WO2004105445A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置 - Google Patents

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WO2004105445A1
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Hisayuki Kawamura
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Idemitsu Kosan Co., Ltd.
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    • H10K85/656Aromatic compounds comprising a hetero atom comprising two or more different heteroatoms per ring
    • H10K85/6565Oxadiazole compounds

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device, and more particularly, to an organic electroluminescent device wherein a charge transport layer is laminated via an inorganic compound.
  • An electroluminescent device using electroluminescence (hereinafter, abbreviated as “EL”) has high visibility due to self-luminescence, and has excellent impact resistance because it is a completely solid device. Because of its features, its use as a light-emitting element in various display devices has attracted attention.
  • These EL elements include an inorganic EL element using an inorganic compound as a light-emitting material and an organic EL element using an organic compound.
  • the organic EL element has a significantly reduced applied voltage.
  • it is easy to fully integrate, consumes low power, and can emit surface light. Therefore, it is being developed as a next-generation light-emitting device.
  • the configuration of the organic EL device is based on the configuration of an anode / light emitting layer / cathode and provided with a hole injection / transport layer or an electron injection layer as appropriate, such as an anode Z hole injection / transport layer. It is known to have a structure of / emission layer / cathode or anode / hole injection / transport layer / emission layer / electron injection layer / cathode.
  • the hole injection / transport layer has a function of injecting holes from the anode and transporting the holes to the organic light emitting layer. Further, the hole injection layer and the hole transport layer may be separately manufactured. .
  • the electron injection layer has a function of injecting electrons from the cathode and transporting them to the organic light emitting layer.
  • the organic light emitting layer has a function of receiving injection of holes and electrons, and a function of emitting light by recombination of holes and electrons.
  • Organic EL devices emit light with high luminance at a low voltage of several V to several tens of volts because the thin film sandwiched between the electrodes is an ultrathin film of only 100 to 100 nm.
  • the thin film sandwiched between the electrodes is an ultrathin film of only 100 to 100 nm.
  • the ultrathin film because of such an ultrathin film, short-circuits and pixel defects often occur due to the influence of extremely fine projections on the substrate and electrodes, which has been a serious problem in practical use.
  • an amine compound is dispersed in a polymer, doped with an oxide, coated, and applied to form a hole transport layer of an organic EL device (eg, Akira Taniguchi). Yuu, "Low Drive Voltage Thick Film Organic EL Device", M & BE.Vol.10, No.1 (1999) p.20-28.)
  • oxidizing dopants often diffuse with the operation of the device and affect the light-emitting layer, which is not suitable for obtaining a long-life organic EL device.
  • an object of the present invention is to provide an organic EL device that can be driven at a low voltage while having a thick film configuration. Disclosure of the invention
  • the present inventors have found that, by forming the charge transport layer with a laminated structure with an inorganic compound layer interposed therebetween, it is possible to drive at a low voltage while having a thick film structure. Completed the invention.
  • the following organic electroluminescent device and the like are provided.
  • An organic electroluminescent device having a light emitting layer composed of an organic compound sandwiched between the electrodes,
  • a charge transport layer made of an organic compound is present between at least one of the anode and the cathode and the light emitting layer,
  • the charge transport layer has a configuration in which the charge transport layer is laminated via an inorganic compound layer.
  • An organic electorescence luminescent element characterized by the following.
  • a hole transporting layer is present between the anode and the light emitting layer as a charge transporting layer, and the hole transporting layer is laminated via an inorganic compound layer.
  • the organic EL device of the present invention can be used for a screen of various display devices such as a consumer TV, a large-sized display, and a display screen for a mobile phone in combination with a known configuration.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic EL device according to one embodiment of the present invention.
  • the organic EL device of the present invention has at least a pair of electrodes and at least a light emitting layer made of an organic compound sandwiched between the electrodes. Then, a charge transport layer made of an organic compound is present between at least one of the electrodes and the light emitting layer, and the charge transport layer is laminated via an inorganic compound layer. It is characterized by the following.
  • the charge transport layer means a layer made of an organic compound having a function of transporting holes or electrons from the electrode to the light emitting layer, and includes, for example, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, There is an electron injection layer and the like.
  • FIG. 1 is a sectional view of an organic EL device according to one embodiment of the present invention.
  • the organic EL device 1 has an anode 12, a hole transport layer (charge transport layer) 13, a light-emitting layer 14, an electron transport layer (charge transport layer) 15, and a cathode 16 laminated in this order on a substrate 11 It has a structure in which a hole transport layer (charge transport layer) 13 is laminated via an inorganic compound layer 17.
  • the substrate 11 is a substrate that supports the organic EL device.
  • the anode 12 plays a role of injecting holes into the hole transport layer 13 or the light emitting layer 14.
  • the hole transport layer 13 is a layer that assists the injection of holes into the light emitting layer 14 and transports it to the light emitting region.
  • the cathode 16 has a role of injecting electrons into the electron transport layer 15 or the light emitting layer 14.
  • the electron transport layer 15 is a layer that helps injecting electrons into the light emitting layer 14.
  • the light-emitting layer 14 mainly provides a field for recombination of electrons and holes, which is connected to light emission.
  • the organic EL device 1 has a configuration in which the hole transport layer 13 is stacked via the inorganic compound layer 17.
  • the hole transport layer which is a charge transport layer
  • short circuit of the element and pixel defects can be prevented.
  • the thickness of the hole transport layer is increased, the driving voltage of the device is rapidly increased. There were limits to membranes.
  • the hole transport layer 13 is laminated with the inorganic compound layer 17 interposed therebetween as in the present invention, an increase in drive voltage due to an increase in the thickness of the hole transport layer 13 is prevented. Can be suppressed. Therefore, it is possible to make the film thicker than the hole transport layer 13 composed of a single layer, and it is possible to more effectively prevent a short circuit of the organic EL element and pixel defects.
  • the hole transport layer 13 is laminated via the inorganic compound layer 17, but both the hole transport layer 13 and the electron transport layer 15 are laminated as described above. Alternatively, only the electron transport layer 15 may have a laminated structure.
  • the number of stacked hole transport layers 13 is three, but is not limited thereto.
  • the number of stacked hole transport layers 13 is preferably 2 to 10 layers.
  • the hole transport layer 13 may be different or identical in each layer.
  • the number of laminated inorganic compound layers 17 is two, but is not limited thereto.
  • the number of stacked inorganic compound layers 17 is preferably 1 to 9 layers.
  • each layer is different. Or the same.
  • the thickness of the inorganic compound layer 17 is selected from a range of several nm to several tens nm. Specifically, it is 1 to 20 nm, preferably 1 to: L0 nm.
  • the thickness of the hole transport layer 13 is preferably appropriately selected in the range of 5 nm to 5, and particularly preferably in the range of 5 nm to 100 nm.
  • the thickness and the number of layers be the same as those of the hole transport layer 13.
  • the inorganic compound layer is desirably an inorganic compound layer containing at least one group 3 to 12 element in the periodic table.
  • periodic table means a long-period type periodic table.
  • vanadium oxide manganese oxide, nickel oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, iridium oxide, cadmium sulfide, molybdenum sulfide, zinc sulfide, copper iodide, silver bromide and the like.
  • These inorganic compounds may be used alone or in a combination of two or more.
  • the inorganic compound layer further contains at least one element of Groups 1 and 2 in the periodic table.
  • Li Li, Na, Mg, K, Ca, Rb, Sr, Cs, Ba and the like, and their oxides, sulfides, chalcogenides, halides, nitrides, phosphides, and the like.
  • inorganic compounds may be used alone or in a combination of two or more.
  • the configuration and each member of the organic EL element will be described.
  • the configuration of the organic EL device is as follows:
  • the present invention is not limited to these.
  • the hole transport zone includes at least one hole transport layer or a hole transport layer laminated with the above-described inorganic compound layer interposed therebetween, and has a hole injection layer and the like as necessary.
  • the electron transporting zone includes at least one electron transporting layer or an electron transporting layer laminated via the above-mentioned inorganic compound layer, and has an electron injecting layer and the like as necessary.
  • the organic EL device of the present invention is manufactured on a translucent substrate.
  • the translucent substrate referred to herein is a substrate that supports the organic EL element, and is preferably a smooth substrate having a transmittance of light of 50% or more in a visible region of 400 to 700 nm of 50% or more.
  • Specific examples include a glass plate and a polymer plate.
  • the glass plate include soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
  • the above configuration is an element for extracting light emitted from the light emitting layer from the substrate side.
  • the present invention is not limited to this, and light can be extracted from the opposite side of the substrate. in this case, The substrate need not be transparent.
  • the anode of the organic thin film EL element plays a role of injecting holes into the hole transport layer or the light emitting layer, and it is effective that the anode has a work function of 4.5 eV or more.
  • anode material used in the present invention include indium tin oxide alloy (IT ⁇ ), tin oxide (NESA), gold, silver, platinum, and copper.
  • the anode can be manufactured by forming a thin film from these electrode substances by a method such as an evaporation method or a sputtering method.
  • the transmittance of the anode with respect to the light emission be greater than 10%.
  • the sheet resistance of the anode is preferably several hundred ⁇ / square or less.
  • the thickness of the anode depends on the material, but is usually selected in the range of 1011111 to 1111, preferably in the range of 10 to 200 nm.
  • the light emitting layer of the organic EL element has the following functions. That is,
  • Injection function A function that can inject holes from the anode or hole injection layer when an electric field is applied, and can inject electrons from the cathode or electron injection layer.
  • Light-emitting function It has a function to provide a field for recombination of electrons and holes and to link it to light emission.
  • the light emitting layer is particularly preferably a molecular deposition film.
  • the molecular deposition film is a thin film formed by deposition from a material compound in a gaseous phase or a film formed by solidification from a material compound in a solution state or a liquid phase.
  • a solution is prepared by dissolving a sizing agent such as a resin and a material compound in a solvent, and this is then subjected to a spin coating method or the like.
  • the light emitting layer can also be formed by making the film thinner.
  • a material used for the light emitting layer a material known as a long-lived light emitting material can be used, but it is preferable to use a material represented by the formula [1] as the light emitting material.
  • a r 1 is an aromatic ring nucleus carbon number. 6 to 5 0, X 1 is a substituent. M is an integer of from 1 to 5, n is an integer from 0 to 6. Incidentally, When m ⁇ 2, Ar 1 may be the same or different, and when n ⁇ 2, X 1 may be the same or different, where m is 1-2 and n is 0- 4 is preferred.
  • aromatic ring of Ar 1 examples include a phenyl ring, a naphthyl ring, an anthracene ring, a biphenylene ring, an azulene ring, an acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, a fluoranthene ring, an acephenanthrylene ring, and a triffee.
  • Nylene ring pyrene ring, chrysene ring, naphthene ring, picene ring, perylene ring, pennfen ring, pennen ring, tetraphenylene ring, hexaphen ring, hexacene ring, rubicene ring, coronene ring, And a trinaphthylene ring.
  • Preferable examples include a phenyl ring, a naphthyl ring, an anthracene ring, an acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, a fluoranthene ring, a triphenylene ring, a pyrene ring, a chrysene ring, a perylene ring, and a trinaphthylene ring.
  • a phenyl ring More preferred are a phenyl ring, naphthyl ring, anthracene ring, fluorene ring, phenanthrene ring, fluoranthene ring, pyrene ring, chrysene ring, perylene ring and the like.
  • X 1 include a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms, a substituted or unsubstituted Alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted aralkyl group having 1 to 50 carbon atoms, substituted or unsubstituted nuclear atom number 5 to 50 aryloxy groups, substituted or unsubstituted 5 to 50 nuclear atoms An arylthio group, a substituted or unsubstituted carboxyl group having 1 to 50 carbon atoms, a substituted or unsubstituted styryl group, a halogen group, a cyano group, a nitro group, a hydroxyl group and the like.
  • Examples of the substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-anthryl, 2-anthryl, 9-anthryl, 1-phenanthryl, 2-phenanthryl, 3_phenanthryl, 4_phenanthryl, 9-phenanthryl, 1-naphthacenyl, 2-naphthacenyl, 9-napthenylsenyl, 1-pyrenyl, 2-pyrenyl , 4-pyrenyl group, 2-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, 4-biphenylyl group, p-fuyuniru 4-yl group, p-fuyuniruru 3-y , P-phenyl-2-yl, m-phenyl 4-yl, m-terphenyl 3-yl, m-terphenyl 2-yl, o _ to
  • a phenyl group a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 9-phenanthryl group, a 1-naphthenyl senyl group, a 2-naphthacenyl group, a 9-naphthacenyl group, a 1-pyrenyl group, a 2-pyrenyl group, a 4-pyrenyl group, —Pyrenyl group, 2-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, 4-biphenylyl group, o_tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, p_t_butylphenyl group, 2 _ Fluorenyl group, 9,9-dimethyl-2-fluorenyl group, 3-fluoranthenyl group and the like.
