems of the present invention is to reduce the optical loss taken out to the outside in the organic EL element. It is possible to reduce the light loss due to the surface plasmon described above by increasing the distance between the light emitting layer and the metal electrode by providing an electron transport layer having a thickness in the range of 50 to 200 nm between the light emitting layer and the cathode. It has become possible. However, if the thickness of the electron transport layer is set within this range, the driving voltage increases due to the increase in the thickness, resulting in a problem that the power efficiency of the organic EL element is lowered.

有機EL素子の別の課題の一つとして電流印加時の経時での電圧上昇がある。これはアモルファス状の膜の場合、電流印加時に発生する熱などによって比較的容易に層内の分子に流動性が生じ、経時で分子の配向性や配列が変化してしまうことが一因と考えられる。   One of the problems of the organic EL element is a voltage increase with time when a current is applied. In the case of an amorphous film, the fluidity of the molecules in the layer is relatively easily caused by the heat generated when a current is applied, and the orientation and arrangement of the molecules change over time. It is done.

また他方では、有機EL素子においては隣接層界面を平坦且つ材料混合が起こらないように積層することが重要である。これはキャリアの注入バランスの崩れや、材料が混合することによって新たなキャリアトラップサイトの生成、また隣接層の一方が発光層の場合混合された材料によって発光や励起子がクエンチされ発光効率の低下を招いてしまうことを防ぐためである。   On the other hand, in the organic EL device, it is important to laminate the adjacent layer interface so that the interface between the adjacent layers is flat and no material mixing occurs. This is because the carrier injection balance is lost, new carrier trap sites are generated by mixing the materials, and when one of the adjacent layers is a light emitting layer, the light emission and excitons are quenched by the mixed material, resulting in a decrease in light emission efficiency. This is to prevent inviting.

また、電圧を低減するために、典型的な有機EL素子では電子輸送層と陰極の間にさらに層を設ける場合があるが、このような層を構成する材料が電子輸送層を経て発光層まで拡散すると発光効率のみならず有機EL素子の発光寿命に大きなダメージを与えることが知られている。   In order to reduce the voltage, in a typical organic EL element, a layer may be further provided between the electron transport layer and the cathode. The material constituting such a layer passes through the electron transport layer to the light emitting layer. It is known that when diffused, the light emission efficiency of the organic EL element as well as the light emission efficiency is seriously damaged.

分子の配向・配列を観察する手段としては例えばX線回折法などがある。X線回折法の場合、例えば薄膜中に存在する全ての分子の配列が揃っておらずとも、分子の配向・配列が揃ったある程度の大きさの領域(微結晶領域又は結晶粒などという)が存在する場合X線回折線が観察される。上記X線回折法により、アモルファスであるか結晶粒が存在するかを判断することができる。本発明者らは、X線回折法でX線回折線が観察されない電子輸送層を形成して、発光素子の性能を調べたところ、表面プラズモンによる光損失は減少すし、発光効率は向上するが、駆動電圧を充分低下させることができなかった。   As a means for observing the orientation and arrangement of molecules, for example, there is an X-ray diffraction method. In the case of the X-ray diffraction method, for example, even if not all the molecules arranged in the thin film are aligned, a region of a certain size (referred to as a microcrystalline region or a crystal grain) in which the molecules are aligned and aligned. X-ray diffraction lines are observed when present. By the X-ray diffraction method, it can be determined whether the material is amorphous or has crystal grains. The inventors of the present invention formed an electron transport layer in which no X-ray diffraction lines are observed by the X-ray diffraction method, and examined the performance of the light-emitting element. As a result, light loss due to surface plasmons was reduced and light emission efficiency was improved. The drive voltage could not be lowered sufficiently.

そこで、本発明者らが鋭意検討したところ、電子輸送層内にX線回折線が観察される結晶粒を存在させることにより、非常に効率よくキャリアが輸送され、結果駆動電圧を低下させることが可能になることが判明した。   Therefore, the present inventors have intensively studied and found that the presence of crystal grains in which X-ray diffraction lines are observed in the electron transport layer allows carriers to be transported very efficiently, resulting in a decrease in driving voltage. It turned out to be possible.

更に本発明らが検討したところ、電子輸送層として電子輸送材料による結晶粒が存在し、該結晶粒によるX線回折線が観察される層を用い、さらにその膜厚を50〜200nmの範囲とすることによって、有機EL素子の外部に取り出す際の光損失を低減することによる発光効率の向上と、膜厚増加による駆動電圧上昇の抑制とを同時に解決することが可能となった。   Further, when the present inventors studied, a crystal grain by an electron transport material exists as an electron transport layer, and a layer in which an X-ray diffraction line by the crystal grain is observed is used, and the film thickness is in the range of 50 to 200 nm. By doing so, it has become possible to simultaneously solve the improvement of the light emission efficiency by reducing the light loss when taking out the organic EL element to the outside and the suppression of the drive voltage increase due to the increase of the film thickness.

また、本発明の電子輸送材料による結晶粒が存在する膜を発光層と陰極の間に有する有機EL素子では、前述のような経時での電圧上昇が抑えられることが判明した。   Further, it has been found that in the organic EL element having a film in which crystal grains of the electron transport material of the present invention exist between the light emitting layer and the cathode, the voltage increase with time as described above can be suppressed.

これは結晶粒の領域では分子が配向・配列しているため容易に分子が動かず、また層中の結晶粒がある程度の大きさを持つために結晶粒以外の領域の分子の流動性が抑制されるためと予想される。   This is because the molecules are oriented and arranged in the crystal grain region, so the molecules do not move easily, and since the crystal grains in the layer have a certain size, the fluidity of the molecules in the region other than the crystal grains is suppressed. Expected to be.

また、電子輸送層中に結晶粒が存在し、層中の分子の流動性が低いことが、電子輸送層と電子輸送層に隣接する層との界面における乱れの抑制に繋がり、経時での電圧上昇が抑えられているものと推定された。これらの結晶粒の存在は特に電子輸送層又はその隣接層をウェットプロセスで形成する場合に影響し、溶剤分子を含んで分子間での動きの自由度が大きくなっている膜中において結晶粒の存在が流動性の抑制に寄与していると予想される。   In addition, the presence of crystal grains in the electron transport layer and the low fluidity of molecules in the layer leads to suppression of disturbance at the interface between the electron transport layer and the layer adjacent to the electron transport layer, and the voltage over time. It was estimated that the increase was suppressed. The presence of these crystal grains particularly affects the formation of the electron transport layer or its adjacent layer by a wet process, and the presence of crystal grains in a film that includes solvent molecules and has a large degree of freedom of movement between molecules. Presence is expected to contribute to controlling liquidity.

また、本発明では発光層と陰極の間に50〜200nmの範囲内という膜厚の大きな電子輸送層を設けることによって、例えば陰極と電子輸送層の間にさらに層を設けた場合、この層を構成する材料の発光層への拡散を抑制することができ、結果発光寿命の向上をもたらした。   In the present invention, when an electron transport layer having a large thickness of 50 to 200 nm is provided between the light emitting layer and the cathode, for example, when a layer is further provided between the cathode and the electron transport layer, this layer is Diffusion of the constituent material into the light emitting layer can be suppressed, resulting in an improvement in the light emission lifetime.

本発明の上記課題は以下の手段により達成することができる。   The above object of the present invention can be achieved by the following means.

1.少なくとも、陽極、少なくとも1つのリン光性ドーパントを含有した発光層及び少なくとも1層の電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
該電子輸送層は少なくとも1つの電子輸送材料を含有し、
該電子輸送層の膜厚が50〜200nmの範囲内であり、
該電子輸送層には、前記電子輸送材料による結晶粒が存在し、該結晶粒によるX線回折線が観察されることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
1. An organic electroluminescence device having at least an anode, a light emitting layer containing at least one phosphorescent dopant, and at least one electron transport layer,
The electron transport layer contains at least one electron transport material;
The thickness of the electron transport layer is in the range of 50 to 200 nm;
An organic electroluminescence device, wherein crystal grains of the electron transport material are present in the electron transport layer, and X-ray diffraction lines due to the crystal grains are observed.

2.前記電子輸送層が単一の材料からなることを特徴とする前記1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   2. 2. The organic electroluminescence device according to 1 above, wherein the electron transport layer is made of a single material.

3.前記電子輸送材料が下記一般式(1)で表されることを特徴とする前記1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   3. 3. The organic electroluminescence device according to 1 or 2 above, wherein the electron transport material is represented by the following general formula (1).

Figure 2012115034
(式中、Arは置換基を有していても良い芳香族縮合環を表し、Ar及びArは置換基を有していても良い芳香環を表し、A、Ar、Ar、n01、n02及びn03は、下記式(1)を満足する。n01は1以上の整数を表し、n02及びn03は0〜3の整数を表し、n01+n02+n03≧2である。n01、n02及びn03が2以上の場合、Ar、Ar及びArは同じでも異なっていても良い。)
式(1)
{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n01}+{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n02}+{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n03}≧4
4.一般式(1)の化合物が一般式(b)で表される化合物であることを特徴とする前記1〜3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2012115034
(In the formula, Ar 1 represents an aromatic condensed ring which may have a substituent, Ar 2 and Ar 3 represent an aromatic ring which may have a substituent, and A 1 , Ar 2 , Ar 3 , n01, n02 and n03 satisfy the following formula (1): n01 represents an integer of 1 or more, n02 and n03 represent an integer of 0 to 3, and n01 + n02 + n03 ≧ 2. When Ar is 2 or more, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may be the same or different.)
Formula (1)
{(Number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by Ar 1 ) × n01} + {(Number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by Ar 2 ) × n02} + {(Ar 3 The number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by: xn03} ≧ 4
4). 4. The organic electroluminescence device as described in any one of 1 to 3 above, wherein the compound of the general formula (1) is a compound represented by the general formula (b).

Figure 2012115034
(式中、X20はO又はSを表し、X21〜X28はC(R20)又はNを表し、R20は水素原子又は置換基を表す。R20のうち少なくとも1つは下記一般式(b1)で表される。)
Figure 2012115034
(式中L20は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から導出される2価の連結基を表す。n23は0又は1〜3の整数を表し、n23が2以上の場合複数のL20は同じでも異なっていてもよい。*は一般式(b)の母核との連結部位を表す。Ar20は下記一般式(b2)で表される基を表す。)
Figure 2012115034
(式中、X29はN(R21)、O又はSを表し、E21〜E28はC(R22)又はNを表し、R21及びR22は水素原子、置換基又はL20との連結部位を表す。*はL20との連結部位を表す。)
5.前記電子輸送層がウェットプロセスで形成されることを特徴とする前記1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2012115034
(In the formula, X 20 represents O or S, X 21 to X 28 represent C (R 20 ) or N, R 20 represents a hydrogen atom or a substituent. At least one of R 20 is represented by the following general formula: (Represented by the formula (b1))
Figure 2012115034
(In the formula, L 20 represents a divalent linking group derived from an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring. N23 represents 0 or an integer of 1 to 3, and when n23 is 2 or more, a plurality of L 20 May be the same or different. * Represents a site of connection with the mother nucleus of the general formula (b), Ar 20 represents a group represented by the following general formula (b2).
Figure 2012115034
(In the formula, X 29 represents N (R 21 ), O or S, E 21 to E 28 represent C (R 22 ) or N, and R 21 and R 22 represent a hydrogen atom, a substituent, or L 20 . of represents a linking site. * represents a linking site with L 20.)
5. 5. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 4, wherein the electron transport layer is formed by a wet process.

6.前記リン光性ドーパントが下記一般式(a)で表されることを特徴とする前記1〜5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   6). 6. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 5, wherein the phosphorescent dopant is represented by the following general formula (a).

Figure 2012115034
(式中、Rは置換基を表す。ZはC−Bと共に5〜7員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。n1は0〜5の整数を表す。Bは炭素原子又は窒素原子を表し、B〜Bは、C(R11)、N、N(R11)、S、C(R11)=C(R12)、C(R11)=N、又はN=Nを表し、B〜Bが共に形成する環は少なくとも一つ窒素原子を有し、単環の芳香族含窒素複素環を表す。R11及びR12は水素原子又は置換基を表す。Mは元素周期表における8〜10族の金属を表す。X及びXは炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表し、LはX及びXと共に2座の配位子を形成する原子群を表す。m1は1〜3の整数を表し、m2は0〜2の整数を表すが、m1+m2は2又は3である。)
7.前記有機エレクトロルミネッセンス素子が少なくとも2層のウェットプロセスで形成された層を有することを特徴とする前記1〜6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2012115034
(In the formula, R 1 represents a substituent. Z represents a nonmetallic atom group necessary for forming a 5- to 7-membered ring together with C—B 0. N 1 represents an integer of 0 to 5. B 0 Represents a carbon atom or a nitrogen atom, and B 1 to B 5 are C (R 11 ), N, N (R 11 ), S, C (R 11 ) = C (R 12 ), C (R 11 ) = N or N = N, and the ring formed by B 1 to B 5 together has at least one nitrogen atom and represents a monocyclic aromatic nitrogen-containing heterocyclic ring, wherein R 11 and R 12 are a hydrogen atom or M 1 represents a group 8-10 metal in the periodic table, X 1 and X 2 represent a carbon atom, a nitrogen atom or an oxygen atom, and L 1 together with X 1 and X 2 is a bidentate. And m1 represents an integer of 1 to 3, m2 represents an integer of 0 to 2, and m1 + m2 is 2 or 3.
7). 7. The organic electroluminescence element according to any one of 1 to 6, wherein the organic electroluminescence element has a layer formed by at least two wet processes.

8.白色発光することを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   8). 8. The organic electroluminescence device according to any one of 1 to 7 above, which emits white light.

9.前記1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。   9. 8. An illuminating device comprising the organic electroluminescent element according to any one of 1 to 7 above.

10.前記1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。   10. A display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of 1 to 7 above.

本発明によれば、外部取り出し量子効率が高く、駆動電圧が低く、経時での電圧上昇が小さく、発光寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an organic electroluminescence device having a high external extraction quantum efficiency, a low driving voltage, a small voltage increase with time, and a long emission lifetime.

電子輸送層のX線回折線を示す図である。It is a figure which shows the X-ray-diffraction line of an electron carrying layer. 有機EL素子から構成される表示装置の一例を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed an example of the display apparatus comprised from an organic EL element. 表示部Aの模式図である。4 is a schematic diagram of a display unit A. FIG. 画素の模式図である。It is a schematic diagram of a pixel. パッシブマトリクス方式フルカラー表示装置の模式図である。It is a schematic diagram of a passive matrix type full-color display device. 照明装置の概略図である。It is the schematic of an illuminating device. 照明装置の模式図である。It is a schematic diagram of an illuminating device.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

《電子輸送層》
前記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、本発明においては電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層若しくは複数層を設けることができる。
《Electron transport layer》
The electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in the present invention, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. The electron transport layer can be provided with a single layer or a plurality of layers.

前記電子輸送層の合計の膜厚は、50〜200nmの範囲内であり、電子輸送材料の結晶粒によるX線回折線が観察される。   The total film thickness of the electron transport layer is in the range of 50 to 200 nm, and X-ray diffraction lines due to crystal grains of the electron transport material are observed.

電子輸送層に用いられる電子輸送材料(正孔阻止材料、電子注入材料も含む)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する。   An electron transport material (including a hole blocking material and an electron injection material) used for the electron transport layer has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer.

電子輸送層中に結晶粒を存在させるという目的から、電子輸送材料としては芳香族縮合環を有する化合物が好ましく、より好ましくは芳香族縮合環を2つ以上有する化合物が好ましい。これは芳香環同士のπ−π相互作用により分子が配向・配列し結晶粒を生じやすくなり、さらに芳香族単環(ベンゼン環やピリジン環など)よりも芳香族縮合環の方がより相互作用が大きいためである。より好ましくは3つ以上の環で構成された芳香族縮合環である。さらに、分子内に2つ以上の芳香族縮合環を有することによって分子間で相互作用する領域が増え、より配向・配列しやすくなる。   For the purpose of allowing crystal grains to exist in the electron transport layer, the electron transport material is preferably a compound having an aromatic condensed ring, more preferably a compound having two or more aromatic condensed rings. This is because π-π interaction between aromatic rings causes the molecules to be oriented and aligned, making it easier to form crystal grains. Furthermore, aromatic condensed rings interact more than aromatic single rings (such as benzene and pyridine rings). This is because it is large. More preferably, it is an aromatic condensed ring composed of three or more rings. Furthermore, by having two or more aromatic condensed rings in the molecule, the region that interacts between the molecules increases, and it becomes easier to align and align.

また、分子の配列のしやすさから、分子全体で球状の形態を取りやすい有機金属錯体以外の有機化合物が好ましい。   In addition, an organic compound other than the organometallic complex that easily takes a spherical shape in the whole molecule is preferable because of easy arrangement of molecules.

電子輸送層に用いられる従来公知の材料(以下、電子輸送材料という)の好ましい例としては、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。   Preferable examples of conventionally known materials used for the electron transport layer (hereinafter referred to as electron transport materials) include compounds represented by the following general formula (1).

Figure 2012115034
(式中、Arは置換基を有していても良い芳香族縮合環を表し、Ar及びArは置換基を有していても良い芳香環を表し、A、Ar又はArが芳香族縮合環を表す場合、下記式(1)を満足する。n01は1以上の整数を表し、n02及びn03は0〜3の整数を表し、n01+n02+n03≧2である。n01、n02及びn03が2以上の場合、Ar、Ar及びArは同じでも異なっていても良い。)
式(1)
{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n01}+{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n02}+{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n03}≧4
式(1)は、分子内の芳香族縮合環が3つ以下の環で構成されている場合、分子同士がより配向・配列しやすい程度の分子間相互作用を得るために、分子内に2つ以上の芳香族縮合環が存在することを意味する。
Figure 2012115034
(In the formula, Ar 1 represents an aromatic condensed ring which may have a substituent, Ar 2 and Ar 3 represent an aromatic ring which may have a substituent, and A 1 , Ar 2 or Ar When 3 represents an aromatic condensed ring, the following formula (1) is satisfied: n01 represents an integer of 1 or more, n02 and n03 represent integers of 0 to 3, and n01 + n02 + n03 ≧ 2. When n03 is 2 or more, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may be the same or different.)
Formula (1)
{(Number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by Ar 1 ) × n01} + {(Number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by Ar 2 ) × n02} + {(Ar 3 The number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by: xn03} ≧ 4
Formula (1) shows that when the aromatic condensed ring in the molecule is composed of 3 or less rings, in order to obtain an intermolecular interaction that allows the molecules to be more easily oriented and aligned, It means that one or more aromatic fused rings are present.

