WO2005004549A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置 - Google Patents

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Tomohiro Oshiyama
Hiroshi Kita
Eisaku Katoh
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Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device, a lighting device, and a display device, and more particularly, to an organic electroluminescent device, a lighting device, and a display device having light emission luminance, luminous efficiency, and long life.
  • ELD electroluminescence display
  • the constituent elements of the ELD include an inorganic electroluminescent element and an organic electroluminescent element (hereinafter, also referred to as an organic EL element).
  • Inorganic electroluminescent devices have been used as flat light sources, but they require high AC voltage to drive light emitting devices.
  • an organic electroluminescence device has a configuration in which a light-emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode, and electrons and holes are injected into the light-emitting layer and excited by recombination.
  • it since it is a self-luminous type, it has a wide viewing angle, high visibility, and is a thin-film type completely solid-state device. Therefore, it is attracting attention from the viewpoint of space saving and portability.
  • organic EL devices for practical use in the future requires even lower power consumption and higher efficiency
  • organic EL device that emits light at a high luminance.
  • a stilbene derivative, a distyrylarylene derivative, or a tristyrylarylene derivative is doped with a small amount of a phosphor to improve the luminous luminance and improve the device.
  • Patent Document 1 an element having an organic light-emitting layer in which an 8-hydroxyquinoline aluminum complex is used as a host compound and which is doped with a small amount of a phosphor (for example, (See Patent Document 2.) 1 Further, a device having an organic light emitting layer in which an 8-hydroxyquinoline aluminum complex is used as a host compound and which is doped with a quinatalidone dye (for example, see Patent Document 3) has been reported.
  • the generation ratio of a luminescent excited species is 25% since the generation ratio between a singlet exciton and a triplet exciton is 1: 3.
  • the light extraction efficiency is about 20%, the limit of the external extraction quantum efficiency ext) is set at 5%.
  • Non-Patent Document 1 Since the report of organic EL devices using phosphorescence from excited triplets from Princeton University was made (for example, see Non-Patent Document 1), research on materials that show phosphorescence at room temperature (for example, Reference 2 and Patent Reference 5) are becoming active.
  • the excited triplet When the excited triplet is used, the upper limit of the internal quantum efficiency is 100%, so the luminous efficiency is four times as high as that of the excited singlet, and almost the same performance as a cold cathode tube is obtained. It is also applicable to applications and is attracting attention.
  • the hole blocking layer examples include a case where a 5-coordinate aluminum complex is used (for example, see Patent Documents 5 and 6), a case where a bis-force rubazole derivative is used (for example, see Patent Document 7), and I. Kai et al. achieve highly efficient light emission by using a fluorine-substituted compound as a hornoreplock layer (exciton block layer) (for example, see Non-Patent Document 3).
  • none of the conventional organic EL devices has high luminous luminance and luminous efficiency and has a long life.
  • a plurality of light-emitting materials are used to simultaneously emit a plurality of light-emitting colors, and white light is emitted by mixing colors.
  • Combinations of multiple emission colors include those that contain three emission maximum wavelengths of the three primary colors of blue, green, and red, and two that use complementary colors such as blue and yellow, and blue-green and orange.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an organic electroluminescent element, a lighting device, and a display device having high emission luminance, light emission efficiency, and long life. It is. Disclosure of the invention
  • An organic electroluminescent device comprising: an adjacent layer between the light emitting layer and the cathode, adjacent to the light emitting layer, wherein the adjacent layer has a HOMO of 5.7 eV to -7.
  • An organic electroluminescence device comprising a compound having an LUMO of -1.3 to 2.3 eV and having an electron-withdrawing group.
  • the compound has a HOMO of -5.9 eV to 6.8 eV and a LUMO of
  • the organic electroluminescent device according to the above-mentioned item 1 characterized in that it is 2.1 eV.
  • a display device comprising the organic electroluminescent device according to any one of the above (1) to (5).
  • a lighting device comprising the organic electroluminescent element according to any one of (1) to (5).