  • Examples of the substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms include: 11-pyrrolyl group, 2-pyrrolyl group, 3-pyrrolyl group, pyrazinyl group, 2-pyridinyl group, 3-pyridinyl group , 4-monopyridinyl, 1-indolyl, 2-indolyl, 3-indolyl, 4-indolyl, 5 _indolyl, 6 _indolyl, 7-indolyl, 1-isoindolyl, 2-isoindolyl , 3-isoindolyl, 4-isoindolyl, 5-isoindolyl, 6-isoindolyl, 7-isoindolyl, 2-furyl, 3-furyl, 2-benzofur Lanyl, 3-benzofuranyl, 4-benzofuranyl, 5-benzofuranyl, 6-benzofuranyl, 7-benzofurany
  • Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 50 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, s-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n One-year octyl group, hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 2-hydroxyisobutyl group, 1,2-dihydroxyethyl group, 1,3-dihydroxyisopropyl group, 2,3-dihydro Xyl t-butyl, 1,2,3-trihydroxypropyl, chloromethyl, 1-chloroethyl, 2-cloethyl, 2-isobutyl, 1,2-dichloroethyl , 1,3-Dichroic isopropyl group,
  • a substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 50 carbon atoms is a group represented by —OY, and examples of Y include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, s— Butyl, isobutyl, t_butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, hydroxymethyl, 1-hydroxyxethyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxyisobutyl group, 1,2-dihydroxyethyl group, 1,3-dihydroxyisopropyl group, 2,3-di Hydroxy-t-butyl group, 1,2,3-trihydroxypropyl group, chloromethyl group, 1-chloroethyl group, 2-chloroethyl group, 2-chloroisobutyl group, 1,2-dichloroethyl Group, 1,3-dichloromethyl iso
  • Examples of the substituted or unsubstituted aralkyl group having 1 to 50 carbon atoms include benzyl group, 1-phenylethyl group, 2-phenylethyl group, 1-phenylisopropyl group, 2-phenylisopropyl group, and phenyl- Butyl group, ⁇ -naphthylmethyl group, 1-naphthylethyl group, 2- ⁇ -naphthylethyl group, 1-naphthylisopropyl group, 2- ⁇ -naphthylisopropyl group, / 3-naphthylmethyl group, 1_ iS_Naphthylethyl group, 2_; 3-Naphthylethyl group, 1_] 3-Naphthylisopropyl group, 2-
  • a substituted or unsubstituted aryloxy group having 5 to 50 nuclear atoms is represented by _ ⁇ ′, and examples of Y ′ are phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-anthryl, 2- Anthryl group, 9_anthryl group, 1-phenanthryl group,
  • 9-phenanthridinyl group 10-phenanthridinyl group, 1-acridinyl group, 2-acridinyl group, 3-acridinyl group, 4-acridinyl group, 9-acridinyl group, 1,7-phenanthroline 1-2 1,7-phenanthroline-1-yl, 1,7-phenanthroline-4-yl, 1,7-phenanthroline-5-yl, 1,7-phenanthroline-1-6-yl , 1,7-Fenanthroline octyl group, 1,7-Fenanthroline-1 octyl group, 1,7-Fenanthroline-1-10-yl group, 1,8-Fenanthroline-1-2-yl group Group, 1,8-phenanthroline-3-yl group, 1,8-phenanthroline-4-yl group, 1,8-phenanthroline-1-5-yl group, 1,8-phenanthroline-1-6-yl group, 1, 8—Fuenanthroline 7-yl group, 1,
  • 10_Fenanslorin-1-yl group 1,10-Fenanslorin_5-yl group, 2,9-Fenanslorin-1-1 ⁇ fR group, 2,9-Fenansthroline-3-yl group, 2,9-Fenanslorin — 4-yl group, 2,9-phenanthroline — 5-yl group, 2,9-phenanthroline-1 6- ⁇ -peryl group, 2,9_phenanthroline — 7-yl group, 2,9-phenanthroline-18 —Yl group, 2,9-phenanthroline — 10-yl group, 2,8-phenanthroline-1-yl group, 2,8-phenanthroline_3-yl group, 2,8-phenanthroline 4-yl, 2,8-phenanthroline-5- ⁇ peryl, 2,8-phenanthroline-6-yl, 2,8-phenanthroline-1 7-yl, 2,8-fenanthroline-1 9- Group, 2,8-phenanthroline- 1-10-yl group, 2,7-phen
  • a substituted or unsubstituted arylthio group having 5 to 50 nuclear atoms is represented by 1 SY ", and examples of Y" include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, and 1-anthryl.
  • a substituted or unsubstituted carboxyl group having 1 to 50 carbon atoms is represented by 1 C 0 Z, and examples of Z include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, s-butyl, Isobutyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-hexyl group, hydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 2-hydroxy Isobutyl group, 1,2-dihydroxyethyl group, 1,3-dihydroxyisopropyl group, 2,3-dihydroxy t-butyl group, 1,2,3-trihydroxypropyl group, chloromethyl group, Methyl group, 2-chloro methyl group, 2-chloro isobutyl group, 1,2-dichloroethyl group, 1,3-dichloroisopropy
  • Examples of the substituted or unsubstituted styryl group include a 2-phenyl-1-vinyl group, a 2,2-diphenyl-11-vinyl group, a 1,2,2-triphenyl-1-vinyl group and the like.
  • Examples of halogen groups include fluorine, chlorine, bromine, iodine and the like. Specific examples of the above compounds are shown below.
  • a metal complex such as an 8-hydroxyquinolinol aluminum complex and a heterocyclic compound such as 4,4′-bis (carbazolyl 9-1yl) -1,1, ′-biphenyl are also suitable.
  • a small amount of a fluorescent compound can be further added to the light emitting layer as a dopant to improve the light emitting performance.
  • a dopant any of known long-lived light-emitting materials can be used, but it is preferable to use a material represented by the formula [2] as a dopant material of the light-emitting material.
  • a r 2 ⁇ A r 4 is a substituted or unsubstituted carbon number 6-5 0 aromatic group, location ⁇ is unsubstituted styryl group.
  • P is an integer of from 1 to 4 , P ⁇ 2, Ar 3 and Ar 4 may be the same or different.
  • Examples of the substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-anthryl, 2-anthryl, 9-anthryl, 1 1-phenanthryl group, 2-phenanthryl group, 3-phenanthryl group, 4-1-phenanthryl group, 9-phenanthryl group, 1-naphthacenyl group, 2-naphthacenyl group, 9-naphthacenyl group, 1-pyrenyl group, 2-pyrenyl group, 4-pyrenyl group, 2-biphenylyl group, 3-biphenylyl group, 4-biphenylyl group, p—one-phenyl-2-yl group, p—one-phenyl-3-yl group, p— Terphenyl-2-yl group, m-terphenyl-4-yl group, m-terphenyl-3-yl group,
  • substituted or unsubstituted styryl group examples include a 2-phenyl-1-vinyl group, a 2,2-diphenyl-1-vinyl group, a 1,2,2-triphenyl-1-vinyl group, and the like.
  • a condensed aromatic compound such as rubrene, a metal complex such as Ir (ppy) 3 , and a fluorescent dye such as coumarin or DCJTB may be added.
  • the hole transport zone includes at least one hole transport layer or a hole transport layer stacked with the above-described inorganic compound layer interposed therebetween, and has a hole injection layer and the like as necessary.
  • the hole transport layer is a layer that assists the injection of holes into the light emitting layer and transports it to the light emitting region.
  • the hole transport layer has a high hole mobility and a small ionization energy of usually 5.5 eV or less.
  • a material that transports holes to the light emitting layer with a lower electric field strength is preferable, and further, the mobility of holes is, for example, 10 4 to 10 6 V / cm. Sometimes it is preferred that it be at least 10 to 4 cm 2 / V ⁇ sec.
  • the material for forming the hole transport layer is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferable properties, and a material conventionally used as a charge transport material for holes in a photoconductive material and an organic EL device Any of the known materials used for the hole injection layer can be selected and used.
  • a hole injection layer may be separately provided in the hole transport zone to further assist the injection of holes.
  • the material for the hole injecting layer the same materials as those for the above-described hole transporting layer can be used, but porphyrin compounds (those disclosed in JP-A-63-29556965) and aromatic tertiary compounds Amine compounds and styrylamine compounds (U.S. Pat. No.
  • JP-A-53-27033 4,127,412, JP-A-53-27033, JP-A-54-58445, JP-A-54-149634, JP-A-54-6429.9, JP-A-55 — JP 79450, JP 55-144250, JP 56-11 9132, JP 61-295558, JP 61-98353, JP 63-295695), especially aromatic tertiary It is preferable to use an amine compound.
  • inorganic compounds such as p-type Si and p-type SiC can also be used as a material for the hole injection layer.
  • the hole transport layer and the hole injection layer can be formed by thinning the above-mentioned compound by a known method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method.
  • the thickness of each layer of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually 5 nm to 5 zm.
  • the hole transport layer may be composed of one or more of the above-mentioned materials. When the hole transport layer is composed of two or more layers, each of the hole transport layers is composed of a different compound. There may be.
  • the organic semiconductor layer is also a part of the hole transport layer. This layer assists in hole injection or electron injection into the light emitting layer and has a conductivity of 10-1 Q SZcm or more. It is.
  • Examples of the material for such an organic semiconductor layer include thiophene-containing oligomers, conductive oligomers such as arylamine-containing oligomers disclosed in JP-A-8-193191, and arylamine-containing dendrimers. Conductive dendrimer or the like can be used.
  • the electron transport zone includes at least one electron transport layer or an electron transport layer laminated with the above-described inorganic compound layer interposed therebetween, and has an electron injection layer and the like as necessary.
  • the electron transport layer is a layer that assists the injection of electrons into the light-emitting layer, has a high electron mobility
  • the adhesion improving layer is made of a material that has particularly good adhesion to the cathode in the electron transport layer.
  • Layer As a material used for the electron transport layer, a metal complex of 8-hydroxyquinoline or a derivative thereof is preferable.
  • metal complex of 8-hydroxyquinoline or a derivative thereof include a metal chelate oxoxide compound containing a chelate of oxine (generally, 8-quinolinol or 8-hydroxyquinoline).
  • an (8-quinolinolato) aluminum complex (Al q) is used as the electron transport layer. Can be used.
  • examples of the oxadiazole derivative include an electron transfer compound represented by the following formula [3] ⁇ formula [5].
  • Ar 5 , Ar 6 , Ar 7 , Ar 9 , Ar 10 , and Ar 13 each represent a substituted or unsubstituted aryl group, which may be the same or different from each other.
  • Ar 11 and Ar 12 represent a substituted or unsubstituted arylene group, which may be the same or different
  • examples of the aryl group include a phenyl group, a biphenyl group, an anthranyl group, a perylenyl group, and a pyrenyl group.
  • the arylene group includes a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, an anthranylene group, a peryleneylene group, a pyrenylene group and the like.
  • examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and a cyano group.
  • the electron transfer compound is preferably a thin film-forming compound.
  • a reducing dopant is defined as a substance that can reduce an electron transporting compound. Therefore, various substances having a certain reducing property are used, for example, alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, oxides of alkali metals, alkali metal halides, alkaline earth metals. Oxides, alkaline earth metal halides, rare earth metal oxides or rare earth metal halides, alkali metal organic complexes, alkaline earth metal organic complexes, rare earth metal organic complexes At least one substance selected can be advantageously used.
  • preferable reducing dopants include Na (work function: 2.36 eV), K (work function: 2.28 eV), R (work function: 2.16 eV) and At least one alkali metal selected from the group consisting of C s (work function: 1.95 eV), Ca (work function: 2.9 eV), and S r (work function: 2.0 to 2.5 eV) ), And Ba (work function: 2.52 eV) It is particularly preferable that the work function of at least one alkaline earth metal is 2.9 eV or less.
  • more preferred reducing dopant is at least one alkali metal selected from the group consisting of K, Rb and Cs, more preferably 1 ⁇ 13 or ⁇ 3, most preferably Is C s.
  • These alkali metals have particularly high reducing ability, and by adding a relatively small amount to the electron injection region, the emission luminance and the life of the organic EL device can be improved.
  • a combination of these two or more kinds of alkali metals is also preferable.
  • a combination containing Cs for example, Cs and Na, Cs and K , Cs and Rb or a combination of Cs, Na and ⁇ .
  • an electron injection layer composed of an insulator or a semiconductor may be further provided between the cathode and the organic layer.
  • an insulator at least one metal compound selected from the group consisting of alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkali earth metal halides is used. Is preferred. It is preferable that the electron injecting layer is composed of such an alkali metal chalcogenide in that the electron injecting property can be further improved.
  • alkali metal chalcogenide examples include, L i 2 0, L i O, Na 2 S, include Na 2 S e and Na_ ⁇ , preferred alkaline earth metals chalcogenides, for example, CaO , Ba ⁇ , SrO, BeO, BaS, and CaSe.
  • Preferred alkali metal halides include, for example, LiF, NaF, KF, LiCKKC1, and NaC1.
  • Preferable halides of alkaline earth metals e.g., Ca F 2, B aF 2 , S rF 2, M g F 2 and fluorides such as B e F 2, and halides out fluoride than Can be
  • the semiconductor constituting the electron injection layer includes at least Ba, Ca, Sr, Yb, A and Ga, In, Li, Na, Cd, Mg, Si, Ta, Sb and Zn.
  • An oxide containing one element, a nitride, an oxynitride, or the like may be used alone or in combination of two or more.
  • the inorganic compound constituting the electron injection layer is preferably a microcrystalline or amorphous insulating thin film. If the electron injection layer is composed of these insulating thin films, a more uniform thin film is formed, so that pixel defects such as dark spots can be reduced.
  • examples of such inorganic compounds include the above-described alkali metal chalcogenides, alkaline earth metal chalcogenides, halides of alkali metals, and haptic compounds of alkaline earth metals.
  • a metal, an alloy, an electrically conductive compound having a low work function (4 eV or less), and a mixture thereof as an electrode material are used.
  • an electrode material include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium-silver alloy, aluminum / aluminum aluminum, aluminum-lithium alloy, indium, and rare earth metals.
  • the cathode can be manufactured by forming a thin film from these electrode substances by a method such as evaporation or sputtering.
  • the transmittance of the cathode with respect to the emitted light be greater than 10%.
  • the sheet resistance as the cathode is preferably several hundreds ⁇ square or less, and the film thickness is usually 10 nm to 1 m, preferably 50 nm to 200 nm.
  • an organic EL element applies an electric field to an ultrathin film, pixel defects due to leaks and short circuits are likely to occur. In order to prevent this, it is preferable to insert an insulating thin film layer between the pair of electrodes.
  • Materials used for the insulating layer include, for example, aluminum oxide, lithium fluoride, lithium oxide, cesium fluoride, cesium oxide, magnesium oxide, magnesium fluoride, calcium oxide, calcium fluoride, aluminum nitride, titanium oxide, Examples include silicon oxide, germanium oxide, silicon nitride, boron nitride, molybdenum oxide, ruthenium oxide, and vanadium oxide. These mixtures and laminates may be used.
  • an anode, a light emitting layer, a hole transporting layer and / or an electron transporting layer as a charge transporting layer, and a hole injection layer, an electron injection layer and the like as necessary, and a cathode are formed.
  • an organic EL element can be manufactured.
  • an organic EL device can be manufactured in the reverse order from the cathode to the anode.
  • an organic EL device (see FIG. 1) having a configuration in which an anode Z a hole transport layer Z a light emitting layer Z an electron transport layer Z a cathode is sequentially provided on a translucent substrate will be described.
  • a thin film made of an anode material is formed on a suitable translucent substrate 11 by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably 10 to 200 nm.
  • the anode 12 is manufactured.
  • a hole transport layer 13 is provided on the anode 12.
  • the hole transport layer 13 can be formed by a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or the like as described above, but a uniform film is easily obtained and pinholes are generated. It is preferable to form by a vacuum evaporation method from the viewpoint of difficulty.
  • the deposition conditions vary depending on the compound to be used (the material of the hole transport layer 13), the target crystal structure and the recombination structure of the hole transport layer 13, and the like. but, in general, the deposition source temperature 50 to 450 ° C, vacuum degree of 10 one 7 ⁇ 10- 3 torr, vapor deposition rate 0.. 01 to 50 NMZ sec, substrate temperature - 50 ⁇ 30 0 ° C, film thickness 5 nm to 5 It is preferable to select an appropriate value within the range of xm.
  • an inorganic compound layer 17 is formed with a thickness of several nm to several tens nm.