Ar〜Arが有していてもよい置換基としては、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、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、アルケニル基(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)、非芳香族炭化水素環基(例えば、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)、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)、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)、テトラヒドロナフタレン環、9,10−ジヒドロアントラセン環、ビフェニレン環等から導出される一価の基)、非芳香族複素環基(例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε−カプロラクトン環、ε−カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3−ジオキサン環、1,4−ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン−1,1−ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]−オクタン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、オキサントレン環、チオキサンテン環、フェノキサチイン環等から導出される一価の基)、芳香族炭化水素基(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から導出される一価の基)、芳香族複素環基(例えば、シロール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンズイミダゾール環、ベンズチアゾール環、ベンズオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、チエノチオフェン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環(カルバゾール環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わったものを表す)、ジベンゾシロール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾチオフェン環やジベンゾフラン環を構成する炭素原子の任意の一つ以上が窒素原子で置き換わった環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、アクリジン環、ベンゾキノリン環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、ジベンゾカルバゾール環、インドロカルバゾール環、ジチエノベンゼン環等から導出される一価の基)、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)、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)、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、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、ホスホノ基等が挙げられる。Examples of the substituent that Ar 1 to Ar 3 may have include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, and a dodecyl group). Group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group etc.), alkenyl group (eg vinyl group, allyl group etc.), alkynyl group (eg ethynyl group, propargyl group etc.), non-aromatic hydrocarbon ring group (eg cyclo Alkyl groups (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), cycloalkoxy groups (eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.), cycloalkylthio groups (eg, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.), tetrahydronaphthalene ring, 9 , 10-Dihydroanthracene ring, biphenyle A monovalent group derived from a ring, etc.), a non-aromatic heterocyclic group (for example, epoxy ring, aziridine ring, thiirane ring, oxetane ring, azetidine ring, thietane ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, pyrrolidine ring, pyrazolidine ring , Imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ε-caprolactone ring, ε-caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring 1,3-dioxane ring, 1,4-dioxane ring, trioxane ring, tetrahydrothiopyran ring, thiomorpholine ring, thiomorpholine-1,1-dioxide ring, pyranose ring, diazabicyclo [2,2,2] -octane Ring, phenoxazine , Monovalent group derived from phenothiazine ring, oxanthrene ring, thioxanthene ring, phenoxathiin ring, etc.), aromatic hydrocarbon group (for example, 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, picene ring, pyrene ring, pyranthrene ring, monovalent group derived from anthraanthrene ring, etc.), aromatic heterocyclic group (for example, silole ring, furan ring, thiophene ring, oxazole) Ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazi Ring, triazine ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzthiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, thienothiophene ring, Consists of carbazole ring, azacarbazole ring (represents any one or more of carbon atoms constituting carbazole ring replaced by nitrogen atom), dibenzosilole ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, benzothiophene ring or dibenzofuran ring Rings in which any one or more carbon atoms are replaced by nitrogen atoms, benzodifuran rings, benzodithiophene rings, acridine rings, benzoquinoline rings, phenazine rings, phenanthridine rings, phenanthroline rings, cyclazine rings, quinines Dorin ring, tepenidine ring, quinindrine ring, triphenodithiazine ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring, naphthodifuran ring, naphthodithiophene ring, anthrafuran ring, A monovalent group derived from an anthradifuran ring, an anthrathiophene ring, an anthradithiophene ring, a thianthrene ring, a phenoxathiin ring, a dibenzocarbazole ring, an indolocarbazole ring, a dithienobenzene ring, etc.), an alkoxy group (for example, , Methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.), aryloxy group (eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.), alkylthio group (eg, methylthio group) , Ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group, octylthio group, dodecylthio 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 (eg, phenyloxycarbonyl group, naphthyloxycarbonyl group, etc.), sulfamoyl group (eg, aminosulfonyl group, methylaminosulfonyl group, Dimethylaminosulfonyl group, butylaminosulfonyl group, hexylaminosulfonyl group, cyclohexylaminosulfonyl group, octylaminosulfonyl group, dodecylaminosulfonyl group 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) , Phenylcarbonyloxy group, etc.), amide group (for example, methylcarbonylamino group, ethylcarbonylamino group, dimethylcarbonylamino group, propylcarbonylamino group) Group, pentylcarbonylamino group, cyclohexylcarbonylamino group, 2-ethylhexylcarbonylamino group, octylcarbonylamino group, dodecylcarbonylamino group, phenylcarbonylamino group, naphthylcarbonylamino group, etc.), carbamoyl group (for example, aminocarbonyl group) , Methylaminocarbonyl group, dimethylaminocarbonyl group, propylaminocarbonyl group, pentylaminocarbonyl group, cyclohexylaminocarbonyl group, octylaminocarbonyl group, 2-ethylhexylaminocarbonyl group, dodecylaminocarbonyl group, phenylaminocarbonyl group, naphthylamino Carbonyl group, 2-pyridylaminocarbonyl group, etc.), ureido group (for example, methylureido group, ethylureido group, pentylurea) 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 (for example, phenylsulfonyl group, naphthyl group) Rusulfonyl group, 2-pyridylsulfonyl group, etc.), amino group (for example, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butylamino group, cyclopentylamino group, 2-ethylhexylamino group, dodecylamino group, anilino group, naphthyl) Amino group, 2-pyridylamino group, etc.), halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, fluorinated hydrocarbon 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.), phosphono group and the like.

より好ましくはArが芳香族縮合環であり、n03が1〜3である。また、Arで表される芳香族縮合環は3つ以上の環が縮合した縮合環であることが好ましい。さらにArで表される芳香族縮合環も3つ以上の環が縮合した縮合環であることが好ましい。また、n01+n02+n03≧3であることが好ましい。More preferably, Ar 3 is an aromatic condensed ring and n03 is 1 to 3. The aromatic condensed ring represented by Ar 1 is preferably a condensed ring in which three or more rings are condensed. Furthermore, the aromatic condensed ring represented by Ar 3 is also preferably a condensed ring in which three or more rings are condensed. Moreover, it is preferable that n01 + n02 + n03 ≧ 3.

一般式(1)の化合物の中でも、更に好ましい化合物は、下記一般式(b)の化合物である。   Among the compounds of the general formula (1), a more preferable compound is a compound of the following general formula (b).

Figure 2012115034
(式中、X20はO又はSを表し、X21〜X28はC(R20)又はNを表し、R20は水素原子又は置換基を表す。R20のうち少なくとも1つは下記一般式(b1)で表される。)
20で表される置換基としては、前述のAr〜Arが有していてもよい置換基等が挙げられる。
Figure 2012115034
(In the formula, X 20 represents O or S, X 21 to X 28 represent C (R 20 ) or N, R 20 represents a hydrogen atom or a substituent. At least one of R 20 is represented by the following general formula: (Represented by the formula (b1))
Examples of the substituent represented by R 20 include the substituents that Ar 1 to Ar 3 may have.

Figure 2012115034
(式中L20は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から導出される2価の連結基を表す。n23は0又は1〜3の整数を表し、n23が2以上の場合複数のL20は同じでも異なっていてもよい。*は一般式(b)の母核との連結部位を表す。Ar20は下記一般式(b2)で表される基を表す。)
Figure 2012115034
(式中、X29はN(R21)、O又はSを表し、E21〜E28はC(R22)又はNを表し、R21及びR22は水素原子、置換基又はL20との連結部位を表す。*はL20との連結部位を表す。)
21及びR22で表される置換基としては、前述のAr〜Arが有していてもよい置換基等が挙げられる。
Figure 2012115034
(In the formula, L 20 represents a divalent linking group derived from an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring. N23 represents 0 or an integer of 1 to 3, and when n23 is 2 or more, a plurality of L 20 May be the same or different. * Represents a site of connection with the mother nucleus of the general formula (b), Ar 20 represents a group represented by the following general formula (b2).
Figure 2012115034
(In the formula, X 29 represents N (R 21 ), O or S, E 21 to E 28 represent C (R 22 ) or N, and R 21 and R 22 represent a hydrogen atom, a substituent, or L 20 . of represents a linking site. * represents a linking site with L 20.)
Examples of the substituent represented by R 21 and R 22 include the substituents that Ar 1 to Ar 3 may have.

さらにより好ましくは、一般式(b)で表される化合物は、分子内に少なくとも1つの窒素原子を含む6員芳香族複素環、又は、縮合環を構成する環の1つとして少なくとも1つの窒素原子を含む6員芳香族複素環、を有する縮合環を有する。   Even more preferably, the compound represented by the general formula (b) is a 6-membered aromatic heterocyclic ring containing at least one nitrogen atom in the molecule, or at least one nitrogen as one of the rings constituting the condensed ring. It has a condensed ring having a 6-membered aromatic heterocyclic ring containing an atom.

一般式(b)は、更に下記一般式(b3)で表される化合物であることが好ましく、一般式(b3)はさらに一般式(b3−1)または(b3−2)で表される化合物であることが好ましい。   The general formula (b) is preferably a compound further represented by the following general formula (b3), and the general formula (b3) is further represented by the general formula (b3-1) or (b3-2). It is preferable that

Figure 2012115034
(式中、X20〜X28は一般式(b)のX20〜X28と同義であり、X29及びE21〜E28は一般式(b2)のX29及びE21〜E28と同義であり、L20及びn23は一般式(b1)のL20及びn23と同義である。)
Figure 2012115034
(一般式(b3−1)及び(b3−2)において、X20〜X28は一般式(b)のX20〜X28と同義であり、X29及びE21〜E28は一般式(b2)のX29及びE21〜E28と同義であり、L20及びn23は一般式(b1)のL20及びn23と同義である。)
Figure 2012115034
(Wherein, X 20 to X 28 have the same meanings as X 20 to X 28 in formula (b), X 29 and E 21 to E 28 and X 29 and E 21 to E 28 in the general formula (b2) are synonymous, L 20 and n23 have the same meanings as L 20 and n23 of the general formula (b1).)
Figure 2012115034
(In the general formula (b3-1) and (b3-2), X 20 ~X 28 has the same meaning as X 20 to X 28 in formula (b), X 29 and E 21 to E 28 have the general formula ( b2) have the same meanings as X 29 and E 21 to E 28 of, L 20 and n23 have the same meanings as L 20 and n23 of the general formula (b1).)

また、一般式(b)は、さらに下記一般式(b4)で表される化合物であることが好ましく、一般式(b4)はさらに一般式(b4−1)または(b4−2)で表される化合物であることが好ましい。

Figure 2012115034
(式中、X20〜X28は一般式(b)のX20〜X28と同義であり、E21〜E28は一般式(b2)のE21〜E28と同義であり、L20及びn23は一般式(b1)のL20及びn23と同義である。)
Figure 2012115034
(一般式(b4−1)及び(b4−2)において、X20〜X28は一般式(b)のX20〜X28と同義であり、E21〜E28は一般式(b2)のE21〜E28と同義であり、L20及びn23は一般式(b1)のL20及びn23と同義である。)
以下に一般式(b)で表される化合物の具体例を示す。なお、下記一般式(b)の化合物は発光層のホスト化合物としても用いることができる。Moreover, it is preferable that general formula (b) is a compound further represented by the following general formula (b4), and general formula (b4) is further represented by general formula (b4-1) or (b4-2). It is preferable that it is a compound.
Figure 2012115034
(Wherein, X 20 to X 28 have the same meanings as X 20 to X 28 in formula (b), E 21 ~E 28 has the same meaning as E 21 to E 28 in the general formula (b2), L 20 and n23 have the same meanings as L 20 and n23 of the general formula (b1).)
Figure 2012115034
(In the general formula (b4-1) and (b4-2), X 20 ~X 28 has the same meaning as X 20 to X 28 in formula (b), E 21 ~E 28 the general formula (b2) E 21 to E 28 in the above formula, L 20 and n23 have the same meanings as L 20 and n23 of the general formula (b1).)
Specific examples of the compound represented by the general formula (b) are shown below. In addition, the compound of the following general formula (b) can be used also as a host compound of a light emitting layer.

Figure 2012115034
Figure 2012115034

Figure 2012115034
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本発明に係る一般式(b)で表される化合物は、国際公開第07/111176号パンフレット、Chem.Mater.2008,20,5951、実験化学講座第5版(日本化学会編)等に記載の公知の方法を参照して合成することができる。   The compound represented by the general formula (b) according to the present invention is disclosed in International Publication No. 07/111176 pamphlet, Chem. Mater. It can be synthesized by referring to known methods described in 2008, 20, 5951, Experimental Chemistry Course 5th Edition (Edited by Chemical Society of Japan).

以下に、上記化合物の具体例の代表的な化合物の合成例を示す。   Below, the synthesis example of the typical compound of the specific example of the said compound is shown.

《化合物85の合成》

Figure 2012115034
酢酸22ml、無水酢酸22mlの溶液に化合物(3)6.3g、ヨウ素4.7gを加えた。更に化合物(8)3gを5分で添加し、硫酸を2〜3滴加え20分攪拌した。反応液を5%亜硫酸ナトリウム水溶液300mlにあけ、炭酸ナトリウム1gを加えた後、減圧濾過で粗結晶を得た。クロロホルムで再結晶し、化合物(9)4.7g(収率62.2%)を得た。<< Synthesis of Compound 85 >>
Figure 2012115034
To a solution of 22 ml of acetic acid and 22 ml of acetic anhydride, 6.3 g of compound (3) and 4.7 g of iodine were added. Further, 3 g of compound (8) was added in 5 minutes, and 2 to 3 drops of sulfuric acid was added and stirred for 20 minutes. The reaction solution was poured into 300 ml of 5% aqueous sodium sulfite solution, 1 g of sodium carbonate was added, and then crude crystals were obtained by filtration under reduced pressure. Recrystallization from chloroform gave 4.7 g (yield 62.2%) of compound (9).

化合物(9)4.7g、化合物(10)3.2g、炭酸カリウム2.3g、Cu粉2.1g、dryDMAc60mlを混合し、窒素気流下、20時間攪拌した。(内温135〜137℃)不溶分を減圧濾過した。濾液に井水15mlを加え析出した固体を減圧濾過した。得られた粗製品をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、展開液:酢酸エチル/トルエン)で精製し、化合物(11)を得た。収量3.4g(収率50%)。   4.7 g of compound (9), 3.2 g of compound (10), 2.3 g of potassium carbonate, 2.1 g of Cu powder and 60 ml of dryDMAc were mixed and stirred for 20 hours under a nitrogen stream. (Internal temperature 135 to 137 ° C.) Insoluble matter was filtered under reduced pressure. 15 ml of well water was added to the filtrate, and the precipitated solid was filtered under reduced pressure. The resulting crude product was purified by column chromatography (silica gel, developing solution: ethyl acetate / toluene) to obtain compound (11). Yield 3.4 g (50% yield).

化合物(11)3.4g、化合物(12)2.3g、微粉炭酸カリウム1.0g、DMSO50mlを混合した後、系内を窒素気流で20分置換した。続いてPdCl2dppf0.45gを投入し、加熱攪拌2時間行った。(内温75〜80℃)室温まで冷却し、井水4mlを加えた。室温で攪拌し析出した固体を減圧濾過した。得られた粗製品をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、展開液:酢酸エチル/トルエン)で精製し、更に、THF/MeOH系で再結晶し化合物85、2.7gを得た。(収率66.0%)
構造はH−NMRスペクトル及び質量分析スペクトルによって確認した。
After mixing 3.4 g of compound (11), 2.3 g of compound (12), 1.0 g of finely divided potassium carbonate, and 50 ml of DMSO, the system was replaced with a nitrogen stream for 20 minutes. Subsequently, 0.45 g of PdCl2dppf was added, followed by heating and stirring for 2 hours. (Internal temperature 75-80 ° C.) Cooled to room temperature, 4 ml of well water was added. The precipitated solid was stirred at room temperature and filtered under reduced pressure. The obtained crude product was purified by column chromatography (silica gel, developing solution: ethyl acetate / toluene), and further recrystallized from a THF / MeOH system to obtain 2.7 g of Compound 85. (Yield 66.0%)
The structure was confirmed by 1 H-NMR spectrum and mass spectrometry spectrum.

電子輸送材料のTgは、加熱により大きく結晶粒子を成長させないために、100℃以上であることが好ましい。電子輸送層における電子輸送材料の結晶粒子の大きさは、電子顕微鏡で観察した数平均粒子径で1nm以下であることが、発光寿命の点から好ましい。   The Tg of the electron transport material is preferably 100 ° C. or higher in order not to grow large crystal grains by heating. The size of the crystal particles of the electron transport material in the electron transport layer is preferably 1 nm or less in terms of the number average particle diameter observed with an electron microscope from the viewpoint of the light emission lifetime.

前記特許文献2では、電子輸送材料はマトリックスとn型ドーパントを用いているが、本発明においては発光寿命を改善できることから、電子輸送層は単一の材料で構成することが好ましい。   In Patent Document 2, the electron transport material uses a matrix and an n-type dopant. However, in the present invention, since the emission lifetime can be improved, the electron transport layer is preferably formed of a single material.

(電子輸送層の形成方法)
電子輸送層は電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいい、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。))等により、製膜して形成することができるが、本発明のX線回折線が観察される電子輸送層が効率的に得られることから湿式法が好ましい。
(Method for forming electron transport layer)
The electron transport layer is made of an electron transport material such as a vacuum deposition method, a wet method (also referred to as a wet process, such as a spin coating method, a casting method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method, an ink jet method, a printing method, or a spraying method. The film can be formed by coating method, curtain coating method, LB method (Langmuir Brodgett method, etc.)), etc. The wet method is preferred because the observed electron transport layer can be obtained efficiently.

電子輸送層を湿式法により形成する場合、塗布液は電子輸送材料を溶媒に溶解して作製される。X線回折線が観察されるかどうかは、電子輸送材料と溶媒の組み合わせにより大きく影響され、適当な該組み合わせの塗布液を用いることにより、X線回折線が観察される電子輸送層を形成することができる。   When the electron transport layer is formed by a wet method, the coating liquid is prepared by dissolving an electron transport material in a solvent. Whether or not X-ray diffraction lines are observed is greatly influenced by the combination of the electron transport material and the solvent, and by using a coating solution of the appropriate combination, an electron transport layer in which X-ray diffraction lines are observed is formed. be able to.

X線回折線が観察される電子輸送層を塗布により形成するための塗布液の溶媒としては、低級アルコール、フッ素系アルコール、飽和炭化水素系溶媒、芳香族系溶媒、ハロゲン系溶媒などが挙げられる。具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、テトラフルオロプロパノール、ヘキサン、シクロヘキサン、トルエン、ジクロロエタンなどが挙げられる。より好ましくは低級アルコール、フッ素系アルコール、飽和炭化水素系溶媒である。   Examples of the solvent of the coating solution for forming an electron transport layer in which X-ray diffraction lines are observed by coating include lower alcohols, fluorine alcohols, saturated hydrocarbon solvents, aromatic solvents, halogen solvents, and the like. . Specific examples include methanol, ethanol, propanol, tetrafluoropropanol, hexane, cyclohexane, toluene, dichloroethane and the like. More preferred are lower alcohols, fluorinated alcohols, and saturated hydrocarbon solvents.