  • a display device comprising: the lighting device according to the above (7); and a liquid crystal element as a display means.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a display device including an organic EL element.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a display unit.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a passive matrix type full color display device.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a lighting device.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the lighting device. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • an organic electroluminescence device having at least a light emitting layer containing a phosphorescent compound between an anode and a cathode
  • the organic light emitting device is present between the light emitting layer and the negative electrode.
  • Compound with an H OMO of -5.7 eV to 1.7 eOV and an LUMO of 1.3 to 1.3 eV and an electron-withdrawing group in this adjacent layer It has been found that, by containing, an organic EL device having high luminous luminance and luminous efficiency and having a long luminous life can be obtained.
  • the layer containing HOMO of 15.7 eV to 17.0 eV and LUMO of 11.3 to 1.3 eV and containing a compound having an electron withdrawing group contains the cationic radical of the molecule itself.
  • a layer having a very high effect of stabilizing and blocking holes can be obtained.
  • this layer on the cathode side as an adjacent layer adjacent to the light emitting layer containing a phosphorescent compound, the conventional It has been found that an organic EL device having a higher light emission luminance and a higher light emission efficiency and a longer life can be obtained.
  • an electron-withdrawing group is defined as a group having a Hammett's substituent constant ⁇ p greater than 0.
  • Hammett's ⁇ ⁇ value is determined by Hammett et al. From the electronic effect of substituents on the hydrolysis of ethyl benzoate. It is the substituent constant obtained, and is described in detail in “Structure-activity relationship of drugs” (Nankodo: 1979).
  • the electron withdrawing group include a halogen (fluorine atom, etc.), a polyhaloalkyl group such as a cyano group, a nitro group and a trifluoromethyl group, a polyhaloarylene group such as a pentachlorophenyl group, a honoleminole group, an alkyl group.
  • a halogen fluorine atom, etc.
  • a polyhaloalkyl group such as a cyano group, a nitro group and a trifluoromethyl group
  • a polyhaloarylene group such as a pentachlorophenyl group, a honoleminole group, an alkyl group.
  • an electron withdrawing group one CF 3, One F, one CN, preferably at least one that is selected from a S_ ⁇ 2 R, and most preferably is one CF 3.
  • R is an alkyl group or an aryl group.
  • the values of HOMO and LUM ⁇ are calculated by Gaussian 98 (Gaussian 98, Revision A. 11.4, M.J. Frisch, eta 1, Gaussian, Inc., Pittsburgh PA, 2002.), and structural optimization using B 3 LYP / 6-31 G * as a keyword
  • the value calculated by (eV unit conversion value) is rounded off to the second decimal place.
  • the HOMO of the compound is preferably from 5.9 eV to 6.8 eV
  • the LUMO is preferably from 1.6 to 2.1 eV, thereby further improving the luminous luminance and luminous efficiency.
  • an organic EL device having a longer life can be obtained.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (1).
  • the general formula (1) having Ar 2 and z 3 has at least one electron-withdrawing group in the molecule, and A ri to Ar 3 represent aryl groups which may have a substituent.
  • the electron withdrawing group is preferably at least one selected from 1 CF 3 , 1 F, 1 CN, and —S0 2 R, and most preferably 1 CF 3 .
  • the electron-withdrawing group is substituted with an aryl group, whereby higher luminous luminance and luminous efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (2).
  • Ar 4 to Ar 9 represent and may Ariru group having a substituent, 1 ⁇ to 1 3, each independently hydrogen Atom or or Represents a substituent.
  • the electron-withdrawing group is preferably substituted with an aryl group, whereby higher emission luminance and luminous efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (3).
  • Formula (3) has at least one electron-withdrawing group in the molecule, and R 4 to R 9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 4 to R 9 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • the electron withdrawing group one CF 3, _F one CN, preferably at least one selected from a S_ ⁇ 2 R, and most preferably is one CF 3.
  • the electron-withdrawing group is substituted with an aryl group, whereby higher luminous luminance and luminous efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (4).
  • General formula (4) has at least one electron-withdrawing group in the molecule, and Ar 1C) to Ar 12 represent aryl groups which may have a substituent.