  • the inorganic compound layer 17 can be formed by various methods, and specific examples thereof include vacuum evaporation, sputtering, and electron beam evaporation.
  • the deposition conditions vary depending on the compound to be used (the material of the hole transport layer), the target crystal structure and the recombination structure of the hole transport layer 13, and the like.
  • the formation of the hole transport layer 13 and the inorganic compound layer 17 are sequentially repeated, and the hole transport layer 13 is laminated, thereby suppressing an increase in the driving voltage and increasing the hole transport layer 13.
  • the thickness of the portion formed by the inorganic compound layer 17 can be increased to several tens of nm to several // m.
  • the number of stacked hole transport layers 13 is not particularly limited, but is preferably 2 to 10 times.
  • the light emitting layer 14 is provided on the hole transport layer 13.
  • the light-emitting layer 14 can also be formed by thinning the organic light-emitting material using a desired organic light-emitting material by a method such as vacuum evaporation, sputtering, spin coating, or casting, but a uniform film is obtained. It is preferable to form them by a vacuum deposition method from the viewpoint that they are easily formed and pinholes are hardly generated.
  • the evaporation conditions vary depending on the compound used, but can be generally selected from the same condition range as the hole transport layer 13.
  • an electron transport layer 15 is provided on the light emitting layer 14.
  • the film is formed by a vacuum evaporation method from the viewpoint of obtaining a uniform film.
  • the deposition conditions can be selected from the same condition ranges as those of the hole transport layer 13 and the light emitting layer 14.
  • the electron transport layer 15 is stacked via the inorganic compound layer 17 is also possible.
  • the portion formed by the electron transport layer 15 and the inorganic compound layer 17 can be made thicker to several tens nm to several meters.
  • the number of layers of the electron transport layer 15 is not particularly limited, but is preferably 2 to 10 times.
  • the organic EL device 1 can be obtained by laminating the cathodes 16.
  • the cathode 16 is made of metal, and can be formed by vapor deposition or sputtering. In order to protect the underlying organic layer from damage during film formation, a vacuum deposition method is preferred.
  • the above-mentioned organic EL device 1 is manufactured from the anode to the cathode consistently by one evacuation.
  • each layer of the organic EL device of the present invention is not particularly limited.
  • a known vacuum evaporation method, a molecular beam evaporation method (MBE method), or a coating method such as a dipping method of a solution dissolved in a solvent, a spin coating method, a casting method, a bar coating method, a roll coating method, or the like. It can be formed by a method.
  • each organic layer of the organic EL device of the present invention is not particularly limited. However, in general, if the thickness is too thin, defects such as pinholes are likely to occur. Therefore, the range of several nm to 1 xm is usually preferable.
  • a DC voltage is applied to the organic EL device, light emission can be observed when a voltage of 5 to 40 V is applied with the anode set to + and the cathode set to one polarity. Even if a voltage is applied in the opposite polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, uniform light emission is observed only when the anode has ten polarities and the cathode has one polarity.
  • the waveform of the applied alternating current may be arbitrary.
  • ITO transparent electrode lines manufactured by Geomatic
  • the washed glass substrate with transparent electrode lines is mounted on the substrate holder of the vacuum evaporation apparatus, and the transparent electrode is covered on the side where the transparent electrode lines are formed.
  • An N, N ', N'-tetra (4-biphenyl) diaminobiphenylene layer (hereinafter referred to as a TBDB layer) was formed. This film functions as a hole transport layer.
  • molybdenum trioxide and cesium were co-evaporated on the TBDB film using a resistance heating port to a thickness of 10 nm.
  • the deposition rate was such that 10 nm of molybdenum trioxide was deposited to a thickness of 1 nm of cesium. This film functions as an inorganic compound layer.
  • Alq having a thickness of 2 Onm was deposited to form a film. This functions as an electron transport layer.
  • metal A1 was deposited to a thickness of 150 nm to form a metal cathode, thereby forming an organic EL light emitting device.
  • the driving voltage when emitting light at a luminance of 1,000 nit and the half-life when emitting light with an initial luminance (L0) of 1, OOOnit were measured.
  • the presence or absence of current leakage was determined by applying a voltage with a polarity opposite to that of the normal case and checking for the presence or absence of leakage current. Specifically, the presence or absence of leakage current was evaluated by applying a voltage of 5 V with the opposite polarity.
  • Table 1 shows the measurement results of Example 1, Example 2 shown below, and Comparative Examples 1 to 3. table 1
  • An organic EL device was manufactured in exactly the same manner as in Example 1 except that the inorganic compound layer was not formed.
  • This organic EL device was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • a 60 nm-thick TBDB layer was formed on the side of the glass substrate with the ITO transparent electrode line, on which the transparent electrode lines had been formed, in the same manner as in Example 1 so as to cover the transparent electrodes. did.
  • This film functions as a hole transport layer.
  • A1q having a thickness of 2 Onm was deposited to form a film. This functions as an electron transport layer.
  • molybdenum trioxide and cesium fluoride were co-evaporated on the A 1 Q film using a resistance heating port for 1 Onm.
  • the vapor deposition ratio was set so that molybdenum trioxide was 10 nm thick and cesium fluoride was 0.1 nm thick. This film functions as an inorganic compound layer.
  • A1q having a thickness of 20 nm was deposited on the inorganic compound layer to form a film, and an insulating layer and a metal cathode were formed in the same manner as in Example 1 to form an organic EL light emitting device.
  • Example 2 An organic EL device was fabricated in exactly the same manner as in Example 2 except that the inorganic compound layer was not formed. This organic EL device was evaluated in the same manner as in Example 1.
  • An organic EL device was produced in exactly the same manner as in Comparative Example 1, except that the TBDB layer was one layer and the film thickness was 6 Onm. This organic EL device was evaluated in the same manner as in Example 1. From the above measurement results, there is no difference in half-life regardless of the presence or absence of the inorganic compound layer. It could be confirmed.
  • an organic EL device which can be driven at a low voltage while having a thick film configuration.

Abstract

 一対の電極を形成する陽極(12)及び陰極(16)と、電極に挟持された有機化合物からなる発光層(14)を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、陽極(12)又は陰極(16)の少なくともいずれか一方と発光層(14)の間に、有機化合物からなる電荷輸送層(13)が存在し、かつ電荷輸送層(13)が無機化合物層(17)を介して積層された構成になっていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子(1)。この有機エレクトロルミネッセンス素子(1)は厚膜構成でありながら低電圧駆動が可能である。