上記により形成された電子輸送層において、X線回折線が観察されるようにするには、電子輸送層の塗布後、溶媒を除去した状態で、加熱する方法も用いられる。   In order to observe X-ray diffraction lines in the electron transport layer formed as described above, a method of heating in a state where the solvent is removed after application of the electron transport layer is also used.

電子輸送層を真空蒸着法で設ける場合、X線回折線が観察されるようにするには、蒸着中又は蒸着後に加熱することが好ましい。   When the electron transport layer is provided by a vacuum vapor deposition method, it is preferable to heat during or after vapor deposition in order to observe X-ray diffraction lines.

加熱温度は電子輸送材料により異なるが、基材がガラスであれば40℃以上250℃以下が好ましく、基材が樹脂であれば40℃以上基材のTg以下が好ましい。加熱時間は、10分以上2時間以下が好ましい。10分以上であれば有機EL素子の寿命を長くする効果が大きく、2時間以下であれば効率的に製造可能である。   The heating temperature varies depending on the electron transport material, but is preferably 40 ° C. or higher and 250 ° C. or lower if the substrate is glass, and preferably 40 ° C. or higher and Tg or lower of the substrate if the substrate is a resin. The heating time is preferably 10 minutes or more and 2 hours or less. If it is 10 minutes or more, the effect of extending the lifetime of the organic EL element is great, and if it is 2 hours or less, it can be efficiently produced.

前記電子輸送層の膜厚は50nm〜200nmの範囲内である。50nm以上であれば、表面プラズモンによる光取り出し損失を少なくすることができ、200nm以下であれば、電圧を低くすることができる。より好ましくは50〜100nmの範囲内である。   The thickness of the electron transport layer is in the range of 50 nm to 200 nm. If it is 50 nm or more, light extraction loss due to surface plasmons can be reduced, and if it is 200 nm or less, the voltage can be lowered. More preferably, it exists in the range of 50-100 nm.

本発明においては、電子輸送層が単一の材料であることが好ましい。例えば前記特許文献2では電子輸送層としてマトリックスとn型ドーパントの混合層を用いており、該マトリックスのLUMOとn型ドーパントのHOMOのエネルギー差の小さい材料を用いることを特徴としている。しかしながら、上記特許文献に記載されているn型ドーパントや、リチウム金属化合物などの一般的に用いられるn型ドーパントは酸化力が高いために、金属電極をも酸化してしまう傾向がある。これは発光ムラなどの原因となるため、改善することが好ましい。   In the present invention, the electron transport layer is preferably a single material. For example, in Patent Document 2, a mixed layer of a matrix and an n-type dopant is used as an electron transport layer, and a material having a small energy difference between LUMO of the matrix and HOMO of the n-type dopant is used. However, generally used n-type dopants such as n-type dopants and lithium metal compounds described in the above-mentioned patent documents have a high oxidizing power, and therefore tend to oxidize metal electrodes. Since this causes light emission unevenness and the like, it is preferable to improve it.

また、ドーピングされた層は成膜直後は均一であるが、経時や高温保存等によって相分離を起こしやすく、キャリアの輸送バランスが崩れ、発光効率の低下や寿命の劣化を招きやすい。   In addition, the doped layer is uniform immediately after film formation, but phase separation is likely to occur due to aging or storage at high temperature, and the carrier transport balance is lost, leading to a decrease in luminous efficiency and a decrease in lifetime.

それに対し、単一材料で形成する場合は、相分離を生ぜず、さらに電極酸化の原因となる酸化力の強いドーパントを用いずに高移動度を達成できることから好ましい。   On the other hand, the formation of a single material is preferable because it does not cause phase separation and can achieve high mobility without using a dopant having strong oxidizing power that causes electrode oxidation.

また、不純物をドープしたn性の高い電子輸送層を用いることもできる。   Further, an electron transport layer having a high n property doped with impurities can also be used.

以下、本発明の白色有機EL素子の電子輸送層の形成に用いられる一般式(b)で表される化合物以外の従来公知の化合物(電子輸送材料)、及び前記一般式(1)で表される化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, conventionally known compounds (electron transport materials) other than the compound represented by the general formula (b) used for forming the electron transport layer of the white organic EL device of the present invention, and the general formula (1). Specific examples of the compounds are given below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2012115034
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Figure 2012115034
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(X線回折線)
電子輸送層において結晶粒のX線回折線が観察されるとは、例えば、結晶粉末のX線回折線と同様のピークが電子輸送層のX線回折線でも観察されることをいう。更に結晶粒(分子の配向・配列が揃った領域)が大きい場合には、電子顕微鏡により粒子が観察される。
(X-ray diffraction line)
The phrase “X-ray diffraction lines of crystal grains are observed in the electron transport layer” means that, for example, the same peak as the X-ray diffraction lines of the crystal powder is also observed in the X-ray diffraction lines of the electron transport layer. Further, when the crystal grains (regions in which the orientation and arrangement of molecules are aligned) are large, the particles are observed with an electron microscope.

電子輸送層のX線回折測定には、例えば、株式会社リガク製薄膜構造評価装置ATX−Gを用いることができる。その測定条件を下記に示す。   For the X-ray diffraction measurement of the electron transport layer, for example, a thin film structure evaluation apparatus ATX-G manufactured by Rigaku Corporation can be used. The measurement conditions are shown below.

X線はターゲットを銅とし、15kWの出力で発生させる。スリットコリメーション光学系を用いて測定を行う。平行ビームとしたX線を全反射臨界角近傍の低角で入射させ、X線の侵入深さを膜厚同等にする。   X-rays are generated with a target of copper and an output of 15 kW. Measurement is performed using a slit collimation optical system. The parallel X-rays are incident at a low angle near the total reflection critical angle, and the penetration depth of the X-rays is made equal to the film thickness.

本発明のX線回折測定においては、入射角度(試料面とのなす角)を0.23°とし、X線照射面積はスリットの大きさで制限し、最大の照射面積が25mmとなるように調整する。In the X-ray diffraction measurement of the present invention, the incident angle (angle formed with the sample surface) is 0.23 °, the X-ray irradiation area is limited by the size of the slit, and the maximum irradiation area is 25 mm 2. Adjust to.

入射角度を一定とし、検出器を2θ=5°〜45°で走査し、X線強度を計測する。   The incident angle is fixed, the detector is scanned at 2θ = 5 ° to 45 °, and the X-ray intensity is measured.

図1に粉体のX線回折線と薄膜(電子輸送層)のX線回折線の関係を示した。図1に示したX線回折線21、22及び23は同じ電子輸送材料から形成された電子輸送層のX線回折線であり、21は結晶粒が存在しない薄膜のX線回折線であり、22及び23は製造方法が異なる薄膜のX線回折線である。X線回折線24は同じ電子輸送材料の粉体のX線回折線である。X線回折線23は結晶粉体のX線回折線24と同じ位置にピークを生じるが、X線回折線22はピークの位置が異なっている。ピークの位置は結晶粒中の分子の配列によって変わるため、粉体中の結晶粒と薄膜中の結晶粒の分子の配列が異なっている場合は、このように異なる位置にピークが現れることがあるが、この場合も薄膜中に結晶粒が存在していることを示す。   FIG. 1 shows the relationship between the X-ray diffraction line of the powder and the X-ray diffraction line of the thin film (electron transport layer). X-ray diffraction lines 21, 22 and 23 shown in FIG. 1 are X-ray diffraction lines of an electron transport layer formed of the same electron transport material, 21 is an X-ray diffraction line of a thin film having no crystal grains, Reference numerals 22 and 23 denote X-ray diffraction lines of thin films with different manufacturing methods. The X-ray diffraction line 24 is an X-ray diffraction line of the same electron transport material powder. The X-ray diffraction line 23 has a peak at the same position as the X-ray diffraction line 24 of the crystal powder, but the X-ray diffraction line 22 has a different peak position. Since the position of the peak varies depending on the molecular arrangement in the crystal grains, if the molecular arrangement of the crystal grains in the powder is different from that of the crystal grains in the thin film, the peak may appear at such different positions. However, in this case as well, crystal grains are present in the thin film.

本発明に係る電子輸送層においてX線回折測定で結晶粒が含有されないとは、X線回折ピークが観測されないことであるが、具体的には、X線回折測定において、回折ピークが観測されない場合、電子輸送層中の対象化合物の結晶化度が1%以下の場合に回折ピークが観測されない。その場合、本願では、X線回折測定で測定される微結晶粒を電子輸送層が含有しないと定義する。   In the electron transport layer according to the present invention, the fact that no crystal grains are contained in the X-ray diffraction measurement means that no X-ray diffraction peak is observed. Specifically, in the X-ray diffraction measurement, no diffraction peak is observed. No diffraction peak is observed when the crystallinity of the target compound in the electron transport layer is 1% or less. In that case, in this application, it defines that the electron transport layer does not contain the microcrystal grain measured by X-ray-diffraction measurement.

前記結晶化度とは、全X線散乱強度(積分強度)に対する、結晶性の回折ピークの積分強度の割合のことをいう。少なくとも3点、好ましくは5点以上X線回折測定を行い、結晶化度を算出し、その平均をもって、結晶性を判定する。   The crystallinity refers to the ratio of the integrated intensity of the crystalline diffraction peak to the total X-ray scattering intensity (integrated intensity). X-ray diffraction measurement is performed at least 3 points, preferably 5 points or more, crystallinity is calculated, and crystallinity is determined based on the average.

本発明においては結晶化度は1〜15%の範囲が好ましく、結晶化度がこの範囲であると本発明の効果が良く現れ、発光素子の駆動電圧を低く抑えられる場合があり、発光性能の劣化を防ぐことができ有機EL素子の保存安定性が良い。   In the present invention, the crystallinity is preferably in the range of 1 to 15%, and if the crystallinity is in this range, the effect of the present invention appears well, and the driving voltage of the light emitting element may be kept low. Deterioration can be prevented and the storage stability of the organic EL element is good.

また、層中に存在する結晶粒の大きさとしては5nm以下が好ましく、1nm以下が更に好ましい。結晶粒を小さくすることにより、結晶部分に電流が集中することによるキャリアトラップの形成することを防ぎ、長時間使用したときのダークスポットの生成や電界集中による素子破壊を防止して寿命を長くすることができる。結晶粒の大きさは従来よく知られている電子顕微鏡等で観察することができる。さらに結晶粒は層内に均一に存在することが好ましい。   The size of the crystal grains present in the layer is preferably 5 nm or less, and more preferably 1 nm or less. By making the crystal grains smaller, it prevents the formation of carrier traps due to the concentration of current in the crystal part, and prevents the generation of dark spots and device breakdown due to electric field concentration when used for a long time, thus extending the life. be able to. The size of the crystal grains can be observed with a conventionally well-known electron microscope or the like. Further, the crystal grains are preferably present uniformly in the layer.

X線回折の測定及び電子顕微鏡の観察は電子輸送層が形成された時点で行う。電子輸送層の工程以降で熱処理がある場合は、電子輸送層まで形成した試料を同様に熱処理してから、測定及び観察を行う。   X-ray diffraction measurement and observation with an electron microscope are performed when the electron transport layer is formed. When heat treatment is performed after the step of the electron transport layer, the sample formed up to the electron transport layer is similarly heat treated, and then measurement and observation are performed.

《有機EL素子の構成層》
本発明の有機EL素子の構成層について説明する。本発明において、有機EL素子の層
構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
(i)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(vi)陽極/正孔輸送層/陽極バッファー層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(vii)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
発光層は、ユニットを形成して発光層ユニットにすることもある。
<< Constituent layers of organic EL elements >>
The constituent layers of the organic EL element of the present invention will be described. In this invention, although the preferable specific example of the layer structure of an organic EL element is shown below, this invention is not limited to these.
(I) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode (ii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode (iii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron Transport layer / cathode (iv) anode / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (v) anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / hole Blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (vi) anode / hole transport layer / anode buffer layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode (vii) anode / anode buffer Layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode The light emitting layer may form a unit to form a light emitting layer unit.

更に、発光層間には非発光性の中間層を有していてもよく、中間層は電荷発生層を含んでいてもよい。本発明の有機EL素子としては白色発光層であることが好ましく、これらを用いた照明装置であることが好ましい。   Further, a non-light emitting intermediate layer may be provided between the light emitting layers, and the intermediate layer may include a charge generation layer. The organic EL element of the present invention is preferably a white light emitting layer, and is preferably a lighting device using these.

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

《発光層》
本発明に係る発光層は、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。
<Light emitting layer>
The light emitting layer according to the present invention is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from the electrode, the electron transport layer, or the hole transport layer, and the light emitting portion is in the layer of the light emitting layer. May be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.

発光層の膜厚の総和は特に制限はないが、膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm〜5μmの範囲に調整することが好ましく、更に好ましくは2nm〜200nmの範囲に調整され、特に好ましくは、5nm〜100nmの範囲である。   The total film thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the uniformity of the film, preventing unnecessary application of high voltage during light emission, and improving the stability of the emission color with respect to the drive current. It is preferable to adjust in the range of 2 nm to 5 μm, more preferably in the range of 2 nm to 200 nm, and particularly preferably in the range of 5 nm to 100 nm.

発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、湿式法(ウェットプロセスともいい、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。))等により製膜して形成することができる。本発明の化合物を発光層に用いる場合、ウェットプロセスで作製することが好ましい。   For the production of the light emitting layer, a light emitting dopant or host compound described later is used, for example, a vacuum deposition method, a wet method (also referred to as a wet process, for example, a spin coating method, a casting method, a die coating method, a blade coating method, a roll coating method, An ink-jet method, a printing method, a spray coating method, a curtain coating method, an LB method (a Langmuir-Blodgett method and the like can be used)) and the like can be formed. When using the compound of this invention for a light emitting layer, producing by a wet process is preferable.

本発明の有機EL素子の発光層には、発光ドーパント(リン光発光性ドーパント(リン光ドーパント、リン光発光性ドーパント基ともいう)や蛍光ドーパント等)化合物と、発光ホスト化合物とを含有することが好ましい。   The light emitting layer of the organic EL device of the present invention contains a light emitting dopant (phosphorescent dopant (also referred to as phosphorescent dopant, phosphorescent dopant group) or fluorescent dopant) compound and a light emitting host compound. Is preferred.

(発光性ドーパント化合物)
発光性ドーパント化合物(発光ドーパントともいう)について説明する。
(Luminescent dopant compound)
A light-emitting dopant compound (also referred to as a light-emitting dopant) will be described.

発光性ドーパントとしては、蛍光ドーパント(蛍光性化合物ともいう)、リン光ドーパント(リン光発光体、リン光性化合物、リン光発光性化合物等ともいう)を用いることができる。   As the light-emitting dopant, a fluorescent dopant (also referred to as a fluorescent compound) or a phosphorescent dopant (also referred to as a phosphorescent emitter, a phosphorescent compound, a phosphorescent compound, or the like) can be used.

(リン光ドーパント(リン光発光ドーパントともいう))
本発明に係るリン光ドーパントについて説明する。
(Phosphorescent dopant (also called phosphorescent dopant))
The phosphorescent dopant according to the present invention will be described.

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

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

リン光ドーパントの発光は原理としては2種挙げられ、1つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こって発光性ホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをリン光ドーパントに移動させることでリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型、もう1つはリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、リン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり、リン光ドーパント化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型であるが、いずれの場合においても、リン光ドーパントの励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。   There are two types of light emission of the phosphorescent dopant in principle. One is the recombination of carriers on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the luminescent host compound, and this energy is used as the phosphorescent dopant. The energy transfer type in which light emission from the phosphorescent dopant is obtained by moving to the other, and the other is that the phosphorescent dopant becomes a carrier trap, carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant, and light emission from the phosphorescent dopant compound occurs. In any case, the excited state energy of the phosphorescent dopant is required to be lower than the excited state energy of the host compound.

また、本発明に係る発光層には、以下の特許公報に記載されている化合物等を併用してもよい。   Moreover, you may use together the compound etc. which are described in the following patent gazettes in the light emitting layer which concerns on this invention.

例えば、国際公開第00/70655号パンフレット、特開2002−280178号公報、特開2001−181616号公報、特開2002−280179号公報、特開2001−181617号公報、特開2002−280180号公報、特開2001−247859号公報、特開2002−299060号公報、特開2001−313178号公報、特開2002−302671号公報、特開2001−345183号公報、特開2002−324679号公報、国際公開第02/15645号パンフレット、特開2002−332291号公報、特開2002−50484号公報、特開2002−332292号公報、特開2002−83684号公報、特表2002−540572号公報、特開2002−117978号公報、特開2002−338588号公報、特開2002−170684号公報、特開2002−352960号公報、国際公開第01/93642号パンフレット、特開2002−50483号公報、特開2002−100476号公報、特開2002−173674号公報、特開2002−359082号公報、特開2002−175884号公報、特開2002−363552号公報、特開2002−184582号公報、特開2003−7469号公報、特表2002−525808号公報、特開2003−7471号公報、特表2002−525833号公報、特開2003−31366号公報、特開2002−226495号公報、特開2002−234894号公報、特開2002−235076号公報、特開2002−241751号公報、特開2001−319779号公報、特開2001−319780号公報、特開2002−62824号公報、特開2002−100474号公報、特開2002−203679号公報、特開2002−343572号公報、特開2002−203678号公報等である。   For example, International Publication No. 00/70655 pamphlet, JP 2002-280178 A, JP 2001-181616 A, JP 2002-280179 A, JP 2001-181617 A, JP 2002-280180 A. JP, 2001-247859, JP, 2002-299060, JP, 2001-313178, JP, 2002-302671, JP, 2001-345183, JP, 2002-324679, International, Publication No. 02/15645, JP 2002-332291 A, JP 2002-50484 A, JP 2002-332292 A, JP 2002-83684 A, JP 2002-540572 A, JP 2002-117978, JP 2002-338588, JP 2002-170684, JP 2002-352960, WO 01/93642, JP 2002-50483, JP 2002-1000047, JP JP 2002-173684 A, JP 2002-359082 A, JP 2002-17584 A, JP 2002-363552 A, JP 2002-184582 A, JP 2003-7469 A, Special Table 2002. No. 525808, JP 2003-7471, JP 2002-525833, JP 2003-31366, JP 2002-226495, JP 2002-234894, JP 2002-233506 Gazette, JP2002-24175 JP, JP 2001-319779, JP 2001-319780, JP 2002-62824, JP 2002-1000047, JP 2002-203679, 2002-343572. JP-A-2002-203678.