  • the electron-withdrawing group is substituted with an aryl group, whereby higher luminous luminance and luminous efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (5).
  • Formula (5) has at least one electron-withdrawing group in the molecule, Ar 13 and Ar 14 each represent an aryl group which may have a substituent, and R 1C) to R 13 are each independently Represents a hydrogen atom or a substituent.
  • the electron withdrawing group one CF 3, One F, one CN, preferably at least one selected from a S_ ⁇ 2 R, and most preferably is one CF 3.
  • the electron-withdrawing group is preferably substituted with an aryl group, whereby higher luminous luminance and luminous efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the general formula (6). 2004/009391
  • the general formula (6) has at least one electron-withdrawing group in the molecule, and R "to: 22 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R "to: 22 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • the electron-withdrawing group include —CF 3 , 1 F It is preferably at least one selected from the group consisting of CN and one SO 2 R, and most preferably one CF 3 , whereby higher luminous brightness and luminous efficiency and a longer life can be achieved.
  • the electron-withdrawing group is preferably substituted with an aryl group, whereby higher luminous luminance and luminous efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (7).
  • Formula (7) has at least one electron-withdrawing group in the molecule, and R 23 to R 32 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • R 23 to R 32 each independently represent a hydrogen atom or a substituent.
  • the electron withdrawing group one CF 3, One F, one CN, preferably at least one selected from a S_ ⁇ 2 R, and most preferably, - is CF 3.
  • the electron-withdrawing group is substituted with an aryl group, whereby higher luminous brightness and luminous efficiency are obtained, and a longer life is obtained. can do.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (8).
  • General formula (8) has at least one electron withdrawing group in the molecule, and R 33 to R 4 .
  • the electron-withdrawing group is substituted with an aryl group, whereby higher luminous luminance and luminous efficiency and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (9).
  • General formula (9) has at least one electron withdrawing group in the molecule
  • Ar 15 represents an aryl group which may have a substituent
  • R 41 to R 43 are each independently a hydrogen atom or a substituted Represents a group.
  • Examples of the electron withdrawing group one CF 3, One F, one CN, small selected from a S0 2 R It is preferably at least one, and most preferably one CF 3 .
  • the electron-withdrawing group is preferably substituted with an aryl group, whereby higher emission luminance and emission efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (10).
  • Formula (10) has at least one electron-withdrawing group in the molecule, and Ar 16 and Ar 17 each represent an aryl group which may have a substituent.
  • the electron-withdrawing group is preferably at least one selected from one CF 3 , one F, —CN, and one SO 2 R, and most preferably one CF 3 .
  • the electron-withdrawing group is preferably substituted with an aryl group, whereby higher luminous brightness and luminous efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (11).
  • Ar 23 Ar 25 The general formula (11) has at least one electron-withdrawing group in the molecule, and Ar 2 .
  • the electron withdrawing group is preferably at least one selected from 1 CF 3 , 1 F, 1 CN, and 1 SO 2 R, and most preferably 1 CF 3 .
  • the electron-withdrawing group is preferably substituted with an aryl group, whereby higher light emission luminance and light emission efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • the compound according to the present invention is preferably a compound represented by the following general formula (12).
  • Formula (12) has at least one electron withdrawing group in the molecule
  • Ar 26 to Ar 29 represent an aryl group which may have a substituent
  • B l and B 3 represent an arylene group
  • 2 represents a simple bond or a divalent connecting group.
  • the electron withdrawing group is preferably at least one selected from one CF 3 , —F, one CN, and one S 2 R, and most preferably one CF 3 .
  • the electron-withdrawing group is preferably substituted with an aryl group, whereby higher luminous luminance and luminous efficiency can be obtained, and a longer life can be achieved.
  • Examples of the aryl group in the general formulas (1) to (12) of the present invention include a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, and a fluorenyl group.
  • the Ariru group substituent to well Ariru group which may be substituted, an electron withdrawing group (one CF 3, one F, -C Ns - S0 2 R ), an alkyl group (e.g.