Description

明 細 書 有機エレクト口ルミネッセンス素子及び表示装置 技術分野
本発明は、 有機エレクト口ルミネッセンス素子に関し、 詳しくは、 電荷輸送層 が無機化合物を介して積層化していることを特徴とする有機エレクト口ルミネッ センス素子に関する。 背景技術
電界発光を利用したエレクト口ルミネッセンス素子 (以下、 エレクトロルミネ ッセンスを 「E L」 と略記する。 ) は、 自己発光のため視認性が高く、 かつ完全 固体素子であるため、 耐衝撃性に優れる等の特長を有することから、 各種表示装 置における発光素子としての利用が注目されている。
この E L素子には、 発光材料に無機化合物を用いてなる無機 E L素子と、 有機 化合物を用いてなる有機 E L素子とがあり、 このうち、 特に有機 E L素子は、 印 加電圧を大幅に低くし得る上に、 フルカラ一化が容易であって、 消費電力が小さ く、 面発光が可能であることから、 次世代の発光素子として開発がなされている。 この有機 E L素子の構成については、 陽極ノ発光層/陰極の構成を基本とし、 これに正孔注入 ·輸送層や電子注入層を適宜設けたもの、 例えば、 陽極 Z正孔注 入 ·輸送層/発光層/陰極や、 陽極/正孔注入 ·輸送層/発光層ノ電子注入層/ 陰極の構成のものが知られている。
ここで正孔注入 ·輸送層は、 陽極より正孔を注入し、 有機発光層へこれを輸送 する機能を有し、 さらに、 正孔注入層と正孔輸送層を別々に作製することもある。 電子注入層は陰極より電子を注入し、 有機発光層へこれを輸送する機能を有する。 また、 有機発光層は正孔と電子の注入を受ける機能と、 正孔と電子の再結合によ り発光する機能を有する。
有機 E L素子は、 電極の間に挟持されている薄膜が、 わずか 1 0 0〜1 0 0 0 nmという超薄膜であることから、 数 V〜数十 Vという低電圧で高輝度の発光が 得られる。 一方、 そのような超薄膜であることから、 基板や電極のきわめて微細な突起物 の影響を受け、 ショートしたり画素欠陥になったりすることが多く、 実用上大き な問題となっていた。
これを回避するため、 電極に挟持される有機化合物層を厚膜にする方法が知ら れているが、 反面、 駆動電圧が高くなることから、 電圧を上げることなく有機 E L素子を厚膜ィヒする技術が開示されている。
例えば、 高分子にァミン化合物を分散させ、 酸化物を加えることによりド一ピ ングし、 それを塗布して有機 E L素子の正孔輸送層を形成する技術が開示されて いる (例えば、 谷口彬雄著 「低駆動電圧厚膜有機 E L素子」 、 M& B E .V o l . 1 0 , N o . 1 ( 1 9 9 9 ) p. 2 0— 2 8参照。 ) 。
しかしながら、 塗布法は、 薄膜の中に残留溶媒が存在し、 有機 E L素子の電極 と反応して欠陥となることが知られている。
また、 蒸着可能な酸化物とァミン化合物とを共蒸着し、 同様の正孔輸送層を形 成する方法もある (例えば、 特開 2 0 0 0— 3 1 5 5 8 0号公報参照。 ) 。
しかしながら、 酸化性のド一パントが素子の駆動に伴い拡散し、 発光層に影響 を与えることが多く、 長寿命な有機 E L素子を得るには不向きであった。
本発明は上記課題に鑑み、 厚膜構成でありながら低電圧駆動が可能な有機 E L素 子を提供することを目的とする。 発明の開示
この課題を解決するために、 本発明者らは、 電荷輸送層を、 無機化合物層を介 した積層構成にすることにより、 厚膜構成でありながら低電圧駆動が可能となる ことを見出し、 本発明を完成させた。
本発明によれば、 以下の有機エレクトロルミネッセンス素子等が提供される。
1 . 一対の電極を形成する陽極及び陰極と、
前記電極に挟持された有機化合物からなる発光層を有する有機エレクト口ルミ ネッセンス素子であって、
前記陽極又は陰極の少なくともいずれか一方と発光層の間に、 有機化合物から なる電荷輸送層が存在し、
かつ前記電荷輸送層が、 無機化合物層を介して積層された構成になっているこ とを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
2 . 前記陽極と発光層の間に、 電荷輸送層として正孔輸送層が存在し、 前記正孔 輸送層が無機化合物層を介して積層された構成になっていることを特徴とする 1 に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
3 . 前記陰極と発光層の間に、 電荷輸送層として電子輸送層が存在し、 前記電子 輸送層が無機化合物層を介して積層された構成になっていることを特徴とする 1 に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
4. 前記無機化合物層が、 周期律表の 3〜1 2族の元素を少なくともひとつ含む ことを特徴とする 1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 5 . 前記正孔輸送層中に存在する無機化合物層が、 さらに周期律表の 1〜 2族の 元素を少なくともひとつ含むことを特徴とする 4に記載の有機エレクトロルミネ ッセンス素子。
6 . 1〜5のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を含んで構成 される表示画面を有する表示装置。
本発明の有機 E L素子は、 公知の構成と組み合わせて、 民生用 TV、 大型表示 ディスプレイ、 携帯電話用表示画面など各種表示装置の画面に用いることができ る。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の一実施形態の有機 E L素子の断面図である。 発明の実施するための最良の形態
以下、 本発明について詳細に説明する。
本発明の有機 E L素子は、 一対の電極と、 それら電極に挟持された有機化合物 からなる発光層を少なくとも有している。 そして、 少なくとも電極のいずれか一 方と発光層の間に、 有機化合物からなる電荷輸送層が存在し、 かっこの電荷輸送 層が無機ィヒ合物層を介して積層された構成になっていることを特徴とする。
ここで、 電荷輸送層とは、 正孔又は電子を、 電極から発光層へ輸送する機能を 有する有機化合物からなる層を意味し、 例えば、 正孔輸送層、 正孔注入層、 電子 輸送層、 電子注入層等がある。 図 1は、 本発明の一実施形態である有機 E L素子の断面図である。
有機 E L素子 1は基板 1 1上に、 陽極 1 2、 正孔輸送層 (電荷輸送層) 1 3、 発光層 1 4、 電子輸送層 (電荷輸送層) 1 5及び陰極 1 6がこの順に積層された 構造を有し、 正孔輸送層 (電荷輸送層) 1 3が、 無機化合物層 1 7を介して積層 された構成となっている。
基板 1 1は、 有機 E L素子を支持する基板である。 陽極 1 2は、 正孔を正孔輸 送層 1 3又は発光層 1 4に注入する役割を担うものである。 正孔輸送層 1 3は、 発光層 1 4への正孔注入を助け、 発光領域まで輸送する層である。 陰極 1 6は、 電子を電子輸送層 1 5又は発光層 1 4に注入する役割を担うものである。 電子輸 送層 1 5は、 発光層 1 4への電子の注入を助ける層である。 発光層 1 4は、 主に 電子と正孔の再結合の場を提供し、 これを発光につなげるものである。
有機 E L素子 1では、 正孔輸送層 1 3が、 無機化合物層 1 7を介して積層され た構成となっている。
電荷輸送層である正孔輸送層を厚膜化することにより、 素子のショートや、 画 素欠陥を防止できる。 しかしながら、 従来、 一般的である単層からなる正孔輸送 層の場合、 正孔輸送層の膜厚を厚くするにしたがい、 素子の駆動電圧が急激に上 昇するため、 正孔輸送層を厚膜にするには限界があった。
一方、 本発明のように、 正孔輸送層 1 3を、 無機化合物層 1 7を介して積層し た構成にすることにより、 正孔輸送層 1 3の膜厚増加に伴う駆動電圧の上昇を抑 制することができる。 従って、 単層からなる正孔輸送層 1 3よりも厚膜化するこ とが可能となり、 有機 E L素子のショートや、 画素欠陥をより有効に防止できる。 尚、 本実施形態では、 正孔輸送層 1 3のみを、 無機化合物層 1 7を介して積層 した構成としているが、 正孔輸送層 1 3及び電子輸送層 1 5の両方を上記の積層 構成としてもよく、 また、 電子輸送層 1 5のみを積層構成としてもよい。
また、 本実施形態において、 正孔輸送層 1 3の積層数は 3層としているが、 こ れに制限されるものではない。 正孔輸送層 1 3の積層数は 2〜1 0層が好ましい。 正孔輸送層 1 3は、 それぞれの層が異なっていても、 同一でもよい。
同様に、 無機化合物層 1 7の積層数は 2層としているが、 これに制限されるも のではない。 無機化合物層 1 7の積層数は 1〜 9層が好ましい。
尚、 無機化合物層 1 7が、 二層以上形成されている場合は、 それぞれの層が異 なっていても、 同一でもよい。
無機化合物層 17の膜厚は、 数 nm〜数十 nmの範囲から選択される。 具体的 には、 1〜20 nm、 好ましくは 1〜: L 0 nmである。
また、 正孔輸送層 13の膜厚は、 5 nm〜 5 の範囲で適宜選択すること が好ましく、 特に 5 nm〜l 00 nmの範囲とすることが好ましい。
尚、 電子輸送層 15を、 無機化合物層 17を介した積層構成とするときは、 正 孔輸送層 13の構成と同様な膜厚 ·積層数とすることが好ましい。
本発明において、 無機化合物層は、 周期表における 3〜12族の元素を少なく ともひとつ含む無機化合物層であることが望ましい。
尚、 本明細書において周期表とは、 長周期型周期表を意味する。
具体的には、 T i、 V、 C r、 Mn、 Fe、 Co、 N i、 Cu、 Zn、 Y、 Z r、 Nb、 Mo、 Ru、 Rh、 Pd、 Ag、 Cd、 Hf、 Ta、 W、 Re、 I r、 P t等の酸化物、 硫化物、 カルコゲナイド、 ハロゲン化物、 窒化物、 リン化物等 である。
好ましくは、 酸化バナジウム、 酸化マンガン、 酸ィ匕ニッケル、 酸化モリブデン、 酸化タングステン、 酸化イリジウム、 硫化カドミウム、 硫化モリブデン、 硫化亜 鉛、 ヨウ化銅、 臭化銀等である。
これらの無機化合物は、 1種単独で使用してもよく、 2種以上の組み合わせで 使用してもよい。
無機化合物層は、 さらに、 周期表における 1〜 2族の元素を少なくともひとつ 含むことがより好ましい。
具体的には、 L i、 Na、 Mg、 K、 Ca、 Rb、 S r、 Cs、 B a等、 及び それらの酸化物、 硫化物、 カルコゲナイド、 ハロゲン化物、 窒化物、 リン化物等 である。
好ましくは、 リチウム、 フッ化リチウム、 酸化リチウム、 ナトリウム、 フッ化 ナトリウム、 塩化ナトリウム、 フッ化マグネシウム、 酸化マグネシウム、 カルシ ゥム、 セシウム、 酸化セシウム、 フッ化セシウム、 ヨウ化セシウム、 酸化バリゥ ム、 塩化バリウム等である。
これらの無機化合物は、 1種単独で使用してもよく、 2種以上の組み合わせで 使用してもよい。 以下、 有機 E L素子の構成及び各部材について説明する。
( 1 ) 有機 E L素子の構成
有機 E L素子の構成としては、
① 陽極/正孔輸送帯域/発光層/陰極
② 陽極/発光層/電子輸送帯域,陰極
③ 陽極/正孔輸送帯域/発光層 Z電子輸送帯域/陰極
④ 陽極 Z正孔輸送帯域/発光層/付着改善層/陰極
⑤ 陽極ノ絶縁層 Z正孔輸送帯域/発光層 Z電子輸送帯域/陰極
⑥ 陽極 Z正孔輸送帯域/発光層ノ電子輸送帯域/絶縁層 Z陰極
⑦ 陽極 Z無機半導体層 Z絶縁層/正孔輸送帯域/発光層 Z絶縁層 Z陰極 ⑧ 陽極/絶縁層/正孔輸送帯域/発光層/電子輸送帯域 Z絶縁層/陰極 等の構造を挙げることができる。 これらの構造を基板上に形成する。
これらの中で通常③⑤⑥の構成が好ましく用いられる。
尚、 本発明はこれらに限定きれるものではない。
また、 正孔輸送帯域は、 少なくとも 1層の正孔輸送層又は上述した無機化合物 層を介して積層した正孔輸送層を含み、 必要に応じて正孔注入層等を有する。 電子輸送帯域は、 少なくとも 1層の電子輸送層又は上述した無機ィヒ合物層を介 して積層した電子輸送層を含み、 必要に応じて電子注入層等を有している。
( 2 ) 透光性基板
本発明の有機 E L素子は、 透光性の基板上に作製する。 ここでいう透光性基板 は、 有機 E L素子を支持する基板であり、 4 0 0〜 7 0 0 nmの可視領域の光の 透過率が 5 0 %以上で、 平滑な基板が好ましい。
具体的には、 ガラス板、 ポリマー板等が挙げられる。 ガラス板としては、 特に ソ一ダ石灰ガラス、 バリウム ·ストロンチウム含有ガラス、 鉛ガラス、 アルミノ ケィ酸ガラス、 ホウケィ酸ガラス、 バリウムホウケィ酸ガラス、 石英等が挙げら れる。 またポリマ一板としては、 ポリカーボネート、 アクリル、 ポリエチレンテ レフ夕レート、 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 さる。
尚、 上記の構成は、 発光層で発した光を基板側から取り出す素子の場合である が、 これに限られず、 基板の反対側から光を取り出すこともできる。 この場合、 基板は透明でなくともよい。
(3) 陽極
有機薄膜 E L素子の陽極は、 正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担 うものであり、 4. 5 eV以上の仕事関数を有することが効果的である。
本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、 酸化インジウム錫合金 (I T 〇) 、 酸化錫 (NESA) 、 金、 銀、 白金、 銅等が適用できる。
陽極は、 これらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成 させることにより作製することができる。
発光層からの発光を陽極から取り出す場合、 陽極の発光に対する透過率が 1 0%より大きくすることが好ましい。 また、 陽極のシート抵抗は、 数百 ΩΖ口 以下が好ましい。 陽極の膜厚は材料にもよるが、 通常 1011111〜1 111、 好ま しくは 10〜 200 nmの範囲で選択される。
(4) 発光層
有機 EL素子の発光層は以下の機能を併せ持つものである。 即ち、
①注入機能;電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、 陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能
②輸送機能;注入した電荷 (電子と正孔) を電界の力で移動させる機能
③発光機能;電子と正孔の再結合の場を提供し、 これを発光につなげる機能 がある。
但し、 正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、 また、 正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよいが、 どちらか 一方の電荷を移動することが好ましい。
この発光層を形成する方法としては、 例えば、 蒸着法、 スピンコート法、 LB 法等の公知の方法を適用することができる。 発光層は、 特に分子堆積膜であるこ とが好ましい。
ここで分子堆積膜とは、 気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、 溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、 通常この分子堆積膜は、 LB法により形成された薄膜 (分子累積膜) とは凝集構 造、 高次構造の相違や、 それに起因する機能的な相違により区分することができ る。 また、 特開昭 5 7 - 5 1 7 8 1号公報に開示されているように、 樹脂等の精着 剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、 これをスピンコ一ト法等によ り薄膜化することによつても、 発光層を形成することができる。
発光層に用いられる材料は、 長寿命な発光材料として公知のものを用いること が可能であるが、 式 [ 1 ] で示される材料を発光材料として用いることが望まし い。
Figure imgf000010_0001