(蛍光ドーパント(蛍光性化合物ともいう))
蛍光ドーパントとしては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチルベン系色素、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等や、レーザー色素に代表される蛍光量子収率が高い化合物が挙げられる。
(Fluorescent dopant (also called fluorescent compound))
Fluorescent dopants include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes, stilbene dyes , Polythiophene dyes, rare earth complex phosphors, and the like, and compounds having a high fluorescence quantum yield such as laser dyes.

また本発明に係る発光ドーパントは、複数種の化合物を併用して用いてもよく、構造の異なるリン光ドーパント同士の組み合わせや、リン光ドーパントと蛍光ドーパントを組み合わせて用いてもよい。   In addition, the light-emitting dopant according to the present invention may be used in combination of a plurality of types of compounds, or may be a combination of phosphorescent dopants having different structures, or a combination of a phosphorescent dopant and a fluorescent dopant.

ドーパント化合物としては、下記一般式(a)で表される化合物が好ましい。   As a dopant compound, the compound represented by the following general formula (a) is preferable.

Figure 2012115034
一般式(a)において、Rは置換基を表す。ZはC−Bと共に5〜7員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。n1は0〜5の整数を表す。Bは炭素原子又は窒素原子を表し、B〜BはC(R11)、N、N(R11)、S、C(R11)=C(R12)、C(R11)=N、又はN=Nを表し、B〜Bが共に形成する環は少なくとも一つ窒素原子を有し、単環の芳香族含窒素複素環を表す。R11及びR12は水素原子又は置換基を表す。Mは元素周期表における8〜10族の金属を表す。X及びXは炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表し、LはX及びXと共に2座の配位子を形成する原子群を表す。m1は1〜3の整数を表し、m2は0〜2の整数を表すが、m1+m2は2又は3である。R、R11及びR12で表される置換基としては、前記一般式(1)のAr〜Arが有していてもよい置換基と同義の置換基が挙げられる。m1が2以上の場合、ZがC−Bと共に形成する5〜7員環及びB〜Bが共に形成する芳香族含窒素複素環は同じでも異なっていてもよい。
Figure 2012115034
In the general formula (a), R 1 represents a substituent. Z represents a nonmetallic atom group necessary for forming a 5- to 7-membered ring with C—B 0 . n1 represents the integer of 0-5. B 0 represents a carbon atom or a nitrogen atom, and B 1 to B 5 are C (R 11 ), N, N (R 11 ), S, C (R 11 ) = C (R 12 ), C (R 11 ) = N or N = N, and the ring formed by B 1 to B 5 together has at least one nitrogen atom, and represents a monocyclic aromatic nitrogen-containing heterocyclic ring. R 11 and R 12 represent a hydrogen atom or a substituent. M 1 represents a group 8-10 metal in the periodic table. X 1 and X 2 represent a carbon atom, a nitrogen atom, or an oxygen atom, and L 1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with X 1 and X 2 . m1 represents an integer of 1 to 3, m2 represents an integer of 0 to 2, and m1 + m2 is 2 or 3. Examples of the substituent represented by R 1 , R 11, and R 12 include a substituent having the same meaning as the substituent that Ar 1 to Ar 3 of the general formula (1) may have. When m1 is 2 or more, the 5- to 7-membered ring formed by Z together with C—B 0 and the aromatic nitrogen-containing heterocycle formed by B 1 to B 5 may be the same or different.

一般式(a)において、ZがB−Cと共に形成する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o−テルフェニル環、m−テルフェニル環、p−テルフェニル環、アセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、アンスラアントレン環等が挙げられる。In the general formula (a), the aromatic hydrocarbon ring formed by Z together with B 0 -C includes a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, an azulene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a pyrene ring, a chrysene ring, and a naphthacene ring. , Triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, picene ring , Pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring and the like.

これらの環は更に、置換基を有してもよく、置換基同士で環を形成していてもよい。   These rings may further have a substituent, and the substituents may form a ring.

一般式(a)において、ZがB−Cと共に形成する芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インドール環、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。In the general formula (a), the aromatic heterocycle formed by Z together with B 0 -C includes a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a 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 A ring etc. are mentioned.

ここで、アザカルバゾール環とは、前記カルバゾール環を構成する炭素原子の1つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す。   Here, the azacarbazole ring refers to one in which one or more carbon atoms constituting the carbazole ring are replaced with a nitrogen atom.

これらの環は更に、置換基を有していてもよい。置換基としては、前記一般式(1)のAr〜Arが有していてもよい置換基と同義の置換基が挙げられる。These rings may further have a substituent. Examples of the substituent include a substituent having the same meaning as the substituent that Ar 1 to Ar 3 of the general formula (1) may have.

一般式(a)において、B〜Bが共に形成する環としては、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、トリアジン環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、ピロール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。好ましくは窒素原子を2つ以上含有する環であり、より好ましくはイミダゾール環である。In the general formula (a), the rings formed by B 1 to B 5 together include a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a triazine ring, an oxazole ring, an oxadiazole ring, an oxatriazole ring, an isoxazole ring, and a tetrazole ring. , Thiadiazole ring, thiatriazole ring, isothiazole ring, pyrrole ring, imidazole ring, pyrazole ring, triazole ring and the like. A ring containing two or more nitrogen atoms is preferable, and an imidazole ring is more preferable.

これらの環は更に、置換基を有していてもよく、置換基同士で環を形成していてもよい。さらに、R及びR11又はR12が結合して環を形成してもよい。These rings may further have a substituent, and the substituents may form a ring. Furthermore, R 1 and R 11 or R 12 may combine to form a ring.

一般式(a)において、X−L−Xで表される2座の配位子の具体例としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。In the general formula (a), specific examples of the bidentate ligand represented by X 1 -L 1 -X 2 include phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, pyrazabol, acetylacetone, Examples include picolinic acid.

一般式(a)において、m1は1〜3の整数を表し、m2は0〜2の整数を表すが、m1+m2は2又は3を表す、中でも、m2は0である場合が好ましい。   In the general formula (a), m1 represents an integer of 1 to 3, m2 represents an integer of 0 to 2, and m1 + m2 represents 2 or 3. Among these, a case where m2 is 0 is preferable.

一般式(a)において、Mは元素周期表における8族〜10族の遷移金属元素(単に遷移金属ともいう)が用いられるが、中でも、イリジウム好ましい。In the general formula (a), M 1 is a transition metal element of group 8 to group 10 (also simply referred to as a transition metal) in the periodic table, and is preferably iridium.

前記一般式(a)で表される化合物が下記一般式(a2)で表される化合物であることがより好ましい。   The compound represented by the general formula (a) is more preferably a compound represented by the following general formula (a2).

Figure 2012115034
一般式(a2)において、R、Z、B〜B、M、X、X、L、n1、m1及びm2は、前記一般式(a)のR、Z、B〜B、M、X、X、L、n1、m1及びm2と同義である。R13は置換基を表す。R13で表される置換基としては、前記一般式(1)のAr〜Arが有していてもよい置換基と同義の置換基が挙げられる。
Figure 2012115034
In the general formula (a2), R 1 , Z, B 0 to B 5 , M 1 , X 1 , X 2 , L 1 , n 1, m 1 and m 2 are R 1 , Z, B in the general formula (a). 0 .about.B 5, an M 1, X 1, X 2 , L 1, n1, synonymous with m1 and m @ 2. R13 represents a substituent. Examples of the substituent represented by R 13 include a substituent having the same meaning as the substituent that Ar 1 to Ar 3 of the general formula (1) may have.

以下に、本発明において、好ましく用いることのできるリン光ドーパント化合物の具体例を挙げる。勿論、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of phosphorescent dopant compounds that can be preferably used in the present invention are given below. Of course, the present invention is not limited to these.

Figure 2012115034
Figure 2012115034

Figure 2012115034
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Figure 2012115034
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Figure 2012115034
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Figure 2012115034
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(発光ホスト化合物(発光ホスト等ともいう))
本発明においてホスト化合物は、発光層に含有される化合物の内で、その層中での質量比が20%以上であり、且つ室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物と定義される。好ましくはリン光量子収率が0.01未満である。
(Luminescent host compound (also referred to as luminescent host))
In the present invention, the host compound has a mass ratio of 20% or more among the compounds contained in the light emitting layer, and a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission is 0 at room temperature (25 ° C.). Defined as less than 1 compound. The phosphorescence quantum yield is preferably less than 0.01.

本発明に用いることができる発光ホストとしては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、又は、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも1つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a light emission host which can be used for this invention, The compound conventionally used with an organic EL element can be used. Typically, a carbazole derivative, a triarylamine derivative, an aromatic derivative, a nitrogen-containing heterocyclic compound, a thiophene derivative, a furan derivative, an oligoarylene compound or the like having a basic skeleton, or a carboline derivative or a diazacarbazole derivative (here And the diazacarbazole derivative represents one in which at least one carbon atom of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring of the carboline derivative is substituted with a nitrogen atom.

本発明に用いることができる発光ホストとしては、前記一般式(b)で表される化合物が好ましく、一般式(b)で表される化合物が、分子内に少なくとも1つの窒素原子を含む6員芳香族複素環、又は縮合環を構成する環の1つとして少なくとも1つの窒素原子を含む6員芳香族複素環を有する縮合環を含まないことが更に好ましい。   As the luminescent host that can be used in the present invention, the compound represented by the general formula (b) is preferable, and the compound represented by the general formula (b) is a 6-membered member containing at least one nitrogen atom in the molecule. More preferably, the aromatic heterocycle or a condensed ring having a 6-membered aromatic heterocycle containing at least one nitrogen atom as one of the rings constituting the condensed ring is not included.

さらに好ましくは発光ホストが前記一般式(b3)又は(b4)で表される化合物であり、前記一般式(b3−1)、(b3−2)、(b4−1)又は(b4−2)で表される化合物であることがさらに好ましい。   More preferably, the light emitting host is a compound represented by the general formula (b3) or (b4), and the general formula (b3-1), (b3-2), (b4-1) or (b4-2). It is further more preferable that it is a compound represented by these.

本発明に用いることができる公知の発光ホストとしては正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高Tg(ガラス転移温度)である化合物が好ましい。より好ましくはTgが100℃以上である。   As the known light-emitting host that can be used in the present invention, a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of light from becoming longer, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable. More preferably, Tg is 100 ° C. or higher.

発光ホストを複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。   By using a plurality of types of light-emitting hosts, the movement of charges can be adjusted, and the organic EL element can be made highly efficient.

また、前記リン光ドーパントとして用いられる公知の化合物を複数種用いることで、異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発光色を得ることができる。   Moreover, it becomes possible to mix different light emission by using multiple types of well-known compounds used as the said phosphorescence dopant, and, thereby, arbitrary luminescent colors can be obtained.

また、本発明に用いられる発光ホストとしては、低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物(重合性発光ホスト)でもよく、このような化合物を一種又は複数種用いても良い。   In addition, the light emitting host used in the present invention may be a low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (polymerizable light emitting host). Of course, one or a plurality of such compounds may be used.

公知の発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載の化合物が挙げられる。   Specific examples of the known light-emitting host include compounds described in the following documents.

特開2001−257076号公報、同2002−308855号公報、同2001−313179号公報、同2002−319491号公報、同2001−357977号公報、同2002−334786号公報、同2002−8860号公報、同2002−334787号公報、同2002−15871号公報、同2002−334788号公報、同2002−43056号公報、同2002−334789号公報、同2002−75645号公報、同2002−338579号公報、同2002−105445号公報、同2002−343568号公報、同2002−141173号公報、同2002−352957号公報、同2002−203683号公報、同2002−363227号公報、同2002−231453号公報、同2003−3165号公報、同2002−234888号公報、同2003−27048号公報、同2002−255934号公報、同2002−260861号公報、同2002−280183号公報、同2002−299060号公報、同2002−302516号公報、同2002−305083号公報、同2002−305084号公報、同2002−308837号公報等。   JP-A-2001-257076, 2002-308855, 2001-313179, 2002-319491, 2001-357777, 2002-334786, 2002-8860, 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579, 2002-105445 gazette, 2002-343568 gazette, 2002-141173 gazette, 2002-352957 gazette, 2002-203683 gazette, 2002-363227 gazette, 2002-231453 gazette, No. 003-3165, No. 2002-234888, No. 2003-27048, No. 2002-255934, No. 2002-286061, No. 2002-280183, No. 2002-299060, No. 2002. -302516, 2002-305083, 2002-305084, 2002-308837, and the like.

本発明の有機EL素子の発光層の発光ホストとして用いられる従来公知の化合物及び一般式(b)で表される化合物の具体例(上記電子輸送材料の具体例として挙げられた化合物1〜95の一部を含む)を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Specific examples of conventionally known compounds and compounds represented by the general formula (b) used as the light-emitting host of the light-emitting layer of the organic EL device of the present invention (compounds 1 to 95 listed as specific examples of the electron transport material) The present invention is not limited to these examples.

Figure 2012115034
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《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
《Hole transport layer》
The hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. The hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.

正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。   The hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. For example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.

正孔輸送材料としては上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。   The above-mentioned materials can be used as the hole transport material, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.

芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノフェニル;N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミン(TPD);2,2−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)プロパン;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4−ジメチルアミノ−2−メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,N′−ジ(4−メトキシフェニル)−4,4′−ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(ジ−p−トリルアミノ)−4′−〔4−(ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニルビニル)ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルアミノスチルベンゼン;N−フェニルカルバゾール、更には米国特許第5,061,569号明細書に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′−ビス〔N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス〔N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。   Representative examples of aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminophenyl; N, N'-diphenyl-N, N'- Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N'-diphenyl-N, N ' − (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadriphenyl; N, N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenylamino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and also two of those described in US Pat. No. 5,061,569. Having a condensed aromatic ring in the molecule, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-3086 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine in which three triphenylamine units described in Japanese Patent No. 8 are linked in a starburst type ( MTDATA) and the like.

更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。   Furthermore, a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.

また、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。   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11−251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることからこれらの材料を用いることが好ましい。   JP-A-11-251067, J. Org. Huang et. al. A so-called p-type hole transport material as described in a book (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139) can also be used. In the present invention, these materials are preferably used because a light-emitting element with higher efficiency can be obtained.

正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。   The hole transport layer can be formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. it can.

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の範囲内程度、好ましくは5nm〜200nmの範囲内である。この正孔輸送層は上記材料の一種又は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 a positive hole transport layer, Usually, it exists in the range of 5 nm-5 micrometers, Preferably it exists in the range of 5 nm-200 nm. The hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.

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

本発明においては、このようなp性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電力の素子を作製することができるため好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a hole transport layer having such a high p property because a device with lower power consumption can be produced.

以下、本発明の有機EL素子の正孔輸送層の形成に好ましく用いられる化合物の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されない。   Hereinafter, although the specific example of the compound preferably used for formation of the positive hole transport layer of the organic EL element of this invention is given, this invention is not limited to these.

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《阻止層:正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層のほかに必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
<Blocking layer: hole blocking layer, electron blocking layer>
The blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film as described above. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258, 11-204359, and “Organic EL elements and their forefront of industrialization” (issued by NTT, Inc. on November 30, 1998). There is a hole blocking (hole blocking) layer.

正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。   The hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons and has a remarkably small ability to transport holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking.

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

本発明の有機EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好ましい。   The hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the light emitting layer.

正孔阻止層には、前述の電子輸送材料として挙げた一般式(b)で表される化合物、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体(ここで、アザカルバゾール誘導体とは、カルバゾール環を構成する炭素原子の1つ以上が窒素原子で置き換わったものを示す)を含有することが好ましい。   In the hole blocking layer, the compound represented by the general formula (b), the carbazole derivative, and the azacarbazole derivative (herein, the azacarbazole derivative is the carbon atom constituting the carbazole ring). One or more of which are replaced by nitrogen atoms).

また、本発明においては、複数の発光色の異なる複数の発光層を有する場合、その発光極大波長が最も短波にある発光層が、全発光層中、最も陽極に近いことが好ましいが、このような場合、該最短波層と該層の次に陽極に近い発光層との間に正孔阻止層を追加して設けることが好ましい。更には、該位置に設けられる正孔阻止層に含有される化合物の50質量%以上が、前記最短波発光層のホスト化合物に対しそのイオン化ポテンシャルが0.3eV以上大きいことが好ましい。   In the present invention, when a plurality of light emitting layers having different light emission colors are provided, the light emitting layer having the shortest wavelength of light emission is preferably closest to the anode among all the light emitting layers. In this case, it is preferable to additionally provide a hole blocking layer between the shortest wave layer and the light emitting layer next to the anode next to the anode. Furthermore, it is preferable that 50% by mass or more of the compound contained in the hole blocking layer provided at the position has an ionization potential of 0.3 eV or more larger than the host compound of the shortest wave emitting layer.

イオン化ポテンシャルは化合物のHOMO(最高占有軌道)レベルにある電子を真空準位に放出するのに必要なエネルギーで定義され、例えば下記に示すような方法により求めることができる。   The ionization potential is defined by the energy required to emit electrons at the HOMO (highest occupied orbital) level of the compound to the vacuum level, and can be determined by, for example, the following method.

(1)米国Gaussian社製の分子軌道計算用ソフトウェアであるGaussian98(Gaussian98、Revision A.11.4,M.J.Frisch,et al,Gaussian,Inc.,Pittsburgh PA,2002.)を用い、キーワードとしてB3LYP/6−31G*を用いて構造最適化を行うことにより算出した値(eV単位換算値)として求めることができる。この計算値が有効な背景には、この手法で求めた計算値と実験値の相関が高いためである。   (1) Using Gaussian 98 (Gaussian 98, Revision A.11.4, MJ Frisch, et al, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2002.), a molecular orbital calculation software manufactured by Gaussian, USA As a value (eV unit converted value) calculated by performing structure optimization using B3LYP / 6-31G *. This calculation value is effective because the correlation between the calculation value obtained by this method and the experimental value is high.

(2)イオン化ポテンシャルは光電子分光法で直接測定する方法により求めることもできる。例えば、理研計器社製の低エネルギー電子分光装置「Model AC−1」を用いて、あるいは紫外光電子分光として知られている方法を好適に用いることができる。   (2) The ionization potential can also be obtained by a method of directly measuring by photoelectron spectroscopy. For example, a method known as ultraviolet photoelectron spectroscopy can be suitably used by using a low energy electron spectrometer “Model AC-1” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.

一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。   On the other hand, the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and is made of a material that has a function of transporting holes and has an extremely small ability to transport electrons, and transports electrons while transporting holes. By blocking, the recombination probability of electrons and holes can be improved.