  • the substituent on the aryl group is preferably a phenyl group, and the tri
  • the substituent is an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group Etc.), cycloanoxyl group (eg, cyclopentyl, cyclohexyl group, etc.), alkenyl group (eg, butyl group, aryl group, etc.), alkyl group (eg, ethur group, propargyl group, etc.), aryl group (eg, , A phenyl group, etc.), a heteroaryl group (for example, a furyl group, a teal group, a pyridinole group, a pyridazyl group, a pyrimidinole group,
  • 2-pyridylaminoureido group, etc. sulfyl group (for example, methylsulfinyl group, ethylsulfinyl group, butylsulfinyl group, cyclohexylsulfinyl group, 2-ethylhexylsulfinyl group, dodecyl) Sulfiel group, phenylsulfenyl group, naphthylsulfinyl group, 2-pyridylsulfenyl group, etc., alkylsulfonyl group (for example, methylsulfonyl group, ethylsulfonyl group, butylsnorrefoel group, cyclohexylsulfonyl group, 2-ethyl) Hexylsulfonyl group, dodecylsulfonyl group, etc., arylsulfony
  • a halogen atom an alkyl group, an anoreoxy group, Is an aryl group.
  • arylene group in the general formulas (11) and (12) of the present invention include a phenylene group, a naphthylene group, an anthrylene group, a phenanthrylene group, a pyrenylene group, a perylenylene group, and a fluorenylene.
  • they are a phenylene group and a phenololerenylene group.
  • divalent linking group in the general formula (12) of the present invention examples include an arylene group, a heteroarylene group, a fluorenylene group, an alkylene group, an alkenylene group, an alkylene group, 10_, —S —, One S 0 2 —, — N (R o) — (R is an alkyl group or an aryl group which may be substituted), or a combination thereof.
  • R is an alkyl group or an aryl group which may be substituted
  • the compound according to the present invention preferably has a molecular weight of 450 to 1500. Thereby, the effect of the present invention can be further obtained.
  • the light emitting layer according to the present invention contains a phosphorescent compound. Thereby, high luminous efficiency can be obtained.
  • the phosphorescent compound contained in the light emitting layer according to the present invention can be appropriately selected from known compounds used in the light emitting layer of the organic EL device.
  • a phosphorescent compound as a dopant, a light-emitting organic EL device having high internal quantum efficiency can be realized.
  • the phosphorescent compound used in the present invention is preferably a complex compound containing a metal belonging to Group 8 of the periodic table of the elements, and more preferably an iridium compound or osmium compound.
  • Mime compounds, platinum compounds (platinum complex-based compounds), and rare earth complexes are the most preferred among them.
  • J. Am. Chem. SoC. 123 Vol. 4304-432 (2001), WO 00/70655, WO 02/15645, 2001-247859, JP 2001-345183, JP 2002-117978, JP 2002-170684, JP 2002-203678, JP 2002-235076, JP 2002-302671, JP
  • An iridium complex represented by the formula (IV) described in JP-A No. 2002-8860 is exemplified.
  • the phosphorescent compound according to the present invention has a phosphorescence quantum yield in solution of not less than 0.001 at 25 ° C. Preferably, it is 0.01 or more. Further, it is preferably 0.1 or more.
  • the phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopy II, 4th edition, Spectroscopy II, p. 398 (1992 edition, Maruzen).
  • HOMO is present between the light-emitting layer containing a phosphorescent compound and the cathode, and HOMO is ⁇ 5.7 eV to 1.7.06, 1 ⁇ 111 ⁇ 0 in the adjacent layer adjacent to the light-emitting layer.
  • this adjacent layer corresponds to an electron transport layer and a hole blocking layer described later in an organic EL device.
  • the hole blocking layer and the electron transporting layer adjacent to the light emitting layer have a function of transporting electrons and play a role of preventing holes moving from the light emitting layer from reaching the cathode.
  • HOMO satisfies 5.7 eV ⁇ -7.0 eV
  • LUMO satisfies 1.3-1.3 eV
  • an electron-withdrawing group is formed.
  • anode in the organic EL device a material having a large work function (4 eV or more), a metal, an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof is preferably used.