(式中、 A r 1は核炭素数 6〜 5 0の芳香族環であり、 X 1は置換基である。 m は 1〜5の整数、 nは 0〜6の整数である。 尚、 m≥2のとき、 A r 1はそれぞ れ同じでも異なっていてもよく、 n≥2のとき、 X 1はそれぞれ同じでも異なつ ていても良い。 mは 1〜2、 nは 0〜4が好ましい。 )
A r 1の芳香族環の具体例として、 フエニル環、 ナフチル環、 アントラセン環、 ビフエ二レン環、 ァズレン環、 ァセナフチレン環、 フルオレン環、 フエナントレ ン環、 フルオランテン環、 ァセフエナンスリレン環、 トリフエ二レン環、 ピレン 環、 クリセン環、 ナフ夕セン環、 ピセン環、 ペリレン環、 ペン夕フェン環、 ペン 夕セン環、 テトラフエ二レン環、 へキサフェン環、 へキサセン環、 ルビセン環、 コロネン環、 トリナフチレン環等が挙げられる。
好ましくはフエニル環、 ナフチル環、 アントラセン環、 ァセナフチレン環、 フ ルオレン環、 フエナントレン環、 フルオランテン環、 トリフエ二レン環、 ピレン 環、 クリセン環、 ペリレン環、 トリナフチレン環等が挙げられる。
さらに好ましくはフエニル環、 ナフチル環、 アントラセン環、 フルオレン環、 フエナントレン環、 フルオランテン環、 ピレン環、 クリセン環、 ペリレン環等が 挙げられる。
X 1の具体例は、 置換もしくは無置換の核炭素数 6〜 5 0の芳香族基、 置換も しくは無置換の核原子数 5〜 5 0の芳香族複素環基、 置換もしくは無置換の炭素 数 1〜5 0のアルキル基、 置換もしくは無置換の炭素数 1〜 5 0のアルコキシ基、 置換もしくは無置換の炭素数 1〜5 0のァラルキル基、 置換もしくは無置換の核 原子数 5〜 5 0のァリ一ルォキシ基、 置換もしくは無置換の核原子数 5〜 5 0の ァリ一ルチオ基、 置換もしくは無置換の炭素数 1〜5 0のカルボキシル基、 置換 又は無置換のスチリル基、 ハロゲン基、 シァノ基、 ニトロ基、 ヒドロキシル基等 である。
置換もしくは無置換の核炭素数 6〜 5 0の芳香族基の例としては、 フエニル基、 1一ナフチル基、 2—ナフチル基、 1—アントリル基、 2—アントリル基、 9 - アントリル基、 1一フエナントリル基、 2—フエナントリル基、 3 _フエナント リル基、 4 _フエナントリル基、 9一フエナントリル基、 1一ナフタセニル基、 2—ナフタセニル基、 9 _ナフ夕セニル基、 1ーピレニル基、 2—ピレニル基、 4—ピレニル基、 2—ビフエ二ルイル基、 3—ビフエ二ルイル基、 4—ビフエ二 ルイル基、 p—夕一フエ二ルー 4—ィル基、 p—夕一フエ二ルー 3—ィル基、 p 一夕一フエニル— 2—ィル基、 m—夕一フエ二ルー 4—ィル基、 m—ターフェ二 ルー 3—ィル基、 m—ターフェ二ルー 2—ィル基、 o _トリル基、 m—トリル基、 P—トリル基、 p— t—ブチルフエニル基、 p— ( 2—フエニルプロピル) フエ ニル基、 3—メチル—2—ナフチル基、 4—メチルー 1一ナフチル基、 4ーメチ ルー 1 一アントリル基、 4, —メチルビフエ二ルイル基、 4 " 一 t—ブチルー P—ターフェニル— 4—ィル基、 2—フルォレニル基、 9 , 9—ジメチル— 2 _ フルォレニル基、 3—フルオランテニル基等が挙げられる。
好ましくは、 フエニル基、 1—ナフチル基、 2—ナフチル基、 9—フエナント リル基、 1 _ナフ夕セニル基、 2 _ナフタセニル基、 9—ナフタセニル基、 1 - ピレニル基、 2—ピレニル基、 4—ピレニル基、 2—ビフエ二ルイル基、 3—ビ フエ二ルイル基、 4ービフエ二ルイル基、 o _トリル基、 m—トリル基、 p—ト リル基、 p _ t _ブチルフエニル基、 2 _フルォレニル基、 9 , 9ージメチル— 2—フルォレニル基、 3—フルオランテニル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の核原子数 5〜 5 0の芳香族複素環基の例としては、 1一 ピロリル基、 2 _ピロリル基、 3—ピロリル基、 ピラジニル基、 2—ピリジニル 基、 3—ピリジニル基、 4一ピリジニル基、 1—インドリル基、 2—インドリル 基、 3—インドリル基、 4—インドリル基、 5 _インドリル基、 6 _インドリル 基、 7—インドリル基、 1一イソインドリル基、 2—イソインドリル基、 3—ィ ソインドリル基、 4 _イソインドリル基、 5—イソインドリリレ基、 6—イソイン ドリル基、 7—イソインドリル基、 2—フリル基、 3—フリル基、 2—ベンゾフ ラニル基、 3—べンゾフラニル基、 4 _ベンゾフラニル基、 5—べンゾフラニル 基、 6—べンゾフラニル基、 7—ベンゾフラニル基、 1—イソべンゾフラニル基、 3—イソべンゾフラニル基、 4 _イソべンゾフラエル基、 5—イソベンゾフラ二 ル基、 6—イソべンゾフラニル基、 7 _イソべンゾフラニル基、 キノリル基、 3 —キノリル基、 4 _キノリル基、 5—キノリル基、 6—キノリル基、 7—キノリ ル基、 8—キノリル基、 1—イソキノリル基、 3—イソキノリル基、 4一イソキ ノリル基、 5—イソキノリル基、 6—イソキノリル基、 7—イソキノリル基、 8 一イソキノリル基、 2—キノキサリニル基、 5—キノキサリニル基、 6—キノキ サリニル基、 1一力ルバゾリル基、 2—力ルバゾリル基、 3—力ルバゾリル基、 4 _カルバゾリル基、 9 _カルバゾリル基、 1—フエナンスリジニル基、 2—フ ェナンスリジニル基、 3—フエナンスリジニル基、 4一フエナンスリジニル基、 6—フエナンスリジニル基、 7 _フエナンスリジニル基、 8—フエナンスリジ二 ル基、 9 _フエナンスリジニル基、 1 0—フエナンスリジニル基、 1—ァクリジ ニル基、 2—ァクリジニル基、 3—ァクリジニル基、 4—ァクリジニル基、 9 - ァクリジニル基、 1, 7—フエナンスロリン一 2—ィル基、 1 , 7 _フエナンス 口リン— 3—ィル基、 1 , 7—フエナンスロリン— 4—ィル基、 1 , 7—フエナ ンスロリン一 5—ィル基、 1, 7 _フエナンスロリン—6—ィル基、 1 , 7—フ ェナンスロリン— 8—ィル基、 1 , 7—フエナンスロリン一 9—ィル基、 1, 7 —フエナンスロリン— 1 0—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン— 2—ィル基、 1 , 8—フエナンスロリン一 3—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン _ 4ーィル 基、 1, 8 _フエナンスロリン— 5—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン— 6— ィル基、 1 , 8—フエナンスロリン _ 7—ィル基、 1 , 8—フエナンスロリン— 9一イリレ基、 1 , 8—フエナンスロリン一 1 0—ィル基、 1, 9—フエナンスロ リン一 2—ィル基、 1 , 9—フエナンスロリン一 3—ィル基、 1, 9一フエナン スロリンー4 Γル基、 1 , 9一フエナンスロリン一 5 Γル基、 1, 9一フエ ナンスロリン _ 6—ィル基、 1, 9—フエナンスロリン _ 7—ィル基、 1 , 9 - フエナンスロリン一 8—ィル基、 1, 9一フエナンスロリン一 1 0—ィル基、 1 , 1 0—フエナンスロリン— 2—ィル基、 1 , 1 0 _フエナンスロリン一 3—ィル 基、 1 , 1 0—フエナンスロリン一 4ーィル基、 1 , 1 0—フエナンスロリン一 5一^ Γル基、 2 , 9 _フエナンスロリン _ 1—ィル基、 2, 9—フエナンスロリ ン一 3—ィル基、 2, 9—フエナンスロリン— 4ーィル基、 2 , 9—フエナンス 口リン _ 5—ィル基、 2 , 9 _フエナンスロリンー6—ィル基、 2, 9一フエナ ンスロリン一 7—ィル基、 2, 9—フエナンスロリン—8—ィル基、 2, 9ーフ ェナンスロリン一 1 0—ィル基、 2 , 8—フエナンスロリン一 1—ィル基、 2 , 8—フエナンスロリン一 3—ィル基、 2 , 8—フエナンスロリン _ 4ーィル基、 2 , 8 _フエナンスロリン— 5—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 6—ィル 基、 2 , 8—フエナンスロリン一 7—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン— 9— ィル基、 2 , 8—フエナンスロリン一 1 0—ィル基、 2 , 7—フエナンスロリン — 1ーィル基、 2, 7 _フエナンスロリン— 3—ィル基、 2 , 7—フエナンスロ リンー4—ィル基、 2 , 7—フエナンスロリン— 5—ィル基、 2 , 7 _フエナン スロリン— 6—ィル基、 2 , 7—フエナンスロリン— 8 Γル基、 2, 7—フエ ナンスロリン一 9—ィル基、 2 , 7 _フエナンスロリン一 1 0—ィル基、 1ーフ ェナジ二ル基、 2 _フエナジニル基、 1—フエノチアジニル基、 2—フエノチア ジニル基、 3—フエノチアジニル基、 4ーフエノチアジニル基、 1 0—フエノチ アジニル基、 1 _フエノキサジニル基、 2—フエノキサジニル基、 3—フエノキ サジニル基、 4 _フエノキサジニル基、 1 0—フエノキサジニル基、 2—ォキサ ゾリル基、 4一才キサゾリル基、 5—才キサゾリル基、 2—ォキサジァゾリル基、 5—ォキサジァゾリル基、 3—フラザニル基、 2 _チェニル基、 3 _チェニル基、 2—メチルピロール— 1ーィル基、 2—メチルピロ一ルー 3—ィル基、 2—メチ ルビロール—4—ィル基、 2—メチルピロ一ルー 5—ィル基、 3—メチルピロ一 ル _ 1—ィル基、 3—メチルピロ一ルー 2—ィル基、 3—メチルピロ一ルー 4一 ィル基、 3—メチルピロ一ル— 5—ィル基、 2— t—ブチルピロール— 4—ィル 基、 3— (2—フエニルプロピル) ピロ一ルー 1—ィル基、 2—メチルー 1ーィ ンドリル基、 4—メチルー 1一インドリル基、 2—メチルー 3—インドリル基、 4 _メチル _ 3 _インドリル基、 2— t一ブチル 1—インドリル基、 4— t—ブ チル 1一^ Γンドリル基、 2— t—ブチル 3—インドリル基、 4— t一ブチル 3— インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の炭素数 1〜 5 0のアルキル基の例としては、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 イソプロピル基、 n—ブチル基、 s—プチル基、 イソブ チル基、 t—ブチル基、 n—ペンチル基、 n—へキシル基、 n—へプチル基、 n 一才クチル基、 ヒドロキシメチル基、 1—ヒドロキシェチル基、 2—ヒドロキシ ェチル基、 2—ヒドロキシイソブチル基、 1 , 2—ジヒドロキシェチル基、 1 , 3—ジヒドロキシイソプロピル基、 2 , 3—ジヒドロキシー t —ブチル基、 1 , 2 , 3—トリヒドロキシプロピル基、 クロロメチル基、 1 一クロ口ェチル基、 2 —クロ口ェチル基、 2 —クロ口イソブチル基、 1, 2—ジクロ口ェチル基、 1 , 3—ジクロ口イソプロピル基、 2 , 3—ジクロ口— t _ブチル基、 1, 2 , 3— トリクロ口プロピル基、 ブロモメチル基、 1 _ブロモェチル基、 2—プロモェチ ル基、 2 _ブロモイソブチル基、 1, 2—ジブロモェチル基、 1, 3 —ジブロモ イソプロピル基、 2 , 3 _ジブ口モー t _プチル基、 1 , 2 , 3—トリブロモプ 口ピル基、 ョードメチル基、 1—ョードエチル基、 2—ョードエチル基、 2—ョ —ドイソブチル基、 1, 2—ジョードエチル基、 1 , 3—ジョードイソプロピル 基、 2, 3 _ジョードー t —ブチル基、 1, 2, 3—トリョードプロピル基、 ァ ミノメチル基、 1 一アミノエチル基、 2—アミノエチル基、 2—ァミノイソプチ ル基、 1, 2—ジアミノエチル基、 1, 3—ジァミノイソプロピル基、 2 , 3 - ジァミノ一 t—ブチル基、 1 , 2, 3 —トリアミノプロピル基、 シァノメチル基、 1—シァノエチル基、 2—シァノエチル基、 2—シァノイソブチル基、 1, 2 - ジシァノエチル基、 1, 3—ジシァノイソプロピル基、 2 , 3—ジシァノー t _ ブチル基、 1 , 2, 3 _トリシアノプロピル基、 ニトロメチル基、 1—ニトロェ チル基、 2 _ニトロェチル基、 2—ニトロイソブチル基、 1 , 2—ジニトロェチ ル基、 1, 3—ジニトロイソプロピル基、 2 , 3—ジニトロ— t —ブチル基、 1 , 2 , 3—トリニトロプロピル基、 シクロプロピル基、 シクロブチル基、 シクロべ ンチル基、 シクロへキシル基、 4ーメチルシクロへキシル基、 1—ァダマンチル 基、 2—ァダマンチル基、 1—ノルボルニル基、 2—ノルポルニル基等が挙げら れる。
置換もしくは無置換の炭素数 1〜 5 0のアルコキシ基は— OYで表される基で あり、 Yの例としては、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 イソプロピル基、 n 一ブチル基、 s —ブチル基、 イソブチル基、 t _ブチル基、 n—ペンチル基、 n 一へキシル基、 n—へプチル基、 n—ォクチル基、 ヒドロキシメチル基、 1—ヒ ドロキシェチル基、 2—ヒドロキシェチル基、 2—ヒドロキシイソブチル基、 1 , 2—ジヒドロキシェチレ基、 1 , 3—ジヒドロキシイソプロピル基、 2 , 3—ジ ヒドロキシ一 t一ブチル基、 1, 2, 3—トリヒドロキシプロピル基、 クロロメ チル基、 1一クロ口ェチル基、 2—クロ口ェチル基、 2—クロ口イソブチル基、 1, 2—ジクロ口ェチル基、 1, 3—ジクロ口イソプロピル基、 2, 3—ジクロ 口 _ t一ブチル基、 1, 2, 3 _トリクロ口プロピル基、 プロモメチル基、 1一 ブロモェチル基、 2—ブロモェチル基、 2—ブロモイソブチル基、 1, 2—ジブ ロモェチル基、 1, 3—ジブロモイソプロピル基、 2, 3—ジブロモ— tーブチ ル基、 1, 2, 3 _トリブロモプロピル基、 ョードメチル基、 1—ョードエチル 基、 2—ョ一ドエチル基、 2—ョードイソブチル基、 1, 2—ジョ一ドエチル基、 1, 3—ジョードイソプロピル基、 2, 3—ジョ一ドー t—ブチル基、 1, 2, 3—トリョ一ドプロピル基、 アミノメチル基、 1一アミノエチル基、 2—ァミノ ェチル基、 2—ァミノイソブチル基、 1, 2—ジアミノエチル基、 1, 3—ジァ ミノイソプロピル基、 2, 3—ジァミノー t一ブチル基、 1, 2, 3 _トリアミ ノプロピル基、 シァノメチル基、 1—シァノエチル基、 2—シァノエチル基、 2 一シァノイソブチル基、 1, 2—ジシァノエチル基、 1, 3ージシァノイソプロ ピル基、 2, 3—ジシァノ— t—ブチル基、 1, 2, 3—トリシアノプロピル基、 ニトロメチル基、 1一二トロェチル基、 2—二トロェチル基、 2 _ニトロイソブ チル基、 1, 2—ジニトロェチル基、 1, 3—ジニトロイソプロピル基、 2, 3 ージニトロ— t一ブチル基、 1, 2, 3—トリニトロプロピル基等が挙げられる。 置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のァラルキル基の例としては、 ベンジル 基、 1—フエニルェチル基、 2—フエニルェチル基、 1一フエニルイソプロピル 基、 2—フエニルイソプロピル基、 フエ二ルー t—ブチル基、 α—ナフチルメ チル基、 1 _ ひ—ナフチルェチル基、 2— α—ナフチルェチル基、 1一ひ —ナ フチルイソプロピル基、 2— α—ナフチルイソプロピル基、 /3—ナフチルメチ ル基、 1 _ iS _ナフチルェチル基、 2 _ ;3—ナフチルェチル基、 1 _]3—ナフ チルイソプロピル基、 2— |3—ナフチルイソプロピル基、 1—ピロリルメチル 基、 2— (1_ピロリル) ェチル基、 p_メチルベンジル基、 m_メチルベンジ ル基、 o_メチルベンジル基、 p—クロ口べンジル基、 m—クロ口べンジル基、 0—クロ口べンジル基、 ρ—ブロモベンジル基、 m—ブロモベンジル基、 o—ブ ロモベンジル基、 p—ョ一ドベンジル基、 m—ョードベンジル基、 o—ョ一ドベ ンジル基、 p—ヒドロキシベンジル基、 m—ヒドロキシベンジル基、 o—ヒドロ キシベンジル基、 p—ァミノべンジル基、 m—ァミノべンジル基、 o—ァミノべ ンジル基、 p—ニトロべンジル基、 m—二トロべンジル基、 o—二トロべンジル 基、 p—シァノベンジル基、 m—シァノベンジル基、 0—シァノベンジル基、 1 ーヒドロキシー 2—フエニルイソプロピル基、 1一クロ口一 2—フエ二ルイソプ 口ピル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の核原子数 5〜 5 0のァリールォキシ基は _〇Υ ' と表 され、 Y ' の例としてはフエニル基、 1一ナフチル基、 2—ナフチル基、 1 _ アントリル基、 2—アントリル基、 9 _アントリル基、 1—フエナントリル基、