また、前述の正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。本発明に係る正孔阻止層、電子阻止層の膜厚としては、好ましくは3nm〜100nmの範囲内であり、更に好ましくは3nm〜30nmの範囲内である。   Moreover, the structure of the above-mentioned hole transport layer can be used as an electron blocking layer as needed. The film thicknesses of the hole blocking layer and the electron blocking layer according to the present invention are preferably in the range of 3 nm to 100 nm, and more preferably in the range of 3 nm to 30 nm.

《注入層:電子注入層(陰極バッファー層)、正孔注入層》
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層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。
<< Injection layer: electron injection layer (cathode buffer layer), hole injection layer >>
The injection layer is provided as necessary, and there are an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, it exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. May be.

注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123頁〜166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層(陽極バッファー層)と電子注入層(陰極バッファー層)とがある。   An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer in order to reduce drive voltage and improve light emission luminance. “Organic EL element and its forefront of industrialization (issued by NTT Corporation on November 30, 1998) 2), Chapter 2, “Electrode Materials” (pages 123 to 166), and includes a hole injection layer (anode buffer layer) and an electron injection layer (cathode buffer layer).

陽極バッファー層(正孔注入層)は、特開平9−45479号公報、同9−260062号公報、同8−288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。   The details of the anode buffer layer (hole injection layer) are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like. As a specific example, copper phthalocyanine is used. Examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by an oxide, an oxide buffer layer represented by vanadium oxide, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.

陰極バッファー層(電子注入層)は、特開平6−325871号公報、同9−17574号公報、同10−74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウム、フッ化ナトリウムやフッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。上記バッファー層(注入層)はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるがその膜厚は0.1nm〜5μmの範囲が好ましい。   The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium, aluminum, etc. Metal buffer layer typified by, alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, sodium fluoride and potassium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, and aluminum oxide And an oxide buffer layer. The buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, and the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 μm although it depends on the material.

また、陽極バッファー層及び陰極バッファー層に用いられる材料は、他の材料と併用して用いることも可能であり、例えば正孔輸送層や電子輸送層中に混合して用いることも可能である。   In addition, the materials used for the anode buffer layer and the cathode buffer layer can be used in combination with other materials. For example, the materials can be mixed in the hole transport layer or the electron transport layer.

《陽極》
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。
"anode"
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.

また、IDIXO(In−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。Alternatively, an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO) capable of forming a transparent conductive film may be used. The anode may be formed by depositing a thin film of these electrode materials by vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by photolithography, or when pattern accuracy is not so high (about 100 μm or more) A pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material.

あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式成膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1000nmの範囲内、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。   Or when using the substance which can be apply | coated like an organic electroconductivity compound, wet film-forming methods, such as a printing system and a coating system, can also be used. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected within the range of 10 nm to 1000 nm, preferably within the range of 10 nm to 200 nm.

《陰極》
一方、陰極としては仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)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。
"cathode"
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like.

これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。Among these, from the point of durability against electron injection and oxidation, etc., a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function than this, for example, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminum mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminum mixtures, aluminum and the like are preferred.

陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μmの範囲内、好ましくは50nm〜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。   The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. Further, 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 in the range of 50 nm 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1nm〜20nmの範囲内の膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。   In addition, a transparent or semi-transparent cathode is produced by producing a conductive transparent material mentioned in the description of the anode on the cathode after producing the metal with a film thickness in the range of 1 nm to 20 nm. By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured.

《支持基板》
本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう)としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
《Support substrate》
The support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) that can be used in the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, etc., and is transparent. May be opaque. When extracting light from the support substrate side, the support substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート(TAC)、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類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, cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate (CAP), Cellulose esters such as cellulose acetate phthalate (TAC), 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/(m・24h)以下のバリア性フィルムであることが好ましく、更には、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、10−3ml/(m・24h・atm)以下、水蒸気透過度が、10−5g/(m・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。An inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both may be formed on the surface of the resin film, and the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C.) measured by a method according to JIS K 7129-1992. , Relative humidity (90 ± 2)% RH) is preferably 0.01 g / (m 2 · 24 h) or less, and further, oxygen measured by a method according to JIS K 7126-1987. A high barrier film having a permeability of 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less and a water vapor permeability of 10 −5 g / (m 2 · 24 h) or less is preferable.

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

バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。   The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, the vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, and the like can be used, but an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is particularly preferable.

不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。   Examples of the opaque support substrate include metal plates such as aluminum and stainless steel, films, opaque resin substrates, and ceramic substrates.

本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し効率は、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。   The external extraction efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 5% or more.

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

また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色変換フィルターを用いる場合においては、有機EL素子の発光のλmaxは480nm以下が好ましい。   In addition, a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor. In the case of using a color conversion filter, the λmax of light emission of the organic EL element is preferably 480 nm or less.

《有機EL素子の製造方法》
有機EL素子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/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層(電子注入層)/陰極からなる素子の製造方法について説明する。
<< Method for Manufacturing Organic EL Element >>
As an example of a method for producing an organic EL device, a device comprising an anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron transport layer / cathode buffer layer (electron injection layer) / cathode Will be described.

まず、適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは10nm〜200nmの範囲内の膜厚になるように形成させ、陽極を作製する。   First, a desired electrode material, for example, a thin film made of an anode material is formed on a suitable substrate so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 10 nm to 200 nm, thereby producing an anode.

次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、陰極バッファー層等の有機化合物を含有する薄膜を形成させる。   Next, a thin film containing an organic compound such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, or a cathode buffer layer, which is an element material, is formed thereon.

本発明のリン光発光性の有機EL素子においては、少なくとも陰極と該陰極に隣接する電子輸送層は、湿式法により塗布・成膜されることが好ましい。   In the phosphorescent organic EL device of the present invention, it is preferable that at least the cathode and the electron transport layer adjacent to the cathode are applied and formed by a wet method.

湿式法としては、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法等があるが、精密な薄膜が形成可能で、且つ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法などのロール・ツー・ロール方式適性の高い方法が好ましい。また、層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。   Wet methods include spin coating, casting, die coating, blade coating, roll coating, ink jet, printing, spray coating, curtain coating, and LB, but precise thin films can be formed. In view of high productivity, a method having high suitability for a roll-to-roll method such as a die coating method, a roll coating method, an ink jet method, or a spray coating method is preferable. Different film forming methods may be applied for each layer.

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

また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。   Moreover, as a dispersion method, it can disperse | distribute by dispersion methods, such as an ultrasonic wave, high shear force dispersion | distribution, and media dispersion | distribution.

これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは50〜200nmの範囲の膜厚になるように形成させ、陰極を設けることにより所望の有機EL素子が得られる。   After the formation of these layers, a thin film made of a cathode material is formed thereon so as to have a thickness of 1 μm or less, preferably in the range of 50 to 200 nm, and a desired organic EL device can be obtained by providing a cathode. .

また、順序を逆にして、陰極、陰極バッファー層、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。   Further, the order can be reversed, and the cathode, cathode buffer layer, electron transport layer, hole blocking layer, light emitting layer, hole transport layer, hole injection layer, and anode can be formed in this order.

このようにして得られた多色の表示装置に、直流電圧を印加する場合には陽極を+、陰極を−の極性として電圧2V〜40Vの範囲内程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。なお、印加する交流の波形は任意でよい。   When a DC voltage is applied to the multicolor display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage in the range of 2 V to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. An alternating voltage may be applied. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.

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

《封止》
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
<Sealing>
As a sealing means used for this invention, the method of adhere | attaching a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive agent can be mentioned, for example.

封止部材としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に問わない。   As a sealing member, it should just be arrange | positioned so that the display area | region of an organic EL element may be covered, and concave plate shape or flat plate shape may be sufficient. Further, transparency and electrical insulation are not particularly limited.

具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。   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.

また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。   Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone. Examples of the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.

本発明においては、素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。   In the present invention, a polymer film and a metal film can be preferably used because the element can be thinned.

更には、ポリマーフィルムは、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10−3ml/(m・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/(m・24h)以下のものであることが好ましい。Furthermore, the polymer film has an oxygen permeability of 1 × 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less measured by a method according to JIS K 7126-1987, and a method according to JIS K 7129-1992. It is preferable that the water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) measured in (1) is 1 × 10 −3 g / (m 2 · 24 h) or less.

封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。   For processing the sealing member into a concave shape, sandblasting, chemical etching, or the like is used.

接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2−シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。   Specific examples of the adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. be able to. Moreover, heat | fever and chemical curing types (two-component mixing), such as an epoxy type, can be mentioned. Moreover, hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned. Moreover, a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.

なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。   In addition, since an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesive-hardened from room temperature to 80 degreeC is preferable. A desiccant may be dispersed in the adhesive. Application | coating of the adhesive agent to a sealing part may use commercially available dispenser, and may print like screen printing.

また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、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。   In addition, it is also preferable that the electrode and the organic layer are coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film. . In this case, the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing 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.

更に、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については、特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。   Further, in order to improve the brittleness of the film, it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. The method for forming these films is not particularly limited. For example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster-ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma A polymerization method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.

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

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

《光取り出し》
有機EL素子は空気よりも屈折率の高い(屈折率が1.7〜2.1の範囲内程度)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
《Light extraction》
The organic EL element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (with a refractive index in the range of 1.7 to 2.1), and light of about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer. It is generally said that it can only be taken out. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle θ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be taken out of the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. This is because the light is totally reflected between the light and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the direction of the element side surface.

この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(米国特許第4,774,435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(特開昭63−314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(特開平1−220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(特開昭62−172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(特開2001−202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11−283751号公報)等がある。   As a method for improving the light extraction efficiency, for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (US Pat. No. 4,774,435), A method of improving efficiency by providing a light collecting property to a substrate (Japanese Patent Laid-Open No. 63-314795), a method of forming a reflective surface on a side surface of an element (Japanese Patent Laid-Open No. 1-220394), and light emission from a substrate A method of forming an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the bodies (Japanese Patent Laid-Open No. 62-172691), a flat having a lower refractive index between the substrate and the light emitter than the substrate A method of introducing a layer (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-202827), a method of forming a diffraction grating between any one of a substrate, a transparent electrode layer and a light emitting layer (including between the substrate and the outside) (Japanese Patent Laid-Open No. 11-283951) Gazette).

本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。   In the present invention, these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention. However, a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or a substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any layers of the electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.

本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができる。   In the present invention, by combining these means, it is possible to obtain an element having higher luminance or durability.

透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高くなる。   When a medium having a low refractive index is formed between the transparent electrode and the transparent substrate with a thickness longer than the wavelength of light, the light extracted from the transparent electrode has a higher extraction efficiency to the outside as the refractive index of the medium is lower.

低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5〜1.7の範囲内程度であるので、低屈折率層は屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。また、更に1.35以下であることが好ましい。   Examples of the low refractive index layer include aerogel, porous silica, magnesium fluoride, and a fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally in the range of 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Further, it is preferably 1.35 or less.

また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。   The thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave that has exuded by evanescent enters the substrate.

全反射を起こす界面若しくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は回折格子が1次の回折や2次の回折といったいわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。   The method of introducing a diffraction grating into an interface or any medium that causes total reflection is characterized by a high effect of improving light extraction efficiency. This method uses the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction such as first-order diffraction and second-order diffraction. Of these, light that cannot go out due to total reflection between layers, etc. is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (inside a transparent substrate or transparent electrode). I want to take it out.

導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な1次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。   The introduced diffraction grating desirably has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in a certain direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. Therefore, the light extraction efficiency does not increase so much.

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

回折格子を導入する位置としては前述のとおり、いずれかの層間若しくは媒質中(透明基板内や透明電極内)でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。   As described above, the position where the diffraction grating is introduced may be in any one of the layers or in the medium (in the transparent substrate or the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.

このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約1/2〜3倍の範囲内程度が好ましい。   At this time, the period of the diffraction grating is preferably in the range of about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium.

回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。   The arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.

《集光シート》
本発明の有機EL素子は基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ状の構造を設けるように加工したり、あるいはいわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
<Condenser sheet>
The organic EL element of the present invention can be processed on a light extraction side of a substrate, for example, by providing a microlens array-like structure, or combined with a so-called condensing sheet, for example in a specific direction, for example, with respect to the element light emitting surface. By condensing in the front direction, the luminance in a specific direction can be increased.

マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を2次元に配列する。一辺は10μm〜100μmの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付く、大きすぎると厚みが厚くなり好ましくない。   As an example of the microlens array, quadrangular pyramids having a side of 30 μm and an apex angle of 90 degrees are two-dimensionally arranged on the light extraction side of the substrate. One side is preferably within a range of 10 μm to 100 μm. If it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate | occur | produce and color, and if too large, thickness will become thick and is not preferable.

集光シートとしては、例えば、液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)等を用いることができる。   As the condensing sheet, for example, a sheet that is put into practical use in an LED backlight of a liquid crystal display device can be used. As such a sheet, for example, a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used.

プリズムシートの形状としては、例えば、基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であってもよい。   As the shape of the prism sheet, for example, the base material may be formed by forming a △ -shaped stripe having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 μm, or the vertex angle is rounded and the pitch is changed randomly. Other shapes may be used.

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

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

本発明の有機EL素子においては、必要に応じ成膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパターニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。   In the organic EL element of the present invention, patterning may be performed by a metal mask, an ink jet printing method, or the like as needed during film formation. In the case of patterning, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the device may be patterned. Can do.

本発明の有機EL素子や本発明に係る化合物の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング(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。   The light emission color of the organic EL device of the present invention and the compound according to the present invention is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (edited by the Japan Color Society, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured with a total CS-1000 (Konica Minolta Sensing Co., Ltd.) is applied to the CIE chromaticity coordinates.

また、本発明の有機EL素子が白色素子の場合には、白色とは、2度視野角正面輝度を上記方法により測定した際に、1000cd/mでのCIE1931表色系における色度がX=0.33±0.07、Y=0.33±0.1の領域内にあることをいう。When the organic EL element of the present invention is a white element, white means that the chromaticity in the CIE1931 color system at 1000 cd / m 2 is X when the 2 ° viewing angle front luminance is measured by the above method. = 0.33 ± 0.07 and Y = 0.33 ± 0.1.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

図4は画素の模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram of a pixel.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

発光層に用いる発光材料としては特に制限はなく、例えば、液晶表示素子におけるバックライトであれば、CF(カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するように、本発明に係る金属錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択して組み合わせて白色化すればよい。   There is no restriction | limiting in particular as a luminescent material used for a light emitting layer, For example, if it is a backlight in a liquid crystal display element, the metal complex which concerns on this invention so that it may suit the wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristic, Any one of known luminescent materials may be selected and combined to whiten.

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

本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚み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6、図7に示すような照明装置を形成することができる。   The non-light emitting surface of the organic EL device of the present invention is covered with a glass case, a glass substrate having a thickness of 300 μm is used as a sealing substrate, and an epoxy-based photocurable adhesive (LUX TRACK manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is used as a sealing material. LC0629B) is applied, and this is overlaid on the cathode to be in close contact with the transparent support substrate, irradiated with UV light from the glass substrate side, cured and sealed, and as shown in FIG. 6 and FIG. Can be formed.

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

図7は、照明装置の断面図を示し、図7において、104は電子輸送層、105は陰極、106は有機EL層、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。   7 shows a cross-sectional view of the lighting device. In FIG. 7, reference numeral 104 denotes an electron transport layer, 105 denotes a cathode, 106 denotes an organic EL layer, and 107 denotes a glass substrate with a transparent electrode. The glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、実施例に用いられている化合物の記号が、「発明を実施するための形態」に記載の化合物の具体例の記号と一致する場合は、該具体例を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. When the symbols of the compounds used in the examples coincide with the symbols of the specific examples of the compounds described in `` Mode for carrying out the invention '', This specific example is meant.

実施例1
《有機EL素子の作製》
〔有機EL素子101(比較例)の作製〕
陽極として30mm×30mm×0.7mmのガラス基板上に、ITO(インジウムチンオキシド)を120nm製膜した基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた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、Bayer製、Baytron PAl 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。
Example 1
<< Production of organic EL element >>
[Production of Organic EL Element 101 (Comparative Example)]
After patterning a 120 nm-thick ITO (indium tin oxide) substrate on a 30 mm × 30 mm × 0.7 mm glass substrate as an anode, the substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol. Then, it was dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes. A solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron PAl 4083) to 70% with pure water on this substrate is spun at 3000 rpm for 30 seconds. Then, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a 30 nm-thick hole injection layer.

この基板を、窒素雰囲気下、JIS B9920に準拠し、測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、1500rpm、30秒の条件で塗布した。この基板を、150℃で10秒加熱し、加熱したまま、高圧水銀ランプ(株式会社オーク製作所製OHD−110M−ST)を用い30mW/cmの紫外光を20秒間照射した。更に120℃で30分間加熱し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は20nmであった。This substrate was transferred to a glove box under a nitrogen atmosphere in accordance with JIS B9920 with a measured cleanliness of class 100, a dew point temperature of −80 ° C. or lower, and an oxygen concentration of 0.8 ppm. A coating solution for a hole transport layer was prepared as follows in a glove box, and applied with a spin coater under conditions of 1500 rpm and 30 seconds. This substrate was heated at 150 ° C. for 10 seconds, and irradiated with 30 mW / cm 2 of ultraviolet light for 20 seconds using a high pressure mercury lamp (OHD-110M-ST, manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). Furthermore, it heated at 120 degreeC for 30 minute (s), and provided the positive hole transport layer. The film thickness was 20 nm when it apply | coated and measured on the conditions with the board | substrate prepared separately.

(正孔輸送層用塗布液)
トルエン 100g
HT−30 0.45g
HT−31 0.05g
次いで、発光層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、30秒間に500rpmから5000rpmまで上げる条件で塗布した。更に150℃で30分加熱し発光層を設けた。別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は40nmであった。
(Coating liquid for hole transport layer)
Toluene 100g
HT-30 0.45g
HT-31 0.05g
Subsequently, the light emitting layer coating liquid was prepared as follows, and it apply | coated on the conditions which raise from 500 rpm to 5000 rpm in 30 seconds with a spin coater. Furthermore, it heated at 150 degreeC for 30 minutes, and provided the light emitting layer. The film thickness was 40 nm when it applied and measured on the board | substrate prepared separately on the same conditions.

(発光層用塗布液)
トルエン 100g
H−25 1g
D−26 0.11g
次いで、電子輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、700rpm、30秒の条件で塗布した。
(Light emitting layer coating solution)
Toluene 100g
H-25 1g
D-26 0.11g
Next, an electron transport layer coating solution was prepared as described below, and applied with a spin coater under conditions of 700 rpm and 30 seconds.