  • Metals such as A u Specific examples of such an electrode material, Cu l, Injiumuchi Nokishido (I TO), include Sn0 2, a conductive transparent material such as ZnO are. Still, a material such as ID I XO (In 2 ⁇ 3 —Zn ⁇ ) that can form an amorphous and transparent conductive film may be used.
  • the anode may be formed into a thin film by a method such as vapor deposition or sputtering of these electrode substances, and a pattern of a desired shape may be formed by a photolithography method. However, a pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered.
  • the transmittance is desirably greater than 10%, and the sheet resistance of the anode is preferably several hundred ⁇ square or less.
  • the film thickness depends on the material, it is usually 10 to 100 Onm, preferably 10 to 200 Onm. It is selected in the range of nm.
  • the cathode metals having a low work function (4 eV or less) (electron injectable metals), alloys, electrically conductive compounds, and mixtures thereof are used as electrode materials.
  • electrode materials include sodium, sodium-monium alloy, magnesium, lithium, magnesium-zinc-copper mixture, magnesium-zinc-mixture, magnesium-aluminum-mixture, magnesium-indium-mixture, aluminum / aluminum oxide (A1 2 0 3) mixture, indium, a lithium Z ⁇ Ruminiumu mixture, and rare earth metals.
  • a mixture of an electron-injecting metal and a second metal which is a metal having a large work function and a stable work function, such as a magnesium Z-silver mixture, from the viewpoint of electron injecting property and durability against oxidation and the like.
  • the cathode can be manufactured by forming a thin film from these electrode substances by a method such as evaporation or sputtering.
  • sheet resistance is preferably not more than several hundred ⁇ port as the cathode, the thickness is usually 1 0 nm ⁇ 5 ⁇ ⁇ , preferably selected in the range of 5 0 ⁇ 2 0 0 nm.
  • the anode or cathode of the organic EL If either / or the shift is transparent or translucent, the emission luminance is improved and this is convenient.
  • a transparent or translucent cathode can be manufactured by forming the above metal on the cathode with a thickness of 1 to 20 nm and then manufacturing the conductive transparent material described in the description of the anode thereon. By applying this, it is possible to produce a device in which both the anode and the cathode have transparency.
  • an injection layer, a blocking layer, an electron transport layer, and the like used as constituent layers of the organic EL device of the present invention will be described.
  • the injection layer is provided as necessary, and includes a cathode buffer layer (electron injection layer) and an anode buffer layer (hole injection layer), as described above, between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and between the cathode and the cathode. It may be present between the light emitting layer and the electron transport layer.
  • a cathode buffer layer electron injection layer
  • an anode buffer layer hole injection layer
  • One buffer layer is a layer provided between the electrode and the organic layer to reduce the driving voltage and improve the light emission luminance.
  • “OLED devices and the forefront of their industrialization September 30, 1998, N.T.S. Issuance) ”, Vol. 2, Chapter 2,“ Electrode Materials ”(pages 123 to 166), which has one anode buffer layer and one cathode buffer layer.
  • anode buffer layer hole injection layer
  • JP-A-9-145479 JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like
  • a specific example is copper phthalocyanine.
  • Phthalocyanine buffer oxide buffer represented by vanadium oxide, amorphous carbon buffer, polymer buffer layer using conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) and polythiophene, and the like.
  • one cathode buffer layer (electron injection layer) is also described in JP-A-6-325871, JP-A-9-117574, JP-A-10-74586, and the like.
  • Metal buffer layer represented by lithium fluoride one layer of alkali metal compound buffer represented by lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer represented by magnesium fluoride, one layer of oxide buffer represented by aluminum oxide, etc. Is .. It is desirable that the buffer layer (injection layer) is a very thin film, and the thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 m, depending on the material.
  • the hole blocking layer is an electron transporting layer in a broad sense, and is provided adjacent to the light emitting layer.
  • the hole blocking layer has a function of transporting electrons and has a very low ability to transport holes.
  • ⁇ ⁇ It is made of a hole blocking material, and recombines electrons and holes by blocking holes while transporting electrons. Probability can be improved.
  • the adjacent layer according to the present invention corresponds to the hole blocking layer.