2—フエナントリル基、 3—フエナントリル基、 4—フエナントリル基、 9ーフ ェナントリル基、 1—ナフ夕セニル基、 2—ナフタセニル基、 9 _ナフタセニル 基、 1ーピレニル基、 2—ピレニル基、 4—ピレニル基、 2—ビフエ二ルイル基、
3—ビフエ二ルイル基、 4—ビフエ二ルイル基、 ρ—夕一フエニル _ 4ーィル基、 Ρ—ターフェ二ルー 3—^ fル基、 p—夕一フエニル— 2—ィル基、 m—夕一フエ 二ルー 4—ィル基、 m—夕一フエニル _ 3—ィル基、 m—ターフェ二ルー 2—^ f ル基、 o _トリル基、 m—トリル基、 p—トリル基、 p— t—ブチルフエニル基、 P— ( 2—フエニルプロピル) フエニル基、 3—メチルー 2 _ナフチル基、 4一 メチル— 1—ナフチル基、 4—メチル— 1 _アントリル基、 4 ' ーメチルビフ ェニルイル基、 4 " — t 一ブチル _ p—ターフェニル— 4 Γル基、 2—ピロ リル基、 3—ピロリル基、 ピラジニル基、 2—ピリジニル基、 3 _ピリジニル基、 4一ピリジニル基、 2—インドリル基、 3—インドリリレ基、 4—インドリル基、 5—インドリル基、 6—インドリル基、 7—インドリル基、 1一イソインドリル 基、 3 _イソインドリル基、 4 _イソインドリル基、 5—イソインドリル基、 6 一イソインドリル基、 7—イソインドリル基、 2—フリル基、 3—フリル基、 2 —ベンゾフラニル基、 3—べンゾフラニル基、 4一べンゾフラニル基、 5—ベン ゾフラニル基、 6 _ベンゾフラエル基、 7—ベンゾフラニル基、 1一イソべンゾ フラニル基、 3—イソべンゾフラニル基、 4一イソべンゾフラニル基、 .5—イソ ベンゾフラエル基、 6—イソべンゾフラニル基、 7—イソべンゾフラニル基、 2 一キノリル基、 3—キノリル基、 4一キノリル基、 5—キノリル基、 6—キノリ ル基、 7—キノリル基、 8—キノリル基、 1 _イソキノリル基、 3—イソキノリ ル基、 4一イソキノリル基、 5—イソキノリル基、 6—イソキノリル基、 7—ィ ソキノリル基、 8—イソキノリル基、 2—キノキサリニル基、 5 _キノキサリニ ル基、 6—キノキサリニル基、 1—カルバゾリル基、 2—力ルバゾリル基、 3— カルバゾリル基、 4—カルバゾリル基、 1—フエナンスリジニル基、 2—フエナ ンスリジニル基、 3 _フエナンスリジニル基、 4一フエナンスリジニル基、 6— フエナンスリジニル基、 7—フエナンスリジニル基、 8—フエナンスリジニル基、
9—フエナンスリジニル基、 10—フエナンスリジニル基、 1—ァクリジニル基、 2 _ァクリジニル基、 3—ァクリジニル基、 4—ァクリジニル基、 9—ァクリジ ニル基、 1, 7—フエナンスロリン一 2—ィル基、 1, 7 _フエナンスロリン一 3—ィル基、 1, 7 _フエナンスロリン— 4ーィル基、 1, 7—フエナンスロリ ン— 5—ィル基、 1, 7—フエナンスロリン一 6—ィル基、 1, 7—フエナンス 口リン一 8 Γル基、 1, 7—フエナンスロリン一 9一^ Γル基、 1, 7—フエナ ンスロリン一 10—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン一 2—ィル基、 1, 8— フエナンスロリン— 3—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン— 4—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン一 5—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン一 6—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン一 7—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン一 9ーィル 基、 1, 8—フエナンスロリン— 10—ィル基、 1, 9_フエナンスロリン— 2 —ィル基、 1, 9—フエナンスロリン _ 3—ィル基、 1, 9_フエナンスロリン —4—ィル基、 1, 9_フエナンスロリン— 5—^ Γル基、 1, 9一フエナンスロ リン一 6—ィル基、 1, 9一フエナンスロリン一 7—ィル基、 1, 9—フエナン スロリン一 8 Γリレ基、 1, 9一フエナンスロリン一 10—ィル基、 1, 10— フエナンスロリンー2—ィル基、 1, 10—フエナンスロリン—3—ィル基、 1,
10 _フエナンスロリン一 4ーィル基、 1, 10—フエナンスロリン _ 5—ィル 基、 2, 9一フエナンスロリン— 1一^ fル基、 2, 9一フエナンスロリン— 3— ィル基、 2, 9—フエナンスロリン— 4ーィル基、 2, 9—フエナンスロリン— 5—ィル基、 2, 9一フエナンスロリン一 6—^ Γル基、 2, 9_フエナンスロリ ン— 7—ィル基、 2, 9—フエナンスロリン一 8—ィル基、 2, 9—フエナンス 口リン— 10—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 1—ィル基、 2, 8—フエ ナンスロリン _ 3—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 4ーィル基、 2, 8 - フエナンスロリン— 5—^ Γル基、 2, 8—フエナンスロリン—6—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 7—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 9—ィル基、 2 , 8—フエナンスロリン一 1 0—ィル基、 2 , 7—フエナンスロリン _ 1一^ Γ ル基、 2 , 7—フエナンスロリン— 3—ィル基、 2 , 7—フエナンスロリン一 4 —ィル基、 2 , 7—フエナンスロリン _ 5—ィル基、 2, 7—フエナンスロリン 一 6—ィル基、 2, 7 _フエナンスロリン一 8—ィル基、 2 , 7—フエナンスロ リン _ 9ーィル基、 2 , 7—フエナンスロリン一 1 0—ィル基、 1 _フエナジ二 ル基、 2 _フエナジニル基、 1ーフエノチアジニル基、 2—フエノチアジニル基、 3—フエノチアジニル基、 4ーフエノチアジニル基、 1 _フエノキサジニル基、 2—フエノキサジニル基、 3—フエノキサジニル基、 4—フエノキサジニル基、 2—才キサゾリル基、 4—ォキサゾリル基、 5—才キサゾリル基、 2—才キサジ ァゾリル基、 5—ォキサジァゾリル基、 3—フラザニル基、 2—チェニル基、 3 —チェニル基、 2—メチルピロ一ルー 1—ィル基、 2—メチルピロ一ルー 3—ィ ル基、 2—メチルピロ一ルー 4—ィル基、 2—メチルピロ一ルー 5—ィル基、 3 一メチルピロ一ルー 1ーィル基、 3—メチルピロ一ル—2—ィル基、 3—メチル ピロ一ル—4—ィル基、 3—メチルピロール— 5—ィル基、 2— t—ブチルピロ ール _ 4—ィル基、 3 _ ( 2—フエニルプロピル) ピロール— 1ーィル基、 2— メチルー 1一インドリル基、 4—メチル— 1一インドリル基、 2—メチル—3— インドリル基、 4一メチル—3—インドリル基、 2— t一ブチル 1一インドリル 基、 4一 t _ブチル 1 _インドリル基、 2— t _ブチル 3—インドリル基、 4— tーブチリレ 3—インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の核原子数 5〜 5 0のァリ一ルチオ基は一 S Y" と表さ れ、 Y" の例としてはフエニル基、 1 _ナフチル基、 2—ナフチル基、 1ーァ ントリル基、 2 _アントリル基、 9—アントリル基、 1—フエナントリル基、 2 —フエナントリル基、 3—フエナントリル基、 4一フエナントリル基、 9 _フエ ナントリル基、 1—ナフ夕セニル基、 2—ナフ夕セニル基、 9一ナフタセニル基、 1—ピレニル基、 2—ピレニル基、 4ーピレニル基、 2—ビフエ二ルイル基、 3 ービフエ二ルイル基、 4ーピフエ二ルイル基、 p—ターフェ二ルー 4一^ fル基、 P—夕一フエニル一 3—^ fル基、 p—夕一フエ二ルー 2—ィル基、 m—夕一フエ ニル— 4—ィル基、 m_ターフェ二ルー 3—ィル基、 m—ターフェ二ルー 2—ィ ル基、 o—トリル基、 m—トリル基、 p—トリル基、 p— t—ブチルフエニル基、 p— ( 2—フエニルプロピル) フエニル基、 3—メチルー 2—ナフチル基、 4— メチル— 1一ナフチル基、 4ーメチルー 1 —アントリル基、 4 ' —メチルビフ ェニルイル基、 4 " _ t —ブチルー]?一ターフェ二ルー 4—ィル基、 2—ピロ リル基、 3—ピロリル基、 ピラジェル基、 2—ピリジニル基、 3—ピリジニル基、 4—ピリジニル基、 2—インドリル基、 3—インドリル基、 4 _インドリル基、 5—インドリル基、 6—インドリル基、 7 _インドリリレ基、 1—イソインドリル 基、 3—イソインドリル基、 4一イソインドリル基、 5—イソインドリル基、 6 一イソインドリル基、 7—イソインドリル基、 2—フリル基、 3—フリル基、 2 —ベンゾフラニル基、 3—べンゾフラニル基、 4 _ベンゾフラニル基、 5—ベン ゾフラニル基、 6—ベンゾフラニル基、 7—ベンゾフラニル基、 1一イソべンゾ フラニル基、 3一イソべンゾフラニル基、 4—イソべンゾフラニル基、 5—イソ ベンゾフラニル基、 6—イソべンゾフラニル基、 7—イソべンゾフラニル基、 2 —キノリル基、 3—キノリル基、 4一キノリル基、 5—キノリル基、 6—キノリ ル基、 7 _キノリル基、 8—キノリル基、 1一イソキノリル基、 3 _イソキノリ ル基、 4—イソキノリル基、 5—イソキノリル基、 6 _イソキノリル基、 7—ィ ソキノリル基、 8 _イソキノリル基、 2—キノキサリニル基、 5 _キノキサリニ ル基、 6 _キノキサリニル基、 1—カルバゾリル基、 2 _カルバゾリル基、 3 _ カルバゾリル基、 4—カルバゾリル基、 1一フエナンスリジニル基、 2—フエナ ンスリジニル基、 3—フエナンスリジニル基、 4一フエナンスリジニル基、 6 - フエナンスリジニル基、 7 _フエナンスリジニル基、 8 _フエナンスリジニル基、 9 _フエナンスリジニル基、 1 0—フエナンスリジニル基、 1一ァクリジニル基、 2 _ァクリジニル基、 3—ァクリジニル基、 4 _ァクリジニル基、 9—ァクリジ ニル基、 1 , 7—フエナンスロリン— 2—ィル基、 1 , 7—フエナンスロリン一 3—ィル基、 1, 7—フエナンスロリン一 4ーィル基、 1 , 7—フエナンスロリ ンー 5—ィル基、 1, 7—フエナンスロリン一 6—ィル基、 1 , 7—フエナンス 口リン一 8—ィル基、 1 , 7—フエナンスロリン一 9—ィル基、 1, 7 _フエナ ンスロリン一 1 0—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン一 2—ィル基、 1, 8 _ フエナンスロリン一 3—ィル基、 1 , 8 _フエナンスロリンー4—ィル基、 1, 8—フエナンスロリン— 5—ィル基、 1 , 8—フエナンスロ.リン一 6—ィル基、 1 , 8—フエナンスロリン— 7 Γル基、 1, 8—フエナンスロリン一 9ーィル 基、 1 , 8—フエナンスロリン— 1 0—ィル基、 1 , 9—フエナンスロリン一 2 ーィル基、 1, 9—フエナンスロリン一 3—ィル基、 1, 9一フエナンスロリン 一 4ーィル基、 1, 9—フエナンスロリン— 5—ィル基、 1, 9_フエナンスロ リン一 6—ィル基、 1, 9—フエナンスロリン一 7 fル基、 1, 9 _フエナン スロリン一 8—ィル基、 1, 9—フエナンスロリン一 10—ィル基、 1, 10— フエナンスロリン _ 2—ィル基、 1, 10_フエナンスロリン— 3—ィル基、 1, 10—フエナンスロリン— 4—ィル基、 1, 10_フエナンスロリン一 5—^ Tル 基、 2, 9 _フエナンスロリン— 1—ィル基、 2, 9 _フエナンスロリン一 3— ィル基、 2, 9—フエナンスロリン一 4ーィル基、 2, 9一フエナンスロリン一 5—ィル基、 2, 9一フエナンスロ,リン— 6—ィル基、 2, 9—フエナンスロリ ン一 7—ィル基、 2, ·9—フエナンスロリン一 8—ィル基、 2, 9一フエナンス 口リン一10—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 1—ィル基、 2, 8—フエ ナンスロリン一 3—ィル基、 2, 8_フエナンスロリン一 4ーィル基、 2, 8 - フエナンスロリン— 5—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 6—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン一 7—ィル基、 2, 8—フエナンスロリン— 9ーィル基、 2, 8_フエナンスロリン _ 10—ィル基、 2, 7 _フエナンスロリン一 1—ィ ル基、 2, 7—フエナンスロリン— 3—ィル基、 2, 7_フエナンスロリン _4 —ィル基、 2, 7—フエナンスロリン— 5—^ Γル基、 2, 7—フエナンスロリン —6—ィル基、 2, 7—フエナンスロリン一 8 Γル基、 2, 7—フエナンスロ リン _ 9ーィル基、 2, 7—フエナンスロリン一 10—ィル基、 1一フエナジ二 ル基、 2—フエナジニル基、 1ーフエノチアジニル基、 2—フエノチアジニル基、 3—フエノチアジニル基、 4ーフエノチアジニル基、 1—フエノキサジニル基、 2—フエノキサジニル基、 3—フエノキサジニル基、 4一フエノキサジニル基、 2—才キサゾリル基、 4一才キサゾリル基、 5—ォキサゾリル基、 2—才キサジ ァゾリル基、 5—ォキサジァゾリル基、 3—フラザニル基、 2—チェニル基、 3 一チェニル基、 2—メチルピロ一ルー 1ーィル基、 2—メチルピロ一ルー 3—ィ ル基、 2—メチルピロ一ルー 4ーィル基、 2—メチルピロ一ルー 5—ィル基、 3 一メチルピロ一ルー 1ーィル基、 3 _メチルピロ一ルー 2—ィル基、 3—メチル ピロ一ルー 4ーィル基、 3—メチルピロ一ルー 5—ィル基、 2_ t—ブチルピロ ール—4—ィル基、 3— (2—フエニルプロピル) ピロ一ルー 1—ィル基、 2— メチルー 1一インドリル基、 4—メチルー 1一インドリル基、 2—メチルー 3— インドリル基、 4—メチル— 3—インドリル基、 2— t—ブチル 1一インドリル 基、 4一 t一ブチル 1一インドリル基、 2_ t—ブチル 3—インドリル基、 4— t一ブチル 3—インドリル基等が挙げられる。
置換もしくは無置換の炭素数 1〜 50のカルボキシル基は一 C 0〇 Zと表され、 Zの例としてはメチル基、 ェチル基、 プロピル基、 イソプロピル基、 n—ブチル 基、 s—ブチル基、 イソブチル基、 t一ブチル基、 n—ペンチル基、 n—へキシ ル基、 n—ヘプチル基、 n—才クチル基、 ヒドロキシメチル基、 1ーヒドロキシ ェチル基、 2—ヒドロキシェチル基、 2—ヒドロキシイソブチル基、 1, 2—ジ ヒドロキシェチル基、 1, 3—ジヒドロキシイソプロピル基、 2, 3—ジヒドロ キシー t _ブチル基、 1, 2, 3—トリヒドロキシプロピル基、 クロロメチル基、 1一クロ口ェチル基、 2—クロ口ェチル基、 2—クロ口イソブチル基、 1, 2 - ジクロロェチル基、 1, 3—ジクロロイソプロピル基、 2, 3—ジクロロー t一 ブチル基、 1, 2, 3 _トリクロ口プロピル基、 ブロモメチル基、 1ーブロモェ チル基、 2—ブロモェチル基、 2—ブロモイソブチル基、 1, 2—ジブ口モェチ ル基、 1, 3—ジブロモイソプロピル基、 2, 3—ジブロモ— t一ブチル基、 1, 2, 3—トリブロモプロピル基、 ョードメチル基、 1—ョ一ドエチル基、 2—ョ —ドエチル基、 2—ョードイソブチル基、 1, 2—ジョ一ドエチル基、 1, 3 - ジョ一ドイソプロピル基、 2, 3—ジョード— t—ブチル基、 1, 2, 3—トリ ョ一ドプロピル基、 アミノメチル基、 1_アミノエチル基、 2—アミノエチル基、 2—ァミノイソブチル基、 1, 2—ジアミノエチル基、 1, 3—ジァミノイソプ 口ピル基、 2, 3—ジァミノ— t一ブチル基、 1, 2, 3—トリアミノプロピル 基、 シァノメチル基、 1—シァノエチル基、 2—シァノエチル基、 2—シァノィ ソブチル基、 1, 2—ジシァノエチル基、 1, 3—ジシァノイソプロピル基、 2, 3—ジシァノー t _ブチル基、 1, 2, 3—トリシアノプロピル基、 ニトロメチ ル基、 1—ニトロェチル基、 2—二トロェチル基、 2—二トロイソブチル基、 1, 2—ジニトロェチル基、 1, 3—ジニトロイソプロピル基、 2, 3—ジニトロ一 t—ブチル基、 1, 2, 3—トリニトロプロピル基等が挙げられる。