別途、用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の5点についてX線回折測定して結晶化度を算出し、5点の平均をとったところ0.5%であり、電子輸送層中には結晶粒によるX線回折ピークは検出されなかった。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。
別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は55nmであった。
Separately, an electron transport layer was provided on the prepared substrate in the same manner as described above. The crystallinity is calculated by X-ray diffraction measurement at five points near the center of the substrate, and the average of the five points is 0.5%. The X-ray diffraction peak due to crystal grains in the electron transport layer Was not detected. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).
The film thickness was 55 nm when it apply | coated and measured on the conditions with the board | substrate prepared separately.

(電子輸送層用塗布液)
2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール 100g
ET−9 0.9g
次いで、電子輸送層まで設けた基板を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、4×10−4Paまで減圧した。なお、フッ化セシウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。
(Coating liquid for electron transport layer)
2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol 100 g
ET-9 0.9g
Next, the substrate provided up to the electron transport layer was moved to a vapor deposition machine without being exposed to the atmosphere, and the pressure was reduced to 4 × 10 −4 Pa. Note that cesium fluoride and aluminum were each placed in a tantalum resistance heating boat and attached to a vapor deposition machine.

まず、フッ化セシウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基板上にフッ化セシウムからなる電子注入層を3nm設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度1〜2nm/秒の範囲内でアルミニウムからなる膜厚100nmの陰極を設け、有機EL素子101を作製した。   First, a resistance heating boat containing cesium fluoride was energized and heated, and an electron injection layer made of cesium fluoride was provided with a thickness of 3 nm on the substrate. Subsequently, a resistance heating boat containing aluminum was energized and heated, and a cathode having a thickness of 100 nm made of aluminum was provided within a range of a deposition rate of 1 to 2 nm / second to produce an organic EL element 101.

得られた有機EL素子101を評価するに際しては、陰極まで設けた基板を大気曝露させることなく、窒素雰囲気下、JIS B9920に準拠し測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmのグローブボックスへ移動し、有機EL素子101の非発光面をガラスカバーで覆い、ガラスカバーと有機EL素子が作製されたガラス基板とが接触するガラスカバー側の周囲にシール剤としてエポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラクストラックLC0629B)を適用し、これを上記陰極側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、封止して、上記の図6、図7に示すような照明装置を形成して評価した。   When evaluating the obtained organic EL element 101, the cleanliness measured in accordance with JIS B9920 in a nitrogen atmosphere without exposing the substrate provided up to the cathode to the atmosphere is class 100, and the dew point temperature is −80 ° C. or lower. Move to a glove box with an oxygen concentration of 0.8 ppm, cover the non-light emitting surface of the organic EL element 101 with a glass cover, and seal the glass cover and the glass substrate side on which the organic EL element is made to contact An epoxy-based photo-curing adhesive (Luxtrac LC0629B manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is applied as an agent, and this is superimposed on the cathode side to be in close contact with the transparent support substrate and cured by irradiating UV light from the glass substrate side. Then, the lighting device as shown in FIGS. 6 and 7 was formed and evaluated.

なお、補水剤としてはアルドリッチ製の高純度酸化バリウム粉末を、粘着剤付きのフッ素系半透過膜(ミクロテックスS−NTF8031Q、日東電工製)でガラス製封止缶に貼り付けたものをあらかじめ準備して使用した。   As a water replenisher, a high-purity barium oxide powder made by Aldrich was attached in advance to a glass sealing can with a fluorine-based semipermeable membrane (Microtex S-NTF8031Q, manufactured by Nitto Denko) with an adhesive. Used.

〔有機EL素子102(比較例)の作製〕
前記有機EL素子101の作製において、以下の手順で電子輸送層を設けること以外は同様にして、有機EL素子102を作製した。
[Production of Organic EL Element 102 (Comparative Example)]
In the production of the organic EL element 101, an organic EL element 102 was produced in the same manner except that an electron transport layer was provided by the following procedure.

電子輸送層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、1000rpm、30秒の条件で塗布した。更に110℃で30分加熱し電子輸送層を設けた。   An electron transport layer coating solution was prepared as follows, and applied with a spin coater under the conditions of 1000 rpm and 30 seconds. Furthermore, it heated at 110 degreeC for 30 minutes, and provided the electron carrying layer.

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の5点についてX線回折測定して結晶化度を算出し、5点の平均をとったところ12%であり、電子輸送層中に結晶粒によるX線回折ピークが検出された。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   A substrate prepared separately was provided up to the electron transport layer in the same manner as described above. The crystallinity was calculated by X-ray diffraction measurement at five points near the center of the substrate, and the average of the five points was 12%. An X-ray diffraction peak due to crystal grains was detected in the electron transport layer. It was. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は45nmであった。   The film thickness was 45 nm when it applied and measured on the conditions prepared with the board | substrate prepared separately.

(電子輸送層用塗布液)
2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール 100g
ET−9 0.9g
〔有機EL素子103〜108(本発明)の作製〕
前記有機EL素子102の作製において、電子輸送層材料を表1記載の材料に変え、さらに電子輸送層用塗布液の濃度及びスピンコーターの回転数を変えて膜厚を表1記載の膜厚に変えた以外は有機EL素子102と同様にして、有機EL素子103〜108を作製した。なお、化合物85は前記一般式(b)で表される化合物の具体例から選択した化合物である。
(Coating liquid for electron transport layer)
2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol 100 g
ET-9 0.9g
[Production of Organic EL Elements 103 to 108 (Invention)]
In the production of the organic EL element 102, the electron transport layer material is changed to the material shown in Table 1, and the film thickness is changed to the film thickness shown in Table 1 by changing the concentration of the electron transport layer coating solution and the rotation speed of the spin coater. Organic EL elements 103 to 108 were produced in the same manner as the organic EL element 102 except for the change. Compound 85 is a compound selected from the specific examples of the compound represented by formula (b).

前記有機EL素子102の作製と同様に、X線回折測定して、電子輸送層中の結晶粒の有り無しを判定した結果を表1に記す。次いで、下記の測定法に従って評価を行った。   Table 1 shows the results of determining the presence or absence of crystal grains in the electron transport layer by X-ray diffraction measurement in the same manner as in the production of the organic EL element 102. Subsequently, evaluation was performed according to the following measurement method.

《有機EL素子102〜108を備えた照明装置の形成》
得られた有機EL素子102〜108を評価するに際しては、有機EL素子101と同様に封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成して評価した。
<< Formation of lighting device including organic EL elements 102-108 >>
When the obtained organic EL elements 102 to 108 were evaluated, they were sealed in the same manner as the organic EL element 101, and an illumination device as shown in FIGS. 6 and 7 was formed and evaluated.

《有機EL素子101〜108の評価》
(外部取り出し量子効率)
有機EL素子を室温(約23℃〜25℃の範囲内)、2.5mA/cmの定電流条件下で発光させ、発光開始直後の発光輝度(L)[cd/m]を測定することにより、外部取り出し量子効率(η)を算出した。
<< Evaluation of Organic EL Elements 101-108 >>
(External quantum efficiency)
The organic EL element is allowed to emit light at room temperature (within a range of about 23 ° C. to 25 ° C.) and a constant current of 2.5 mA / cm 2 , and light emission luminance (L) [cd / m 2 ] immediately after the start of light emission is measured. Thus, the external extraction quantum efficiency (η) was calculated.

ここで、発光輝度の測定はCS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。外部取り出し量子効率は有機EL素子101を100とする相対値で表した。   Here, CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing) was used for measurement of light emission luminance. The external extraction quantum efficiency is expressed as a relative value where the organic EL element 101 is 100.

(駆動電圧)
有機EL素子を室温(約23℃〜25℃の範囲内)、2.5mA/cmの定電流条件下により駆動したときの電圧を各々測定し、有機EL素子101を100として各々相対値で下記表1に示した。
(Drive voltage)
Each voltage was measured when the organic EL element was driven at room temperature (within a range of about 23 ° C. to 25 ° C.) and a constant current of 2.5 mA / cm 2. The results are shown in Table 1 below.

(発光寿命)
有機EL素子を室温下、2.5mA/cmの定電流条件下による連続発光を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間(τ1/2)を測定した。なお、発光寿命は有機EL素子101のτ1/2を100としたときの、各有機EL素子のτ1/2の相対値で表した。
(Luminescent life)
The organic EL device continuously emitted light at room temperature under a constant current condition of 2.5 mA / cm 2 , and the time (τ1 / 2) required to obtain half the initial luminance was measured. The light emission lifetime is expressed as a relative value of τ1 / 2 of each organic EL element, where τ1 / 2 of the organic EL element 101 is 100.

Figure 2012115034
表1より、本発明の有機EL素子は、駆動電圧が低く、発光寿命が改善されていることが分かる。特に本発明の中でも、一般式(b)の化合物85を用いた素子106は取り出し効率が高く、発光寿命が長いことが分かる。
Figure 2012115034
From Table 1, it can be seen that the organic EL device of the present invention has a low driving voltage and an improved light emission lifetime. In particular, among the present invention, it can be seen that the element 106 using the compound 85 of the general formula (b) has high extraction efficiency and a long emission lifetime.

実施例2
《有機EL素子201の作製》
〔有機EL素子201の作製〕
陽極として30mm×30mm×0.7mmのガラス基板上に、ITO(インジウムチンオキシド)を120nm製膜した基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた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、Bayer製、Baytron PAl 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。
Example 2
<< Production of Organic EL Element 201 >>
[Production of Organic EL Element 201]
After patterning a 120 nm-thick ITO (indium tin oxide) substrate on a 30 mm × 30 mm × 0.7 mm glass substrate as an anode, the substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol. Then, it was dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes. A solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron PAl 4083) to 70% with pure water on this substrate is spun at 3000 rpm for 30 seconds. Then, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a 30 nm-thick hole injection layer.

この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにHT−2を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物としてHost−16を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてD−48を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送層のホストとして化合物86(前記一般式(b)で表される化合物の具体例から選択した化合物)を200mg入れ、更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送層ドーパントとして炭酸セシウムを200mg入れ真空蒸着装置に取り付けた。   This substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of HT-2 is put in a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of Host-16 as a host compound is put in another resistance heating boat made of molybdenum. 100 mg of D-48 was added as a dopant compound to a resistance heating boat made of molybdenum, and the compound 86 (selected from the specific example of the compound represented by the general formula (b) was selected as a host of the electron transport layer in another resistance heating boat made of molybdenum. 200 mg of the compound) was added, and 200 mg of cesium carbonate as an electron transport layer dopant was added to another molybdenum resistance heating boat and attached to a vacuum deposition apparatus.

次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、HT−2の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで正孔注入層上蒸着し20nmの正孔輸送層を設けた。Next, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 4 × 10 −4 Pa, and then the heating boat containing HT-2 was energized and heated, and deposited on the hole injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec. A transport layer was provided.

更にHost−16とD−48の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/sec、0.006nm/secで前記正孔輸送層上に共蒸着して20nmの発光層を設けた。   Further, the heating boat containing Host-16 and D-48 was energized and heated, and co-evaporated on the hole transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec and 0.006 nm / sec, respectively, to emit light of 20 nm. A layer was provided.

更に化合物86と炭酸セシウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.15nm/sec、0.001nm/secで前記発光層上に蒸着して膜厚80nmの電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。   Further, the heating boat containing the compound 86 and cesium carbonate was heated by energization, and deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.15 nm / sec and 0.001 nm / sec, respectively, to form an electron transport layer having a thickness of 80 nm. Provided. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.

別途、用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の3点についてX線回折測定して結晶化度を算出し、3点の平均をとったところ0.7%であり、電子輸送層中には結晶粒によるX線回折ピークは検出されなかった。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   Separately, an electron transport layer was provided on the prepared substrate in the same manner as described above. The crystallinity is calculated by X-ray diffraction measurement at three points near the center of the substrate, and the average of the three points is 0.7%. The X-ray diffraction peak due to crystal grains in the electron transport layer Was not detected. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム0.5nmを蒸着し、更にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子201を作製した。   Subsequently, lithium fluoride 0.5 nm was vapor-deposited as a cathode buffer layer, and aluminum 110 nm was vapor-deposited to form a cathode, whereby an organic EL element 201 was produced.

〔有機EL素子202の作製〕
有機EL素子201において、電子輸送層を下記のように作製した以外は有機EL素子201と同様にして有機EL素子202を形成した。
[Production of Organic EL Element 202]
In the organic EL element 201, an organic EL element 202 was formed in the same manner as the organic EL element 201 except that the electron transport layer was prepared as follows.

発光層まで形成した後、ET−12と以下に示す電子輸送ドーパント1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/sec、0.006nm/secで前記発光層上に蒸着して膜厚60nmの電子輸送層を設けた。   After forming the light emitting layer, the heating boat containing ET-12 and the electron transport dopant 1 shown below is energized and heated, and the deposition rate is 0.1 nm / sec and 0.006 nm / sec on the light emitting layer, respectively. And an electron transport layer having a thickness of 60 nm was provided.

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の3点についてX線回折測定して結晶化度を算出し、3点の平均をとったところ0.3%であり、電子輸送層中には結晶粒によるX線回折ピークは検出されなかった。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   A substrate prepared separately was provided up to the electron transport layer in the same manner as described above. The crystallinity was calculated by measuring X-ray diffraction at three points near the center of the substrate, and the average of the three points was 0.3%. In the electron transport layer, X-ray diffraction peaks due to crystal grains Was not detected. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

Figure 2012115034
次いで、有機EL素子201と同様に陰極バッファー層、陰極を形成し、有機EL素子202を形成した。
Figure 2012115034
Next, a cathode buffer layer and a cathode were formed in the same manner as the organic EL element 201, and an organic EL element 202 was formed.

〔有機EL素子203の作製〕
有機EL素子201と同様にして陰極まで形成した後、120℃で15分加熱処理し、有機EL素子203を得た。
[Production of Organic EL Element 203]
After forming to the cathode similarly to the organic EL element 201, it heat-processed at 120 degreeC for 15 minutes, and the organic EL element 203 was obtained.

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設け120℃で15分加熱処理した。この基板の中心近傍の3点についてX線回折測定して結晶化度を算出し、3点の平均をとったところ5%であり、電子輸送層中に結晶粒によるX線回折ピークが検出された。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   In the same manner as described above, a separately prepared substrate was provided up to the electron transport layer, and heat-treated at 120 ° C. for 15 minutes. The crystallinity is calculated by measuring X-ray diffraction at three points near the center of the substrate, and the average of the three points is 5%. An X-ray diffraction peak due to crystal grains is detected in the electron transport layer. It was. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

〔有機EL素子204の作製〕
有機EL素子202と同様にして陰極まで形成した後、120℃で15分加熱処理し、有機EL素子204を得た。
[Production of Organic EL Element 204]
After forming to a cathode similarly to the organic EL element 202, it heat-processed at 120 degreeC for 15 minutes, and the organic EL element 204 was obtained.

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設け120℃で15分加熱処理した。この基板の中心近傍の3点についてX線回折測定して結晶化度を算出し、3点の平均をとったところ2%であり、電子輸送層中に結晶粒によるX線回折ピークが検出された。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   In the same manner as described above, a separately prepared substrate was provided up to the electron transport layer, and heat-treated at 120 ° C. for 15 minutes. The crystallinity is calculated by measuring X-ray diffraction at three points near the center of the substrate, and the average of the three points is 2%. An X-ray diffraction peak due to crystal grains is detected in the electron transport layer. It was. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

〔有機EL素子205〜212の作製〕
前記有機EL素子204の作製において、電子輸送層材料及びホスト化合物を表2記載の材料に変え、さらに蒸着時間を変えることにより膜厚を表2記載の膜厚に変えた以外は有機EL素子204と同様にして、有機EL素子205〜212を作製した。なお、素子207〜210及び212では、発光層のホストとして、前記一般式(b)で表される化合物例の具体例から選択した化合物を用いた。電子輸送層中の結晶粒の確認は有機EL素子204と同様の方法で行った。電子輸送層中の結晶粒の有り無しの判定結果を表2に記す。
[Production of organic EL elements 205 to 212]
In the production of the organic EL element 204, the electron transport layer material and the host compound were changed to the materials shown in Table 2, and the film thickness was changed to the film thickness shown in Table 2 by changing the deposition time. In the same manner, organic EL elements 205 to 212 were produced. In each of the elements 207 to 210 and 212, a compound selected from specific examples of the compound example represented by the general formula (b) was used as a host of the light emitting layer. The confirmation of the crystal grains in the electron transport layer was performed in the same manner as the organic EL element 204. Table 2 shows the results of determination of the presence or absence of crystal grains in the electron transport layer.

〔有機EL素子201〜212の評価〕
得られた有機EL素子201〜212を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子101と同様に封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成して評価した。
[Evaluation of Organic EL Elements 201-212]
When the obtained organic EL elements 201 to 212 were evaluated, they were sealed in the same manner as the organic EL element 101 of Example 1, and an illumination device as shown in FIGS. 6 and 7 was formed and evaluated.

[保存安定性の評価]
70℃環境下で各有機EL素子を200時間保存した後、2.5mA/cmの一定電流値で駆動した際の電力効率保持率(未処理時の電力効率を100%とした時の70℃で200h保存した後における電力効率比)、駆動寿命保持率(未処理時の寿命を100%とした時の70℃で200h保存した後における寿命比)、及び輝度ムラを測定し、これを有機EL素子の保存安定性の尺度とした。なお、駆動寿命は実施例1と同様の方法で求めた。
[Evaluation of storage stability]
After storing each organic EL element in a 70 ° C. environment for 200 hours and then driving at a constant current value of 2.5 mA / cm 2 , the power efficiency retention rate (70% when the power efficiency when untreated is 100%) Power efficiency ratio after storage at 200 ° C. for 200 hours), drive life retention ratio (life ratio after storage for 200 hours at 70 ° C. when the lifetime when not processed is 100%), and luminance unevenness, This was a measure of the storage stability of the organic EL device. The driving life was obtained by the same method as in Example 1.

なお、輝度ムラは、2.5mA/cmの一定電流値で駆動した際の発光面内の最高輝度と最低輝度との輝度差が最高輝度に対して15%以下のときを○とし、15%よりも大きいときを×とした。In addition, the luminance unevenness is evaluated as ◯ when the luminance difference between the maximum luminance and the minimum luminance in the light emitting surface when driven at a constant current value of 2.5 mA / cm 2 is 15% or less with respect to the maximum luminance. When it was larger than%, it was set as x.

輝度測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いて、各有機EL素子の正面輝度を測定した。駆動寿命測定の際には、正面輝度2000cd/mを初期輝度として連続駆動時の輝度変動を測定し、その輝度半減時間を駆動寿命として求めた。For luminance measurement, the front luminance of each organic EL element was measured using a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing). When measuring the driving lifetime, the luminance fluctuation during continuous driving was measured with the front luminance of 2000 cd / m 2 as the initial luminance, and the luminance half time was determined as the driving lifetime.