  • the hole blocking material of the hole blocking layer the above-described HOM O satisfies _5.7 eV to 1.7 eV and LUMO satisfies ⁇ 1.3 e to 2.3 eV to satisfy the electron withdrawing group.
  • the electron blocking layer is a hole transporting layer in a broad sense, and is made of a 1 / ⁇ material that has the function of transporting holes and has an extremely small ability to transport electrons. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking.
  • the light emitting layer according to the present invention contains a phosphorescent compound, and is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from an electrode or an electron transport layer and a hole transport layer.
  • the portion to be formed may be inside the layer of the light emitting layer or at the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
  • the above-mentioned phosphorescent compound can be used.
  • phosphorescent compounds There are two types of light emission from phosphorescent compounds in principle. One is that the carrier is recombined on the host compound to which the carrier is transported, and the excited state of the host compound is generated. Transfer to phosphorescent compounds An energy transfer type that emits light. The other is a carrier in which a phosphorescent compound becomes a carrier trap, and the carrier is recombined on the phosphorescent compound to emit light from the phosphorescent compound. Although it is a trap type, in any case, it is required that the excited state energy of the phosphorescent compound is lower than the excited state energy of the host compound.
  • the maximum phosphorescent emission wavelength of the phosphorescent compound is not particularly limited, and in principle, a central metal, a ligand, a substituent of the ligand, and the like may be selected.
  • the phosphorescence emission wavelength of the phosphorescent compound preferably has a maximum phosphorescence emission wavelength of 380 to 480 nm.
  • Organic EL devices that emit blue light and organic EL devices that emit white light are examples of devices having such a phosphorescent emission wavelength.However, these devices further increase emission luminance, emission efficiency, and extend the lifetime. Can be achieved.
  • the light emitting layer may contain a host compound in addition to the phosphorescent compound.
  • the host compound is selected from the compounds contained in the light emitting layer at room temperature (2
  • the luminous efficiency can be further increased.
  • a plurality of known host compounds may be used in combination. By using a plurality of host compounds, it is possible to adjust the charge transfer, and to improve the organic EL element The efficiency can be improved.
  • these known host compounds compounds having a hole transporting property and an electron transporting property, preventing a long wavelength of light emission, and having a high Tg (glass transition temperature) are preferable.
  • JP 2002-8860 JP 2002-334787, JP 200 871, JP 2002-334788, JP 2002-43056, JP 2002-334789, JP 2002-75645, JP 2002-
  • JP-A-2002-234888 JP-A-2003-27048, JP-A-2002-02-5934, JP-A-2002-260861,, JP-A-2002-280183, JP-A-2002-299060, JP-A-2002- 302516, JP-A-2002-305083, JP-A-2002-305084, JP-A-2002-308837 and the like.
  • a carbazole derivative represented by the following general formula (CA1) is preferably used as the host compound.
  • CA1 represents a direct bond or a divalent linking group.
  • the divalent linking group include an alkylene group which may have a substituent, an arylene group which may have a substituent, an arylene group, an oxygen atom, a sulfur atom, and combinations thereof.
  • n represents an integer of 2 to 4.
  • Ar represents a divalent aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • a divalent phenyl group, a biphenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, a pyridyl group, a triazyl group, a virazyl group, a quinoxalyl group, and a chel group which may have a substituent are preferable. Is shown. Most preferably, it is a divalent phenyl group which may have a substituent.
  • the substituent has the same meaning as that described in the general formulas (1) to (12) of the present invention.
  • each R 2 independently represents a substituent.
  • na and nb represent an integer of 0-4.
  • the host compound may be a carboline derivative or a derivative having a ring structure in which at least one carbon atom of a hydrocarbon ring constituting a carboline ring of the carbolin derivative is substituted with a nitrogen atom. preferable.
  • the light emitting layer may further contain a fluorescent compound having a fluorescence maximum wavelength.
  • a fluorescent compound having a fluorescence maximum wavelength is a compound having a high fluorescence quantum yield in a solution state.
  • the fluorescence quantum yield is preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more.