置換又は無置換のスチリル基の例としては、 2—フエ二ルー 1一ビニル基、 2, 2—ジフエ二ルー 1一ビニル基、 1, 2, 2—トリフエニル— 1 _ビニル基等が 挙げられる。 ハロゲン基の例としては、 フッ素、 塩素、 臭素、 ヨウ素等が挙げられる。 上記の化合物の具体例を以下に示す。
他に、 8—ヒドロキシキノリノールアルミニウム錯体等の金属錯体や、 4 , 4 ' 一ビス (カルバゾ一ルー 9一ィル) — 1, 1 ' ービフエニル等のへテロ環 化合物も好適である。
上記の化合物の具体例を以下に示す。
21
Figure imgf000023_0001
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0002
Figure imgf000024_0003
発光層には、 さらに蛍光性化合物をドーパントとして少量添加し、 発光性能を 向上させることが可能である。 このようなドーパントは、 それぞれ長寿命な発光 材料として公知のものを用いることが可能であるが、 式 [ 2 ] で示される材料を 発光材料のドーパント材料として用いることが望ましい。
Figure imgf000024_0004
(式中、 A r 2〜A r 4は、 置換又は無置換の核炭素数 6〜 5 0の芳香族基、 置 換又は無置換のスチリル基である。 pは 1〜4の整数であり、 p≥2の場合、 A r 3、 A r 4はそれぞれ同じでも異なっていても良い。 )
置換もしくは無置換の核炭素数 6〜 5 0の芳香族基の例としては、 フエニル基、 1—ナフチル基、 2—ナフチル基、 1一アントリル基、 2—アントリル基、 9一 アントリル基、 1一フエナントリル基、 2—フエナントリル基、 3—フエナント リル基、 4一フエナントリル基、 9一フエナントリル基、 1—ナフタセニル基、 2—ナフタセニル基、 9一ナフタセニル基、 1—ピレニル基、 2—ピレニル基、 4ーピレニル基、 2—ビフエ二ルイル基、 3—ビフエ二ルイル基、 4ービフエ二 ルイル基、 p—夕一フエ二ルー 4ーィル基、 p—夕一フエ二ルー 3—ィル基、 p —ターフェニル— 2—ィル基、 m—ターフェ二ルー 4—ィル基、 m—ターフェ二 ル—3—ィル基、 m_ターフェニル— 2—ィル基、 o _トリル基、 m—トリル基、 P—トリル基、 p _ t—ブチリレフェニル基、 P - ( 2—フエニルプロピル) フエ ニル基、 3—メチル—2—ナフチル基、 4—メチルー 1—ナフチル基、 4ーメチ ルー 1 —アン卜リル基、 4 ' ーメチルビフエ二ルイル基、 4 " - t—ブチルー P—夕一フエ二ルー 4—ィル基、 2—フルォレニル基、 9 , 9—ジメチルー 2— フルォレニル基、 3—フルオランテニル基等が挙げられる。
好ましくはフエニル基、 1—ナフチル基、 2 _ナフチル基、 9一フエナントリ ル基、 1 _ナフタセニル基、 2—ナフ夕セニル基、 9一ナフタセニル基、 1—ピ レニル基、 2—ピレニル基、 4ーピレニル基、 2—ビフエ二ルイル基、 3—ビフ ェニルイル基、 4ービフエ二ルイル基、 o—トリル基、 m—トリル基、 p—トリ ル基、 p— t—ブチルフエニル基、 2—フルォレニル基、 9, 9 _ジメチルー 2 一フルォレニル基、 3—フルオランテニル基等が挙げられる。
置換又は無置換のスチリル基の例としては、 2—フエ二ルー 1一ビニル基、 2, 2—ジフエ二ルー 1一ビニル基、 1 , 2 , 2—トリフエ二ルー 1—ビニル基等が 挙げられる。
他にも、 例えば、 ルブレンのような縮合芳香族化合物、 I r ( p p y ) 3のよ うな金属錯体、 さらに、 クマリンや D C J T Bのような蛍光色素を添加してもよ い。
上記化合物の具体例を以下に示す。
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0002
(5) 正孔輸送帯域
正孔輸送帯域は、 少なくとも 1層の正孔輸送層又は上述した無機化合物層を介 して積層した正孔輸送層を含み、 必要に応じて正孔注入層等を有する。 正孔輸送層は、 発光層への正孔注入を助け、 発光領域まで輸送する層であって、 正孔移動度が大きく、 イオン化エネルギーが通常 5. 5 eV以下と小さい。 この ような正孔輸送層としては、 より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が 好ましく、 さらに、 正孔の移動度が、 例えば、 104〜 106V/cmの電界印 加時に、 少なくとも 10一4 cm2/V ·秒であれば好ましい。
正孔輸送層を形成する材料としては、 前記の好ましい性質を有するものであれ ば特に制限はなく、 従来、 光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用さ れているものや、 有機 EL素子の正孔注入層に使用される公知のものの中から任 意のものを選択して用いることができる。
具体例として、 例えば、 トリァゾ一ル誘導体 (米国特許 3, 112, 197号 明細書等参照) 、 ォキサジァゾール誘導体 (米国特許 3, 189, 447号明細 書等参照) 、 イミダゾール誘導体 (特公昭 37 - 16096号公報等参照) 、 ポ リァリ一ルアルカン誘導体 (米国特許 3, 615, 402号明細書、 同第 3, 8 20, 989号明細書、 同第 3, 542, 544号明細書、 特公昭 45— 555 号公報、 同 51 _ 10983号公報、 特開昭 51— 93224号公報、 同 55— 17105号公報、 同 56— 4148号公報、 同 55— 108667号公報、 同 55 - 156953号公報、 同 56— 36656号公報等参照) 、 ビラゾリン誘 導体及びピラゾロン誘導体 (米国特許第 3, 180, 729号明細書、 同第 4, 278, 746号明細書、 特開昭 55— 88064号公報、 同 55— 88065 号公報、 同 49一 105537号公報、 同 55— 51086号公報、 同 56— 8 0051号公報、 同 56— 88141号公報、 同 57— 45545号公報、 同 5 4- 112637号公報、 同 55— 74546号公報等参照) 、 フエ二レンジァ ミン誘導体 (米国特許第 3, 615, 404号明細書、 特公昭 51— 10105 号公報、 同 46_ 3712号公報、 同 47— 25336号公報、 特開昭 54— 5 3435号公報、 同 54— 110536号公報、 同 54— 119925号公報等 参照) 、 ァリールァミン誘導体 (米国特許第 3, 567, 450号明細書、 同第 3, 180, 703号明細書、 同第 3, 240, 597号明細書、 同第 3, 65 8, 520号明細書、 同第 4, 232, 103号明細書、 同第 4, 175, 96 1号明細書、 同第 4, 012, 376号明細書、 特公昭 49一 35702号公報、 同 39— 27577号公報、 特開昭 55— 144250号公報、 同 56— 119 132号公報、 同 56— 22437号公報、 西独特許第 1, 110, 518号明 細書等参照) 、 ァミノ置換カルコン誘導体 (米国特許第 3, 526, 501号明 細書等参照) 、 ォキサゾール誘導体 (米国特許第 3, 257, 203号明細書等 に開示のもの) 、 スチリルアントラセン誘導体 (特開昭 56-46234号公報 等参照) 、 フルォレノン誘導体 (特開昭 54— 110837号公報等参照) 、 ヒ ドラゾン誘導体 (米国特許第 3, 717, 462号明細書、 特開昭 54— 591 43号公報、 同 55— 52063号公報、 同 55— 52064号公報、 同 55 _
46760号公報、 同 55— 85495号公報、 同 57— 11350号公報、 同
57- 148749号公報、 特開平 2 - 311591号公報等参照) 、 スチルベ ン誘導体 (特開昭 61— 210363号公報、 同第 61— 228451号公報、 同 61— 14642号公報、 同 61— 72255号公報、 同 62— 47646号 公報、 同 62— 36674号公報、 同 62— 10652号公報、 同 62 _ 302 55号公報、 同 60— 93455号公報、 同 60— 94462号公報、 同 60— 174749号公報、 同 60— 175052号公報等参照) 、 シラザン誘導体 (米国特許第 4, 950, 950号明細書) 、 ポリシラン系 (特開平 2— 204 996号公報) 、 ァニリン系共重合体 (特開平 2— 282263号公報) 、 特開 平 1—211399号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー (特にチォ フェンオリゴマー) 等を挙げることができる。
正孔輸送帯域には、 さらに正孔の注入を助けるために、 別途正孔注入層を設け ることもできる。 正孔注入層の材料としては、 上述の正孔輸送層と同様の材料を 使用することができるが、 ポルフィリン化合物 (特開昭 63— 2956965号 公報等に開示のもの) 、 芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルァミン化合物 (米国特許第 4, 127, 412号明細書、 特開昭 53 - 27033号公報、 同 54— 58445号公報、 同 54— 149634号公報、 同 54— 6429.9号 公報、 同 55— 79450号公報、 同 55— 144250号公報、 同 56— 11 9132号公報、 同 61— 295558号公報、 同 61— 98353号公報、 同 63-295695号公報等参照) 、 特に芳香族第三級ァミン化合物を用いるこ とが好ましい。
また、 米国特許第 5, 061, 569号に記載されている 2個の縮合芳香族環 を分子内に有する、 例えば、 4, 4' 一ビス (N— (1—ナフチル) 一 N—フ ェニルァミノ) ビフエ二ル (以下 NPDと略記する) 、 また、 特開平 4— 308 688号公報に記載されているトリフエニルァミンュニッ卜が 3っス夕一バース ト型に連結された 4, 4' , 4" ートリス (N— (3—メチルフエニル) 一 N 一フエニルァミノ) トリフエニルァミン (以下 MTDATAと略記する) 等を挙 げることができる。
また、 芳香族ジメチリディン系化合物の他、 p型 S i、 p型 S i C等の無機化 合物も正孔注入層の材料として使用することができる。
正孔輸送層及び正孔注入層は、 上述した化合物を、 例えば、 真空蒸着法、 スピ ンコート法、 キャスト法、 LB法等の公知の方法により薄膜化することにより形 成することができる。 正孔輸送層の各層の膜厚は、 特に制限はないが、 通常は 5 nm〜5 zmである。 この正孔輸送層は、 上述した材料の一種又は二種以上か ら構成されてもよく、 また、 正孔輸送層が二層以上のときは、 それぞれが別種の 化合物からなる正孔輸送層であってもよい。
また、 有機半導体層も正孔輸送層の一部であるが、 これは発光層への正孔注入 又は電子注入を助ける層であって、 10— 1QSZcm以上の導電率を有するもの 力 S好適である。 このような有機半導体層の材料としては、 含チォフェンオリゴマ 一や、 特開平 8— 193191号公報に開示してある含ァリ一ルァミンオリゴマ —等の導電性オリゴマー、 含ァリ一ルァミンデンドリマー等の導電性デンドリマ —等を用いることができる。
(6) 電子輸送帯域
電子輸送帯域は、 少なくとも 1層の電子輸送層又は上述した無機化合物層を介 して積層した電子輸送層を含み、 必要に応じて電子注入層等を有している。 電子輸送層は、 発光層への電子の注入を助ける層であって、 電子移動度が大き く、 また、 付着改善層は、 この電子輸送層の中で特に陰極との付着が良い材料か らなる層である。 電子輸送層に用いられる材料としては、 8—ヒドロキシキノリ ン又はその誘導体の金属錯体が好適である。
上記 8—ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、 ォ キシン (一般に 8—キノリノ一ル又は 8—ヒドロキシキノリン) のキレートを含 む金属キレートォキシノィド化合物が挙げられる。
例えば、 (8—キノリノラト) アルミニウム錯体 (Al q) を電子輸送層とし て用いることができる。
一方ォキサジァゾール誘導体としては、 以下の式 [3] ^式 [5] で表される 電子伝達化合物が挙げられる。
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0003
(式中 Ar5, Ar6, Ar 7, Ar 9, Ar 10, A r 13はそれぞれ置換又は無置 換のァリール基を示し、 それぞれ互いに同一であっても異なっていてもよい。 ま た Ar8, Ar 11, Ar 12は、 置換又は無置換のァリ一レン基を示し、 それぞれ 同一であっても異なっていてもよい)
ここでァリール基としては、 フエニル基、 ビフエ二ル基、 アントラニル基、 ぺ リレニル基、 ピレニル基が挙げられる。 またァリ一レン基としてはフエ二レン基、 ナフチレン基、 ビフエ二レン基、 アントラニレン基、 ペリレニレン基、 ピレニレ ン基等が挙げられる。 また、 置換基としては炭素数 1〜10のアルキル基、 炭素 数 1〜10のアルコキシ基又はシァノ基等が挙げられる。 この電子伝達化合物は 薄膜形成性のものが好ましい。
上記電子伝達性化合物の具体例としては下記のものを挙げることができる。
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0002
本発明の好ましい形態に、 電子を輸送する領域又は陰極と有機層の界面領域に、 還元性ドーパントを含有する素子がある。 ここで、 還元性ド一パントとは、 電子 輸送性化合物を還元できる物質と定義される。 従って、 一定の還元性を有するも のであれば、 様々なものが用いられ、 例えば、 アルカリ金属、 アルカリ土類金属、 希土類金属、 アルカリ金属の酸化物、 'アルカリ金属のハロゲン化物、 アルカリ土 類金属の酸化物、 アルカリ土類金属のハロゲン化物、 希土類金属の酸化物又は希 土類金属のハロゲン化物、 アルカリ金属の有機錯体、 アルカリ土類金属の有機錯 体、 希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも一つの物質を好 適に使用することができる。
また、 より具体的に、 好ましい還元性ドーパントとしては、 Na (仕事関数: 2. 36 e V) 、 K (仕事関数: 2. 28 e V) , R (仕事関数: 2. 16 e V) 及び C s (仕事関数: 1. 95 eV) からなる群から選択される少なくとも —つのアルカリ金属や、 Ca (仕事関数: 2. 9 eV) 、 S r (仕事関数: 2. 0〜2. 5 eV) 、 及び Ba (仕事関数: 2. 52 e V) からなる群から選択さ れる少なくとも一つのアルカリ土類金属が挙げられる仕事関数が 2. 9 e V以下 のものが特に好ましい。 これらのうち、 より好ましい還元性ドーパントは、 K、 R b及び C sからなる群から選択される少なくとも一つのアルカリ金属であり、 さらに好ましくは、 1^13又は〇3でぁり、 最も好ましのは、 C sである。 これら のアルカリ金属は、 特に還元能力が高く、 電子注入域への比較的少量の添加によ り、 有機 EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
また、 仕事関数が 2. 9 eV以下の還元性ド一パントとして、 これら 2種以上 のアルカリ金属の組合わせも好ましく、 特に、 Csを含んだ組み合わせ、 例えば、 C sとNa、 C sと K、 C sと Rbあるいは C sと Naと Κとの組み合わせであ ることが好ましい。 C sを組合わせて含むことにより、 還元能力を効率的に発揮 することができ、 電子注入域への添加により、 有機 EL素子における発光輝度の 向上や長寿命化が図られる。