Figure 2012115034
表2より、本発明の有機EL素子は電力効率変化率の低下幅が小さく、駆動寿命に優れていることが分かる。また本発明の中でも、電子輸送材料として一般式(b)の化合物を用いた場合は、電力効率の低下が小さく、駆動寿命の低下が小さいことが分かる。
Figure 2012115034
From Table 2, it can be seen that the organic EL element of the present invention has a small decrease in the power efficiency change rate and is excellent in driving life. In the present invention, when the compound of the general formula (b) is used as the electron transport material, it can be seen that the decrease in power efficiency is small and the decrease in driving life is small.

実施例3
《有機EL素子の作製》
〔有機EL素子301の作製〕
陽極として30mm×30mm×0.7mmのガラス基板上に、ITO(インジウムチンオキシド)を120nm製膜した基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた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、Bayer製、Baytron PAl 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。
Example 3
<< Production of organic EL element >>
[Production of Organic EL Element 301]
After patterning a 120 nm-thick ITO (indium tin oxide) substrate on a 30 mm × 30 mm × 0.7 mm glass substrate as an anode, the substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol. Then, it was dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes. A solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron PAl 4083) to 70% with pure water on this substrate is spun at 3000 rpm for 30 seconds. Then, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a 30 nm-thick hole injection layer.

この基板を、窒素雰囲気下、JIS B9920に準拠し、測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、2500rpm、30秒の条件で塗布した。更に120℃で30分間加熱し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は20nmであった。   This substrate was transferred to a glove box under a nitrogen atmosphere in accordance with JIS B9920 with a measured cleanliness of class 100, a dew point temperature of −80 ° C. or lower, and an oxygen concentration of 0.8 ppm. A hole transport layer coating solution was prepared as follows in a glove box, and applied with a spin coater under conditions of 2500 rpm and 30 seconds. Furthermore, it heated at 120 degreeC for 30 minute (s), and provided the positive hole transport layer. The film thickness was 20 nm when it apply | coated and measured on the conditions with the board | substrate prepared separately.

(正孔輸送層用塗布液)
ジクロロベンゼン 100g
ADS254BE(American Dye Source, Inc製) 0.5g
この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として化合物例14(前記一般式(b)で表される化合物例の具体例)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてD−9を100mg入れ真空蒸着装置に取り付けた。
(Coating liquid for hole transport layer)
Dichlorobenzene 100g
ADS254BE (American Dye Source, Inc.) 0.5g
This substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while Compound Example 14 (a compound example represented by the general formula (b) is used as a host compound for another resistance heating boat made of molybdenum and another resistance heating boat made of molybdenum. 200 mg), 100 mg of D-9 as a dopant compound was placed in another molybdenum resistance heating boat, and attached to a vacuum deposition apparatus.

次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、化合物例14とD−9の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/sec、0.006nm/secで前記正孔輸送層上に共蒸着して20nmの発光層を設けた。Then, after reducing the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing Compound Example 14 and D-9 was energized and heated, and the deposition rates were 0.1 nm / sec and 0.006 nm / sec, respectively. A 20 nm light emitting layer was provided by co-evaporation on the hole transport layer.

次にこの基板を再度窒素雰囲気下、JIS B9920に準拠し、測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmのグローブボックスへ移した後、グローブボックス中にて電子輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて700rpm、30秒の条件で塗布した。   Next, this substrate was again transferred to a glove box in accordance with JIS B9920 under a nitrogen atmosphere, the measured cleanliness was class 100, the dew point temperature was −80 ° C. or less, and the oxygen concentration was 0.8 ppm. Then, an electron transport layer coating solution was prepared as follows, and applied with a spin coater at 700 rpm for 30 seconds.

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の5点についてX線回折測定し、結晶化度を算出し、5点の平均をとったところ0.5%であり、電子輸送層中には結晶粒によるX線回折ピークが検出されなかった。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   A substrate prepared separately was provided up to the electron transport layer in the same manner as described above. X-ray diffraction measurement was performed at five points near the center of the substrate, the degree of crystallinity was calculated, and the average of the five points was 0.5%. The X-ray diffraction peak due to crystal grains in the electron transport layer Was not detected. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は60nmであった。   The film thickness was 60 nm when it applied and measured on the conditions prepared on the board | substrate prepared separately.

(電子輸送層用塗布液)
1−ブタノール 100g
ET−13 1g
次いで、電子輸送層まで設けた基板を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、4×10−4Paまで減圧した。なお、フッ化リチウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。
(Coating liquid for electron transport layer)
1-butanol 100g
ET-13 1g
Next, the substrate provided up to the electron transport layer was moved to a vapor deposition machine without being exposed to the atmosphere, and the pressure was reduced to 4 × 10 −4 Pa. Note that lithium fluoride and aluminum were each placed in a tantalum resistance heating boat and attached to a vapor deposition machine.

まず、フッ化リチウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基板上にフッ化リチウムからなる電子注入層を3nm設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度1〜2nm/秒の範囲内でアルミニウムからなる膜厚100nmの陰極を設け、有機EL素子301を作製した。   First, a resistance heating boat containing lithium fluoride was energized and heated to provide 3 nm of an electron injection layer made of lithium fluoride on the substrate. Subsequently, a resistance heating boat containing aluminum was energized and heated, and a cathode having a thickness of 100 nm made of aluminum was provided within a range of a deposition rate of 1 to 2 nm / second to produce an organic EL element 301.

〔有機EL素子302の作製〕
有機EL素子301の作製において、1−ブタノールの代わりに2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノールを用いた以外は同様にして有機EL素子302を作製した。電子輸送層中の結晶粒の確認は有機EL素子301と同様の方法で行った。電子輸送層中の結晶粒の有り無しの判定結果を表2に記す。
[Production of Organic EL Element 302]
An organic EL element 302 was produced in the same manner except that 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol was used instead of 1-butanol in the production of the organic EL element 301. The confirmation of the crystal grains in the electron transport layer was performed by the same method as that for the organic EL element 301. Table 2 shows the results of determination of the presence or absence of crystal grains in the electron transport layer.

〔有機EL素子303〜308の作製〕
前記有機EL素子302の作製において、電子輸送層材料を表3記載の材料に変え、さらに電子輸送層用塗布液の濃度及びスピンコーターの回転数を変えて膜厚を表3記載の膜厚に変えた以外は有機EL素子302と同様にして、有機EL素子303〜308を作製した。電子輸送層中の結晶粒の確認は有機EL素子301と同様の方法で行った。電子輸送層中の結晶粒の有り無しの判定結果を表2に記す。
[Production of organic EL elements 303 to 308]
In the production of the organic EL element 302, the electron transport layer material is changed to the material shown in Table 3, and the film thickness is changed to the film thickness shown in Table 3 by changing the concentration of the electron transport layer coating solution and the rotation speed of the spin coater. Organic EL elements 303 to 308 were produced in the same manner as the organic EL element 302 except that the changes were made. The confirmation of the crystal grains in the electron transport layer was performed by the same method as that for the organic EL element 301. Table 2 shows the results of determination of the presence or absence of crystal grains in the electron transport layer.

《有機EL素子301〜308の評価》
得られた有機EL素子301〜308を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子101と同様に封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成して評価した。
<< Evaluation of Organic EL Elements 301-308 >>
When the obtained organic EL elements 301 to 308 were evaluated, they were sealed in the same manner as the organic EL element 101 of Example 1, and an illumination device as shown in FIGS. 6 and 7 was formed and evaluated.

(電力効率)
分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング社製)を用いて、各有機EL素子の正面輝度及び輝度角度依存性を測定し、正面輝度1000cd/mにおける電力効率を求めた。なお、電力効率は有機EL素子301の電力効率を100と設定したときの相対値で表した。
(Power efficiency)
Using a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Konica Minolta Sensing Co., Ltd.), the front luminance and luminance angle dependency of each organic EL element were measured, and the power efficiency at a front luminance of 1000 cd / m 2 was obtained. The power efficiency was expressed as a relative value when the power efficiency of the organic EL element 301 was set to 100.

(電圧上昇率)
6mA/cmの一定電流で駆動したときに、初期電圧と150時間後の電圧を測定した。初期電圧100に対する150時間後の電圧の相対値を電圧上昇率とした。
(Voltage increase rate)
When driving at a constant current of 6 mA / cm 2 , the initial voltage and the voltage after 150 hours were measured. The relative value of the voltage after 150 hours with respect to the initial voltage 100 was defined as the voltage increase rate.

(発光寿命)
発光寿命については実施例1と同様の方法で評価した。
(Luminescent life)
The light emission lifetime was evaluated by the same method as in Example 1.

Figure 2012115034
表3より、本発明の有機EL素子は電力効率が高く、発光寿命が長いことが分かる。本発明の中でも、一般式(b)の化合物を用いた有機EL素子は発光寿命が特に長いことが分かる。
Figure 2012115034
From Table 3, it can be seen that the organic EL device of the present invention has high power efficiency and a long emission lifetime. Among the present inventions, it can be seen that the organic EL device using the compound of the general formula (b) has a particularly long emission lifetime.

実施例4
《白色の有機EL素子401の作製》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
Example 4
<< Production of White Organic EL Element 401 >>
Transparent support provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NH45 manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) formed by depositing 100 nm of ITO (indium tin oxide) on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode The substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.

この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、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成膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの第一正孔輸送層を設けた。   On this transparent support substrate, a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) to 70% with pure water at 3000 rpm for 30 seconds. Then, the film was formed by spin coating and then dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a first hole transport layer having a thickness of 30 nm.

この基板を窒素雰囲気下に移し、50mgの市販のADS254BE(American Dye Source, Inc製)を10mlのトルエンに溶解した溶液を2500rpm、30秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。60℃で1時間真空乾燥し、第2正孔輸送層を形成した。   This substrate was transferred to a nitrogen atmosphere, and a solution of 50 mg of commercially available ADS254BE (American Dye Source, Inc.) dissolved in 10 ml of toluene was spin-coated on the hole transport layer at 2500 rpm for 30 seconds, and a thin film was formed. Formed. It vacuum-dried at 60 degreeC for 1 hour, and formed the 2nd positive hole transport layer.

次に、HOST−54(100mg)、D−6(0.5mg)、D−48(16mg)を酢酸ブチル10mlに溶解した溶液を用い、1000rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜した。60℃で1時間真空乾燥し発光層とした。   Next, using a solution in which HOST-54 (100 mg), D-6 (0.5 mg), and D-48 (16 mg) are dissolved in 10 ml of butyl acetate, a film is formed by spin coating under conditions of 1000 rpm and 30 seconds. did. It vacuum-dried at 60 degreeC for 1 hour, and was set as the light emitting layer.

化合物88(40mg)を1−ブタノールヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)5mlに溶解した溶液を用い、500rpm、30秒の条件下、スピンコート法により電子輸送層を成膜した。   Using a solution obtained by dissolving Compound 88 (40 mg) in 1 ml of 1-butanol hexafluoroisopropanol (HFIP), an electron transport layer was formed by spin coating under conditions of 500 rpm and 30 seconds.

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けX線回折測定したところX線回折線が見られ、結晶粒が確認された。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   In the same manner as described above, an electron transport layer was provided on a separately prepared substrate, and X-ray diffraction measurement was performed. As a result, X-ray diffraction lines were observed, and crystal grains were confirmed. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は60nmであった。   The film thickness was 60 nm when it applied and measured on the conditions prepared on the board | substrate prepared separately.

続いて、この基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、モリブデン製抵抗加熱ボートにET−7を200mg入れ、真空蒸着装置に取り付けた。真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、ET−7の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒で前記電子輸送層の上に蒸着して、更に膜厚20nmの第2電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。Subsequently, this substrate was fixed to a substrate holder of a vacuum vapor deposition apparatus, 200 mg of ET-7 was placed in a molybdenum resistance heating boat, and was attached to the vacuum vapor deposition apparatus. After depressurizing the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa, heating by energizing the heating boat containing ET-7, vapor deposition on the electron transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / second, A second electron transport layer having a thickness of 20 nm was provided. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.

引き続き、フッ化カリウム0.5nm及びアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子401を作製した。   Subsequently, 0.5 nm of potassium fluoride and 110 nm of aluminum were deposited to form a cathode, and an organic EL element 401 was produced.

得られた有機EL素子401について、実施例1の有機EL素子101と同様に封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成した。   About the obtained organic EL element 401, it sealed similarly to the organic EL element 101 of Example 1, and formed the illuminating device as shown in FIG. 6, FIG.

この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが判った。   When this element was energized, almost white light was obtained, and it was found that it could be used as a lighting device.

実施例5
《白色の有機EL素子501の作製》
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を100nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
Example 5
<< Preparation of White Organic EL Element 501 >>
Transparent support provided with this ITO transparent electrode after patterning on a substrate (NH45 manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) formed by depositing 100 nm of ITO (indium tin oxide) on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode The substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.

この透明支持基板上に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)−ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS、Bayer社製、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成膜した後、200℃にて1時間乾燥し、膜厚30nmの第一正孔輸送層を設けた。   On this transparent support substrate, a solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron P Al 4083) to 70% with pure water at 3000 rpm for 30 seconds. Then, the film was formed by spin coating and then dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a first hole transport layer having a thickness of 30 nm.

この基板を窒素雰囲気下に移し、50mgの市販のADS254BE(American Dye Source, Inc製)を10mlのトルエンに溶解した溶液を2500rpm、30秒の条件で正孔輸送層上にスピンコーティングし、薄膜を形成した。60℃で1時間真空乾燥し、第2正孔輸送層を形成した。   This substrate was transferred to a nitrogen atmosphere, and a solution of 50 mg of commercially available ADS254BE (American Dye Source, Inc.) dissolved in 10 ml of toluene was spin-coated on the hole transport layer at 2500 rpm for 30 seconds, and a thin film was formed. Formed. It vacuum-dried at 60 degreeC for 1 hour, and formed the 2nd positive hole transport layer.

次に、HOST−55(100mg)、D−26(20mg)、D−1(0.5mg)、D−10(0.1g)を酢酸ブチル10mlに溶解した溶液を用い、1500rpm、30秒の条件下、スピンコート法により成膜した。60℃で1時間真空乾燥し発光層とした。   Next, using a solution in which HOST-55 (100 mg), D-26 (20 mg), D-1 (0.5 mg), and D-10 (0.1 g) were dissolved in 10 ml of butyl acetate, 1500 rpm, 30 seconds. The film was formed by spin coating under the conditions. It vacuum-dried at 60 degreeC for 1 hour, and was set as the light emitting layer.

この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートに電子輸送材料として化合物89を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにフッ化セシウム50mgを入れ真空蒸着装置に取り付けた。   This substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of compound 89 is placed as an electron transport material in a resistance heating boat made of molybdenum, and 50 mg of cesium fluoride is placed in another resistance heating boat made of molybdenum. Attached to.

次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、化合物89の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで発光層上に95nm蒸着し、更に90℃で30分加熱し第1電子輸送層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。Next, the pressure in the vacuum chamber was reduced to 4 × 10 −4 Pa, and the heating boat containing the compound 89 was heated by heating. The film was deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec. The first electron transport layer was provided by heating for 30 minutes. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.

別途用意した基板に上記と同様にして、第1電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の5点についてX線回折測定したところ結晶化度を算出し、5点の平均をとったところ7%であり、電子輸送層中に結晶粒によるX線回折ピークが検出された。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   A substrate prepared separately was provided up to the first electron transport layer in the same manner as described above. When X-ray diffraction measurement was performed at five points near the center of the substrate, the degree of crystallinity was calculated, and the average of the five points was 7%. An X-ray diffraction peak due to crystal grains was detected in the electron transport layer. It was. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

更に基板温度を室温に戻したところで化合物89とフッ化セシウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.15nm/sec、0.001nm/secで前記第1電子輸送層上に蒸着して膜厚5nmの第2電子輸送層を設けた。   Further, when the substrate temperature was returned to room temperature, the heating boat containing compound 89 and cesium fluoride was energized and heated, and the first electron transport layer was deposited at a deposition rate of 0.15 nm / sec and 0.001 nm / sec, respectively. The second electron transport layer having a thickness of 5 nm was provided by vapor deposition.

引き続き、陰極バッファー層としてフッ化セシウム0.5nmを蒸着し、更にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子501を作製した。   Subsequently, cesium fluoride 0.5 nm was deposited as a cathode buffer layer, and aluminum 110 nm was further deposited to form a cathode, whereby an organic EL element 501 was produced.

得られた有機EL素子501について、有機EL素子101と同様に封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成した。この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが判った。   About the obtained organic EL element 501, it sealed similarly to the organic EL element 101, and formed the illuminating device as shown in FIG. 6, FIG. When this element was energized, almost white light was obtained, and it was found that it could be used as a lighting device.

実施例6
《白色の有機EL素子601の作製》
陽極として30mm×30mm×0.7mmのガラス基板上に、ITO(インジウムチンオキシド)を120nm製膜した基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた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、Bayer製、Baytron PAl 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。
Example 6
<< Preparation of White Organic EL Element 601 >>
After patterning a 120 nm-thick ITO (indium tin oxide) substrate on a 30 mm × 30 mm × 0.7 mm glass substrate as an anode, the substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol. Then, it was dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes. A solution obtained by diluting poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS, Bayer, Baytron PAl 4083) to 70% with pure water on this substrate is spun at 3000 rpm for 30 seconds. Then, the film was dried at 200 ° C. for 1 hour to provide a 30 nm-thick hole injection layer.

この基板を、窒素雰囲気下、JIS B9920に準拠し、測定した清浄度がクラス100で、露点温度が−80℃以下、酸素濃度0.8ppmのグローブボックスへ移した。グローブボックス中にて正孔輸送層用塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、2000rpm、30秒の条件で塗布した。この基板を、150℃で10秒加熱し、加熱したまま、高圧水銀ランプ(株式会社オーク製作所製OHD−110M−ST)を用い30mW/cmの紫外光を20秒間照射した。更に120℃で30分間加熱し正孔輸送層を設けた。別途用意した基板にて、同条件にて塗布を行い測定したところ、膜厚は15nmであった。This substrate was transferred to a glove box under a nitrogen atmosphere in accordance with JIS B9920 with a measured cleanliness of class 100, a dew point temperature of −80 ° C. or lower, and an oxygen concentration of 0.8 ppm. A coating solution for a hole transport layer was prepared as follows in a glove box, and applied with a spin coater under the conditions of 2000 rpm and 30 seconds. This substrate was heated at 150 ° C. for 10 seconds, and irradiated with 30 mW / cm 2 of ultraviolet light for 20 seconds using a high pressure mercury lamp (OHD-110M-ST, manufactured by Oak Manufacturing Co., Ltd.). Furthermore, it heated at 120 degreeC for 30 minute (s), and provided the positive hole transport layer. The film thickness was 15 nm when it apply | coated and measured on the conditions with the board | substrate prepared separately.