  • host compounds having a maximum fluorescence wavelength include coumarin-based dyes, pyran-based dyes, cyanine-based dyes, croco-dum-based dyes, squarium-based dyes, oxobenzanthracene-based dyes, fluorescein-based dyes, and rhodamine-based dyes.
  • the fluorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopy II, pp. 362 (1992 edition, Maruzen) of the 4th edition of Experimental Chemistry Lecture 7.
  • the light emitting layer can be formed by forming a film of the above compound by a known thinning method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, an LB method, and an ink jet method.
  • the thickness of the light-emitting layer is not particularly limited, but is usually in the range of 5 11 111 to 5 ⁇ 111, preferably in the range of 5 nm to 200 nm.
  • the light-emitting layer may have a single-layer structure composed of one or more of these phosphorescent compounds or host compounds, or may have a multilayer structure composed of the same or different compositions. It may be.
  • the hole transport layer is made of a hole transport material having a function of transporting holes.
  • 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.
  • the hole transporting material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be any of an organic substance and an inorganic substance.
  • triazole derivatives oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazoopene derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives
  • Examples include hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, phosphorus-based copolymers, and conductive biopolymer oligomers, especially thiophene oligomers.
  • aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetrapheninolee 4, 4-diaminophenol; ⁇ , ⁇ ' ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ , ⁇ ' —Bis (3-methinorefue-nore) 1 [1,1'-bipheninole] -4, '—diamine (TPD); 2,2-bis (4-di- ⁇ -trinoleaminophene) pro Bread; 1,1-bis (4-di- ⁇ -tolylaminophenol) cyclohexane; ⁇ , ⁇ , N ', N'-tetra- ⁇ -tolyl-1,4'-dia
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or a polymer material in which these materials are used as a polymer main chain, can also be used.
  • Inorganic compounds can also be used as hole injection materials and hole transport materials.
  • the hole transport layer is formed by thinning the above 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 inkjet method, and an LB method. Can be. There is no particular limitation on the thickness of the hole transport layer. 1S Usually, about 5 nm to 5 Atm, preferably 5 to 20 Onm.
  • the hole transport layer may have a single-layer structure made of one or more of the above materials.
  • the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons.
  • an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer.
  • the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the organic EL device does not have a hole blocking layer as in (i) and ( ⁇ ) of the layer configuration, and the electron transporting layer is adjacent to the light emitting layer (in this case, the electron transporting layer is In such a case, the above-mentioned HOMO as the electron transporting material for the electron transporting layer is from 5.7 eV to 1.7 eV and the LUMO is from 1.3 eV to 1.2 eV.
  • the electron transport layer is replaced with the conventional electron transport layer.
  • the electron transport material used in the above can be used.
  • the electron transporting material only needs to have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and any material can be selected from conventionally known compounds.
  • nitro-substituted fluorene derivatives for example, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, thiopositaneimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and ant Lone derivatives and oxaziazo mono derivatives.
  • a thiazineazole derivative in which an oxygen atom of the oxaziazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as the electron transporting material.
  • a conjugate having an electron withdrawing group satisfying HOMO of 15.7 eV to 17.0 eV and LUMO of -1.3 e to 2.3 eV may be used.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or a polymer material in which these materials are used as a polymer main chain, can also be used.
  • metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) anolememim (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) phanolemin, tris (5,7_dibromo-18-quinolinol) ) Aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum-tris (5-methyl-18-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Zn q), and metal complexes of these Metal complexes in which the central metal is replaced by In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as an electron transport material.
  • 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) anolememim (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) phanolemin, tris (5,7_dibromo-18-quinolinol) )
  • metal-free or metal phthalocyanine or those whose terminals are substituted with an alkyl group ⁇ sulfonic acid group or the like can be preferably used as the electron transporting material.
  • the distyryl virazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can be used as the electron transporting material.
  • n-type Si and n-type An inorganic semiconductor such as SiC can also be used as the electron transport material.
  • the electron transport layer can be formed by thinning the electron 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, and an LB method.
  • a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, and an LB method.
  • the force S is usually about 5 nm to 5 m, preferably 5 to 200 nm.