本発明においては、 陰極と有機層の間に絶縁体や半導体で構成される電子注入 層をさらに設けても良い。 これにより、 電流のリークを有効に防止して、 電子注 入性を向上させることができる。 このような絶縁体としては、 アルカリ金属カル コゲナイド、 アルカリ土類金属カルコゲナイド、 アルカリ金属のハロゲン化物及 びアル力リ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも一つの 金属化合物を使用するのが好ましい。 電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコ ゲナイド等で構成されていれば、 電子注入性をさらに向上させることができる点 で好ましい。
具体的に、 好ましいアルカリ金属カルコゲナイドとしては、 例えば、 L i 20、 L i O、 Na2S、 Na2S e及び Na〇が挙げられ、 好ましいアルカリ土類金 属カルコゲナイドとしては、 例えば、 CaO、 Ba〇、 S rO、 BeO、 B aS、 及び C aS eが挙げられる。 また、 好ましいアルカリ金属のハロゲン化物として は、 例えば、 L i F、 NaF、 KF、 L i C KC 1及び N a C 1等が挙げら れる。 また、 好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、 例えば、 Ca F2、 B aF2、 S rF2、 M g F 2及び B e F 2といったフッ化物や、 フッ化物以 外のハロゲン化物が挙げられる。
また、 電子注入層を構成する半導体としては、 Ba、 Ca、 S r、 Yb、 Aし Ga、 I n、 L i、 Na、 Cd、 Mg、 S i、 Ta、 Sb及び Znの少なくとも 一つの元素を含む酸化物、 窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組 み合わせが挙げられる。
また、 電子注入層を構成する無機化合物が、 微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜で あることが好ましい。 電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、 よ り均質な薄膜が形成されるために、 ダークスポット等の画素欠陥を減少させるこ とができる。
尚、 このような無機化合物としては、 上述したアルカリ金属カルコゲナイド、 アルカリ土類金属カルコゲナイド、 アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土 類金属のハ口ゲン化物等が挙げられる。
( 7 ) 陰極
陰極としては、 仕事関数の小さい (4 e V以下) 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、 ナトリウム一カリウム合金、 マグネシウム、 リ チウム、 マグネシウム '銀合金、 アルミニウム/酸ィ匕アルミニウム、 アルミニゥ ム ·リチウム合金、 インジウム、 希土類金属等が挙げられる。
陰極は、 これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成 させることにより、 作製することができる。
ここで、 発光層からの発光を陰極から取り出す場合、 陰極の発光に対する透過 率は 1 0 %より大きくすることが好ましい。
また、 陰極としてのシート抵抗は数百 Ω Ζ口以下が好ましく、 膜厚は通常 1 0 n m〜l m、 好ましくは 5 0〜 2 0 0 nmである。
( 8 ) 絶縁層
有機 E L素子は超薄膜に電界を印可するために、 リークやショートによる画素 欠陥が生じやすい。 これを防止するために、 一対の電極間に絶縁性の薄膜層を揷 入することが好ましい。
絶縁層に用いられる材料としては、 例えば、 酸化アルミニウム、 弗化リチウム、 酸化リチウム、 弗化セシウム、 酸化セシウム、 酸化マグネシウム、 弗化マグネシ ゥム、 酸化カルシウム、 弗化カルシウム、 窒化アルミニウム、 酸化チタン、 酸化 珪素、 酸化ゲルマニウム、 窒化珪素、 窒化ホウ素、 酸化モリブデン、 酸化ルテニ ゥム、 酸化バナジウム等が挙げられる。 これらの混合物や積層物を用いてもよい。
(9) 有機 EL素子の作製例
以上例示した材料及び方法により、 陽極、 発光層、 電荷輸送層として正孔輸送 層及び/又は電子輸送層、 必要に応じて正孔注入層、 電子注入層等を形成し、 さ らに陰極を形成することにより有機 EL素子を作製することができる。 また、 陰 極から陽極へ、 前記と逆の順序で有機 E L素子を作製することもできる。
以下、 透光性基板上に陽極 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層 Z陰極が順次設 けられた構成の有機 EL素子 (図 1参照) の作製例を記載する。
まず、 適当な透光性基板 1 1上に陽極材料からなる薄膜を 1 ^m以下、 好ま しくは 10〜200 nmの範囲の膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方 法により形成して陽極 12を作製する。
次に、 この陽極 12上に正孔輸送層 13を設ける。
正孔輸送層 13の形成は、 前述したように真空蒸着法、 スピンコート法、 キヤ スト法、 LB法等の方法により行うことができるが、 均質な膜が得られやすく、 かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形成することが好ま しい。 真空蒸着法により正孔輸送層 13を形成する場合、 その蒸着条件は使用す る化合物 (正孔輸送層 13の材料) 、 目的とする正孔輸送層 13の結晶構造や再 結合構造等により異なるが、 一般に、 蒸着源温度 50〜450°C、 真空度 10一 7〜 10— 3 t o r r、 蒸着速度 0. 01〜 50 nmZ秒、 基板温度— 50〜 30 0°C、 膜厚 5 nm〜 5 xmの範囲で適宜選択することが好ましい。
この正孔輸送層 13の上に、 無機化合物層 17を数 nm〜数十 nm形成する。 この無機化合物層 17は様々な方法で成膜できるが、 具体的には、 真空蒸着、 ス パッ夕リング、 電子ビーム蒸着等である。 真空蒸着法により無機化合物層 17を 形成する場合、 その蒸着条件は使用する化合物 (正孔輸送層の材料) 、 目的とす る正孔輸送層 13の結晶構造や再結合構造等により異なるが、 一般に蒸着源温度 500〜 1000 °C、 真空度 10-7〜; L 0— 3 t o r r、 蒸着速度 0. 01〜5 0 nm/秒、 基板温度一 50〜 300 ° (:、 膜厚 1 nm〜 20 nmの範囲で適宜 選択することが好ましい。
以上、 正孔輸送層 13及び無機化合物層 17の形成を順次繰り返し、 正孔輸送 層 13を積層することによって、 駆動電圧の上昇を抑制しつつ、 正孔輸送層 13 及び無機化合物層 1 7により形成される部分を、 数十 n m〜数// mまで厚膜化 できる。 正孔輸送層 1 3の積層数は、 特に制限はないが、 2〜 1 0回が好ましい。 次に、 正孔輸送層 1 3上に発光層 1 4を設ける。 発光層 1 4の形成も、 所望の 有機発光材料を用いて真空蒸着法、 スパッタリング、 スピンコート法、 キャスト 法等の方法により有機発光材料を薄膜化することにより形成できるが、 均質な膜 が得られやすく、 かつピンホールが発生しにくい等の点から真空蒸着法により形 成することが好ましい。 真空蒸着法により発光層 1 4を形成する場合、 その蒸着 条件は使用する化合物により異なるが、 一般的に正孔輸送層 1 3と同じような条 件範囲の中から選択することができる。
次に、 この発光層 1 4上に電子輸送層 1 5を設ける。 正孔輸送層 1 3、 発光層 1 4と同様、 均質な膜を得る必要から真空蒸着法により形成することが好ましい。 蒸着条件は正孔輸送層 1 3、 発光層 1 4と同様の条件範囲から選択することがで さる。
尚、 正孔輸送層 1 3と同様に、 電子輸送層 1 5を、 無機化合物層 1 7を介して 積層した構成とすることも可能である。 電子輸送層 1 5を積層することによって 電子輸送層 1 5及び無機化合物層 1 7によって形成される部分を数十 n m〜数 mまで厚膜化できる。 電子輸送層 1 5の積層数は特に制限はないが、 2〜1 0回が好ましい。
最後に、 陰極 1 6を積層して有機 E L素子 1を得ることができる。 陰極 1 6は 金属から構成されるもので、 蒸着法、 スパッタリングを用いることができる。 下 地の有機物層を製膜時の損傷から守るために、 真空蒸着法が好ましい。
上述した有機 E L素子 1の作製は、 一回の真空引きで一貫して陽極から陰極ま で作製することが好ましい。
尚、 本発明の有機 E L素子の、 各層の形成方法は特に限定されない。 例えば、 従来公知の真空蒸着法、 分子線蒸着法 (MB E法) あるいは溶媒に解かした溶液 のデイツピング法、 スピンコ一ティング法、 キャスティング法、 バーコート法、 ロールコート法等の塗布法による公知の方法で形成することができる。
本発明の有機 E L素子の各有機層の膜厚は、 特に制限されないが、 一般に膜厚 が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、 逆に厚すぎると高い印加電圧が 必要となり効率が悪くなるため、 通常は数 nmから 1 x mの範囲が好ましい。 尚、 有機 E L素子に直流電圧を印加する場合、 陽極を +、 陰極を一の極性にし て、 5〜4 0 Vの電圧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、 発光は全く生じない。 さらに交流電圧を印加した場合 には陽極が十、 陰極が一の極性になった時のみ均一な発光が観測される。 印加す る交流の波形は任意でよい。
[実施例]
以下、 本発明の実施例を詳細に説明するが、 本発明はこれらの実施例に限定さ れない。
実施例において使用した化合物を以下に示す。
Figure imgf000037_0001
Figure imgf000037_0002
A|q
実施例 1
2 5 mm X 7 5 mm X 1 . 1 mm厚の I T O透明電極ライン付きガラス基板 (ジォマティック社製) をイソプロピルアルコール中で超音波洗浄を 5分間行つ た後、 UVオゾン洗浄を 3 0分間行った。 洗浄後の透明電極ライン付きガラス基板を、 真空蒸着装置の基板ホルダーに装 着し、 透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして、 膜厚 60 nmの N, N, N' , N' —テトラ (4—ビフエニル) ージアミノビ フエ二レン層 (以下、 TBDB層という) を成膜した。 この膜は正孔輸送層とし て機能する。
TBDB膜の成膜に続いて、 この TBDB膜上に抵抗加熱ポートを用いて、 三 酸化モリブデンとセシウム (C s源:サエスゲッ夕一社製) を 10 nm共蒸着し た。 蒸着の比率は三酸化モリブデン 10 nmに対し、 セシウム l nm成膜す る比率にした。 この膜は無機化合物層として機能する。
この上に、 先程と同様に TBDB層を 60 nm蒸着した。
次に、 この TBDB層上に、 膜厚 40 nmのホスト HIを蒸着し成膜した。 同 時に発光分子として、 ドーパント D 1を共蒸着した。 このときの蒸着比は、 H 1 : D 1 = 20 : 1 (重量比) とした。 この膜は、 発光層として機能する。
さらに、 膜厚 2 Onmの A l qを蒸着し成膜した。 これは、 電子輸送層として 機能する。
この後、 絶縁層として L i Fを 1 nm蒸着した。
最後に、 金属 A 1を 150 nmの厚さに蒸着し、 金属陰極を形成し有機 E L発 光素子を形成した。
この有機 EL素子について、 1, 000 n i tの輝度で発光させた際の駆動電 圧と、 初期輝度 (L0) を 1, O O O n i tとして発光させたときの半減寿命を 測定した。
また、 この有機 EL素子を 105DCで 100時間保存した後、 室温に戻して 電流のリークの有無を調べた。
尚、 電流のリークの有無は、 通常とは逆の極性で電圧を印加し、 漏れ電流の有 無を確認することによって行った。 具体的には、 逆の極性で 5 Vの電圧を印加し て漏れ電流の有無を評価した。
実施例 1及び以下に示す実施例 2並びに比較例 1〜 3の測定結果を表 1に示す。 表 1
Figure imgf000039_0001
比較例 1
実施例 1で、 無機化合物層を形成しなかった以外は、 全く同様にして有機 EL 素子を作製した。
この有機 EL素子を実施例 1と同様に評価した。
実施例 2
実施例 1と同様に洗浄した I TO透明電極ライン付きガラス基板の透明電極ラ インが形成されている側の面上に、 前記透明電極を覆うようにして膜厚 60 nm の TBDB層を成膜した。 この膜は正孔輸送層として機能する。
この上に、 膜厚 40 nmの HIを蒸着し成膜した。 同時に発光分子として、 ド 一パント D1を共蒸着した。 蒸着比は HI : D l=重量比 20 : 1で蒸着した。 この膜は、 発光層として機能する。
さらに、 膜厚 2 Onmの A 1 qを蒸着し成膜した。 これは、 電子輸送層として 機能する。
A 1 i膜の成膜に続いて、 この A 1 Q膜上に抵抗加熱ポートを用いて三酸化モ リブデンとフッ化セシウムを 1 Onm共蒸着した。 蒸着の比率は三酸化モリブデ ン 10 nmに対し、 フッ化セシウム 0. 1 nm成膜する比率にした。 この膜は無 機化合物層として機能する。
さらに、 膜厚 20 nmの A 1 qを無機化合物層の上に蒸着し成膜し、 実施例 1 と同様に、 絶縁層及び金属陰極を形成し、 有機 EL発光素子を形成した。
この有機 EL素子を実施例 1と同様に評価した。 比較例 2
実施例 2で、 無機化合物層を形成しなかった以外は、 全く同様にして有機 EL 素子を作製した。 この有機 EL素子を実施例 1と同様に評価した。
比較例 3
比較例 1で、 TBDB層を一層とし、 膜厚を 6 Onmとした以外は、 全く同様 にして有機 EL素子を作製した。 この有機 EL素子を実施例 1と同様に評価した。 上記の測定結果から、 無機化合物層の有無にかかわらず、 半減寿命に差はない ものの、 無機化合物層を形成した素子では、 素子の層厚が厚いにもかかわらず、 駆動電圧が低下することが確認できた。
一方、 105°Cで 100時間保存した後の、 有機 EL素子のリークの有無を 調べたところ、 正孔輸送層を薄くした比較例 3の素子ではリークを生じた。 産業上の利用可能性
本発明によれば、 厚膜構成でありながら低電圧駆動が可能な有機 E L素子を提 供することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 一対の電極を形成する陽極及び陰極と、
前記電極に挟持された有機化合物からなる発光層を有する有機エレクト口ルミ ネッセンス素子であって、
前記陽極又は陰極の少なくともいずれか一方と発光層の間に、 有機化合物から なる電荷輸送層が存在し、
かつ前記電荷輸送層が、 無機化合物層を介して積層された構成になっているこ とを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
2 . 前記陽極と発光層の間に、 電荷輸送層として正孔輸送層が存在し、 前記正孔 輸送層が無機化合物層を介して積層された構成になっていることを特徴とする請 求の範囲第 1項に記載の有機ェレクトロルミネッセンス素子。
3 . 前記陰極と発光層の間に、 電荷輸送層として電子輸送層が存在し、 前記電子 輸送層が無機化合物層を介して積層された構成になっていることを特徴とする請 求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
4. 前記無機化合物層が、 周期律表の 3〜1 2族の元素を少なくともひとつ含む ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
5 . 前記正孔輸送層中に存在する無機化合物層が、 さらに周期律表の 1〜2族の 元素を少なくともひとつ含むことを特徴とする請求の範囲第 4項に記載の有機ェ レクト口ルミネッセンス素子。
6 . 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を含んで構成 される表示画面を有する表示装置。
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