(正孔輸送層用塗布液)
トルエン 100g
HT−30 0.50g
次いで、発光層塗布液を下記のように調製し、スピンコーターにて、1500rpm、30秒の条件で塗布した。更に150℃で30分加熱し第1発光層を設けた。別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は20nmであった。
(Coating liquid for hole transport layer)
Toluene 100g
HT-30 0.50g
Next, a light emitting layer coating solution was prepared as described below, and applied with a spin coater under conditions of 1500 rpm and 30 seconds. Furthermore, it heated at 150 degreeC for 30 minutes, and provided the 1st light emitting layer. The film thickness was 20 nm when it apply | coated and measured on the conditions with the board | substrate prepared separately.

(発光層用塗布液)
トルエン 100g
化合物例18 5g
D−3 0.03g
D−10 0.008g
この基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方モリブデン製抵抗加熱ボートにホスト化合物として化合物例17を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにドーパント化合物としてD−50を100mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに1つめの電子輸送材料としてET−14を200mg入れ、更に2つめの電子輸送材料として化合物90を200mg入れ真空蒸着装置に取り付けた。
(Light emitting layer coating solution)
Toluene 100g
Compound Example 18 5g
D-3 0.03g
D-10 0.008g
This substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while 200 mg of Compound Example 17 is placed as a host compound in a molybdenum resistance heating boat, and 100 mg of D-50 as a dopant compound is placed in another molybdenum resistance heating boat. In another resistance heating boat made of molybdenum, 200 mg of ET-14 as a first electron transporting material and 200 mg of compound 90 as a second electron transporting material were placed in a vacuum deposition apparatus.

次いで真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、化合物例17とD−50の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/sec、0.015nm/secで前記正孔輸送層上に共蒸着して20nmの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。Next, after reducing the vacuum chamber to 4 × 10 −4 Pa, the heating boat containing Compound Example 17 and D-50 was energized and heated, and the deposition rates were 0.1 nm / sec and 0.015 nm / sec, respectively. A 20 nm light emitting layer was provided by co-evaporation on the hole transport layer. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.

次に基板温度を60℃まで加熱した状態で、ET−14と化合物90の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.07nm/sec、0.1nm/secで前記発光層上に蒸着して膜厚70nmの第1の電子輸送層を設けた。   Next, with the substrate temperature heated to 60 ° C., the heating boat containing ET-14 and compound 90 was energized and heated, and the light emitting layer was deposited at a deposition rate of 0.07 nm / sec and 0.1 nm / sec, respectively. A first electron transport layer having a thickness of 70 nm was provided by evaporation.

基板温度を室温まで戻した後、ET−14の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで前記第1電子輸送層上に蒸着して膜厚35nmの第2の電子輸送層を設けた。   After returning the substrate temperature to room temperature, the heating boat containing ET-14 is energized and heated, and deposited on the first electron transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec. The electron transport layer was provided.

別途用意した基板に上記と同様にして、第2の電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の3点についてX線回折測定したところ結晶化度を算出し、3点の平均をとったところ18%であり、電子輸送層中に結晶粒によるX線回折ピークが検出された。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   In the same manner as described above, a substrate prepared separately was provided up to the second electron transport layer. When X-ray diffraction measurement was performed at three points near the center of the substrate, the crystallinity was calculated, and the average of the three points was 18%. An X-ray diffraction peak due to crystal grains was detected in the electron transport layer. It was. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

引き続き、陰極バッファー層としてフッ化リチウム0.5nmを蒸着し、更にアルミニウム110nmを蒸着して陰極を形成し、有機EL素子601を作製した。   Then, 0.5 nm of lithium fluoride was vapor-deposited as a cathode buffer layer, and also aluminum 110nm was vapor-deposited, the cathode was formed, and the organic EL element 601 was produced.

得られた有機EL素子501について、有機EL素子101と同様に封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成した。   About the obtained organic EL element 501, it sealed similarly to the organic EL element 101, and formed the illuminating device as shown in FIG. 6, FIG.

この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが判った。   When this element was energized, almost white light was obtained, and it was found that it could be used as a lighting device.

実施例7
〔有機EL素子701の作製〕
有機EL素子601の作製において、化合物例17の代わりに化合物例Host−39を用いた以外は同様にして、発光層まで作製した。
Example 7
[Production of Organic EL Element 701]
In the production of the organic EL element 601, a light emitting layer was produced in the same manner except that Compound Example Host-39 was used instead of Compound Example 17.

次いで、電子輸送層用塗布液1を下記のように調製し、スピンコーターにて、700rpm、30秒の条件で塗布した。別途用意した基板にて、同条件で塗布を行い測定したところ、膜厚は55nmであった。   Subsequently, the coating liquid 1 for electron carrying layers was prepared as follows, and it apply | coated on the conditions of 700 rpm and 30 seconds with the spin coater. The film thickness was 55 nm when it apply | coated and measured on the conditions with the board | substrate prepared separately.

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の3点についてX線回折測定したところ結晶化度を算出し、3点の平均をとったところ0.1%以下であり、電子輸送層中に結晶粒によるX線回折ピークが検出されなかった。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。   A substrate prepared separately was provided up to the electron transport layer in the same manner as described above. When the X-ray diffraction measurement was performed at three points near the center of the substrate, the crystallinity was calculated and the average of the three points was 0.1% or less, and the X-ray diffraction peak due to the crystal grains in the electron transport layer Was not detected. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

(電子輸送層用塗布液1)
2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール 100g
化合物91(HPLC純度 97.8%) 0.9g
次いで、電子輸送層まで設けた基板を、大気曝露せずに、蒸着機に移動し、4×10−4Paまで減圧した。なお、フッ化カリウム及びアルミニウムをそれぞれタンタル製抵抗加熱ボートに入れ、蒸着機に取り付けておいた。
(Coating liquid 1 for electron transport layer)
2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol 100 g
Compound 91 (HPLC purity 97.8%) 0.9 g
Next, the substrate provided up to the electron transport layer was moved to a vapor deposition machine without being exposed to the atmosphere, and the pressure was reduced to 4 × 10 −4 Pa. Note that potassium fluoride and aluminum were each placed in a tantalum resistance heating boat and attached to a vapor deposition machine.

まず、フッ化カリウムの入った抵抗加熱ボートに通電し加熱し、基板上にフッ化カリウムからなる電子注入層を1nm設けた。続いて、アルミニウムの入った抵抗加熱ボートに通電加熱し、蒸着速度1〜2nm/秒の範囲内でアルミニウムからなる膜厚100nmの陰極を設け、有機EL素子701を作製した。   First, a resistance heating boat containing potassium fluoride was energized and heated to provide 1 nm of an electron injection layer made of potassium fluoride on the substrate. Subsequently, a resistance heating boat containing aluminum was energized and heated, and a cathode having a film thickness of 100 nm made of aluminum was provided within a deposition rate range of 1 to 2 nm / second, whereby an organic EL element 701 was produced.

〔有機EL素子702の作製〕
有機EL素子701において、電子輸送層用塗布液1の代わりに下記の電子輸送層用塗布液2を用いた以外は有機EL素子701と同様にして有機EL素子702を形成した。
[Production of Organic EL Element 702]
In the organic EL element 701, an organic EL element 702 was formed in the same manner as the organic EL element 701 except that the following electron transport layer coating liquid 2 was used instead of the electron transport layer coating liquid 1.

(電子輸送層用塗布液2)
2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロパノール 100g
化合物91(HPLC純度 99.8%) 0.9g
別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の3点についてX線回折測定したところ結晶化度を算出し、3点の平均をとったところ5%であり、電子輸送層中には結晶粒によるX線回折ピークが検出された。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。
(Coating liquid 2 for electron transport layer)
2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol 100 g
Compound 91 (HPLC purity 99.8%) 0.9 g
A substrate prepared separately was provided up to the electron transport layer in the same manner as described above. X-ray diffraction measurement was performed at three points near the center of the substrate, and the degree of crystallinity was calculated. The average of the three points was 5%, and an X-ray diffraction peak due to crystal grains was detected in the electron transport layer. It was done. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line).

〔有機EL素子701,702の評価〕
得られた有機EL素子701,702を評価するに際しては、実施例1の有機EL素子101と同様に封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成して評価した。
[Evaluation of organic EL elements 701 and 702]
When the obtained organic EL elements 701 and 702 were evaluated, they were sealed in the same manner as the organic EL element 101 of Example 1, and an illumination device as shown in FIGS. 6 and 7 was formed and evaluated.

次いで、実施例1と同様に外部取り出し量子効率、駆動電圧、発光寿命について評価した。   Next, as in Example 1, external extraction quantum efficiency, drive voltage, and light emission lifetime were evaluated.

Figure 2012115034
表4より、HPLC純度の高い材料を用いた素子では電子輸送層中に結晶粒が観察され、外部取り出し量子効率が高く、駆動電圧が低く、且つ、発光寿命も長いことが明らかである。
Figure 2012115034
From Table 4, it is clear that in the device using a material having high HPLC purity, crystal grains are observed in the electron transport layer, the external extraction quantum efficiency is high, the driving voltage is low, and the light emission lifetime is long.

実施例8
〔白色の有機EL素子801の作製〕
有機EL素子401の作製において、HOST−54の代わりに化合物104、D−6の代わりにD−10、D−48の代わりにD−52を用いて発光層を製膜し、化合物88の代わりに化合物103を用いて電子輸送層を製膜した以外は同様にして、有機EL素子801を作製した。なお電子輸送層の膜厚は60nmであった。
Example 8
[Production of White Organic EL Element 801]
In the production of the organic EL element 401, a light emitting layer was formed using the compound 104 instead of the HOST-54, D-10 instead of the D-6, and D-52 instead of the D-48. An organic EL device 801 was produced in the same manner except that the compound 103 was used to form an electron transport layer. The thickness of the electron transport layer was 60 nm.

別途用意した基板に上記と同様にして、電子輸送層までを設けた。この基板の中心近傍の3点についてX線回折測定したところX線回折線が見られ、結晶粒の存在が確認された。なお、X線回折測定は、前記(X線回折線)の項に記載した方法に従って行った。また、電子顕微鏡で粒子が観察され、結晶粒の存在が確認された。得られた有機EL素子801について、実施例1の有機EL素子101と同様に封止し、図6、図7に示すような照明装置を形成した。   A substrate prepared separately was provided up to the electron transport layer in the same manner as described above. When X-ray diffraction measurement was performed on three points near the center of the substrate, X-ray diffraction lines were observed, and the presence of crystal grains was confirmed. The X-ray diffraction measurement was performed according to the method described in the above section (X-ray diffraction line). Moreover, particles were observed with an electron microscope, and the presence of crystal grains was confirmed. About the obtained organic EL element 801, it sealed similarly to the organic EL element 101 of Example 1, and formed the illuminating device as shown to FIG. 6, FIG.

この素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用できることが判った。   When this element was energized, almost white light was obtained, and it was found that it could be used as a lighting device.

本発明の有機EL素子は、低電圧で駆動でき、寿命が長いので、画像表示装置及び照明装置等の低電力化に適用できる。   Since the organic EL element of the present invention can be driven at a low voltage and has a long lifetime, it can be applied to low power consumption of an image display device, a lighting device, and the like.

1 ディスプレイ
3 画素
5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 駆動トランジスタ
13 コンデンサ
A 表示部
B 制御部
L 光
21 X線回折線(結晶粒なし)
22 X線回折線(結晶粒あり)
23 X線回折線(結晶粒あり)
24 X線回折線(結晶粉体)
101 有機EL素子
102 ガラスカバー
104 電子輸送層
105 陰極
106 有機EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Display 3 Pixel 5 Scan line 6 Data line 7 Power supply line 10 Organic EL element 11 Switching transistor 12 Drive transistor 13 Capacitor A Display part B Control part L Light 21 X-ray-diffraction line (without crystal grains)
22 X-ray diffraction lines (with crystal grains)
23 X-ray diffraction lines (with crystal grains)
24 X-ray diffraction lines (crystal powder)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Organic EL element 102 Glass cover 104 Electron transport layer 105 Cathode 106 Organic EL layer 107 Glass substrate with a transparent electrode 108 Nitrogen gas 109 Water catching agent

Claims (10)

少なくとも、陽極、少なくとも1つのリン光性ドーパントを含有した発光層及び少なくとも1層の電子輸送層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
該電子輸送層は、少なくとも1つの電子輸送材料を含有し、
該電子輸送層の膜厚が、50〜200nmの範囲内であり、
該電子輸送層には、前記電子輸送材料による結晶粒が存在し、該結晶粒によるX線回折線が観察されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An organic electroluminescence device having at least an anode, a light emitting layer containing at least one phosphorescent dopant, and at least one electron transport layer,
The electron transport layer contains at least one electron transport material;
The film thickness of the electron transport layer is in the range of 50 to 200 nm,
An organic electroluminescence device, wherein the electron transport layer includes crystal grains of the electron transport material, and X-ray diffraction lines due to the crystal grains are observed.
前記電子輸送層が単一の材料からなることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the electron transport layer is made of a single material. 前記電子輸送材料が下記一般式(1)で表されることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2012115034
(式中、Arは置換基を有していても良い芳香族縮合環を表し、Ar及びArは置換基を有していても良い芳香環を表し、A、Ar、Ar、n01、n02及びn03は、下記式(1)を満足する。n01は1以上の整数を表し、n02及びn03は0〜3の整数を表し、n01+n02+n03≧2である。n01、n02及びn03が2以上の場合、Ar、Ar及びArは同じでも異なっていても良い。)
式(1)
{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n01}+{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n02}+{(Arで表される芳香族縮合環を構成する環の数)×n03}≧4
The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the electron transport material is represented by the following general formula (1).
Figure 2012115034
(In the formula, Ar 1 represents an aromatic condensed ring which may have a substituent, Ar 2 and Ar 3 represent an aromatic ring which may have a substituent, and A 1 , Ar 2 , Ar 3 , n01, n02 and n03 satisfy the following formula (1): n01 represents an integer of 1 or more, n02 and n03 represent an integer of 0 to 3, and n01 + n02 + n03 ≧ 2. When Ar is 2 or more, Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 may be the same or different.)
Formula (1)
{(Number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by Ar 1 ) × n01} + {(Number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by Ar 2 ) × n02} + {(Ar 3 The number of rings constituting the aromatic condensed ring represented by: xn03} ≧ 4
一般式(1)の化合物が一般式(b)で表される化合物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2012115034
(式中、X20はO又はSを表し、X21〜X28はC(R20)又はNを表し、R20は水素原子又は置換基を表す。R20のうち少なくとも1つは下記一般式(b1)で表される。)
Figure 2012115034
(式中L20は芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から導出される2価の連結基を表す。n23は0又は1〜3の整数を表し、n23が2以上の場合複数のL20は同じでも異なっていてもよい。*は一般式(b)の母核との連結部位を表す。Ar20は下記一般式(b2)で表される基を表す。)
Figure 2012115034
(式中、X29はN(R21)、O又はSを表し、E21〜E28はC(R22)又はNを表し、R21及びR22は水素原子、置換基又はL20との連結部位を表す。*はL20との連結部位を表す。)
The compound of general formula (1) is a compound represented by general formula (b), The organic electroluminescent element of any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned.
Figure 2012115034
(In the formula, X 20 represents O or S, X 21 to X 28 represent C (R 20 ) or N, R 20 represents a hydrogen atom or a substituent. At least one of R 20 is represented by the following general formula: (Represented by the formula (b1))
Figure 2012115034
(In the formula, L 20 represents a divalent linking group derived from an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring. N23 represents 0 or an integer of 1 to 3, and when n23 is 2 or more, a plurality of L 20 May be the same or different. * Represents a site of connection with the mother nucleus of the general formula (b), Ar 20 represents a group represented by the following general formula (b2).
Figure 2012115034
(In the formula, X 29 represents N (R 21 ), O or S, E 21 to E 28 represent C (R 22 ) or N, and R 21 and R 22 represent a hydrogen atom, a substituent, or L 20 . of represents a linking site. * represents a linking site with L 20.)
前記電子輸送層がウェットプロセスで形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the electron transport layer is formed by a wet process. 前記リン光性ドーパントが下記一般式(a)で表されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 2012115034
(式中、Rは置換基を表す。ZはC−Bと共に5〜7員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。n1は0〜5の整数を表す。Bは炭素原子又は窒素原子を表し、B〜BはC(R11)、N、N(R11)、S、C(R11)=C(R12)、C(R11)=N、又はN=Nを表し、B〜Bが共に形成する環は少なくとも一つ窒素原子を有し、単環の芳香族含窒素複素環を表す。R11及びR12は水素原子又は置換基を表す。Mは元素周期表における8〜10族の金属を表す。X及びXは炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表し、LはX及びXと共に2座の配位子を形成する原子群を表す。m1は1〜3の整数を表し、m2は0〜2の整数を表すが、m1+m2は2又は3である。)
The organic phosphorescent device according to claim 1, wherein the phosphorescent dopant is represented by the following general formula (a).
Figure 2012115034
(In the formula, R 1 represents a substituent. Z represents a nonmetallic atom group necessary for forming a 5- to 7-membered ring together with C—B 0. N 1 represents an integer of 0 to 5. B 0 Represents a carbon atom or a nitrogen atom, and B 1 to B 5 are C (R 11 ), N, N (R 11 ), S, C (R 11 ) = C (R 12 ), C (R 11 ) = N Or N = N, and the ring formed by B 1 to B 5 together has at least one nitrogen atom and represents a monocyclic aromatic nitrogen-containing heterocyclic ring, and R 11 and R 12 are hydrogen atoms or substituted M 1 represents a group 8 to 10 metal in the periodic table, X 1 and X 2 represent a carbon atom, a nitrogen atom or an oxygen atom, and L 1 represents a bidentate arrangement with X 1 and X 2. Represents an atomic group forming a ligand, m1 represents an integer of 1 to 3, m2 represents an integer of 0 to 2, and m1 + m2 is 2 or 3.
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が少なくとも2層のウェットプロセスで形成された層を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the organic electroluminescence device has a layer formed by at least two wet processes. 白色発光することを特徴とする1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescent element according to any one of 1 to 7, which emits white light. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。   The illuminating device provided with the organic electroluminescent element of any one of Claims 1-7. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする表示装置。   A display device comprising the organic electroluminescence element according to claim 1.
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