  • the electron transport layer may have a single-layer structure made of one or more of the above materials.
  • the organic EL device of the present invention is preferably formed on a substrate.
  • the substrate of the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, and the like, and is not particularly limited as long as the substrate is transparent. Quartz and a light-transmitting resin film can be used.
  • a particularly preferred substrate is a resin finolem capable of imparting flexipurity to an organic EL device.
  • the resin film examples include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyether imide, polyetherenoate ether ketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, and polycarbonate. (PC), cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP) and the like.
  • An inorganic or organic coating or a hybrid coating of both may be formed on the surface of the resin film.
  • the external extraction efficiency of the organic electroluminescent device of the present invention for light emission at room temperature is preferably 1% or more, more preferably 5% or more.
  • the external extraction quantum efficiency (%) the number of photons emitted outside the organic EL device / the number of electrons flowing into the organic EL device x 100.
  • a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the luminescent color of the organic EL device into multiple colors using a phosphor may be used in combination.
  • the emission intensity of the organic EL element ma X It is preferably 48 O nm or less.
  • a method for producing an organic EL device of the present invention a method for producing an organic EL device comprising anode / anode buffer layer / hole transport layer / emission layer Z hole blocking layer Z electron transport layer / cathode buffer layer / cathode Will be described.
  • a thin film made of a desired electrode material for example, a material for an anode
  • a desired electrode material for example, a material for an anode
  • a method such as vapor deposition and sputtering.
  • an organic compound thin film including an anode buffer layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, and a cathode buffer layer, which are organic EL element materials, is formed thereon.
  • a method of thinning the organic compound thin film there are a vapor deposition method and a wet process (spin coating method, casting method, ink jet method, printing method) as described above, but a uniform film is easily obtained.
  • the vacuum deposition method, the spin coating method, the ink jet method, and the printing method are particularly preferable in that pinholes are hardly generated. Further, a different film forming method may be applied to each layer.
  • the deposition conditions may vary due to kinds of materials used, typically port heating temperature 5 0 ⁇ 4 5 0 ° C, vacuum degree of 1 0- 6 ⁇ 1 0- 2 P a, Deposition rate 0.001 to 50 nmZ seconds, substrate temperature—50 to 300 ° C, film thickness 0. It is desirable to select an appropriate value within the range of 5 to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
  • a thin film made of a material for a cathode is formed thereon by a method such as evaporation-sputtering so as to have a thickness of lm or less, preferably in the range of 50 to 200 nm.
  • a desired organic EL device can be obtained. The fabrication of this organic EL device was performed consistently from the hole injection layer to the cathode by one evacuation. It is preferable to produce the film, but it may be taken out in the middle and subjected to a different film forming method. At that time, it is necessary to consider the work under dry inert gas atmosphere.
  • a shadow mask is provided only when a light-emitting layer is formed, and since other layers are common, a pattern mask such as a shadow mask is not necessary.
  • the film can be formed by a printing method, an ink jet method, a printing method, or the like.
  • the method is not particularly limited, but is preferably a vapor deposition method, an inkjet method, or a printing method.
  • a vapor deposition method an inkjet method, or a printing method.
  • an evaporation method patterning using a shadow mask is preferable.
  • a cathode In addition, it is also possible to reverse the production order to produce a cathode, a cathode buffer layer, an electron transport layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole transport layer, an anode buffer layer, and an anode in this order.
  • a DC voltage When a DC voltage is applied to the multicolor display device obtained in this manner, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the anode being + and the cathode being of one polarity.
  • an AC voltage may be applied.
  • the waveform of the applied alternating current may be arbitrary.
  • the display device of the present invention can be used as a display device, a display, and various light-emitting light sources.
  • the use of three types of organic EL devices, blue, red, and green, in display devices and displays enables full-power display.
  • Display devices and displays include televisions, personal computers, mopile devices, AV devices, teletext displays, and information displays in automobiles.
  • the display device may be used as a display device for reproducing still images or moving images, and when used as a display device for reproducing moving images, the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method. .
  • the lighting device of the present invention includes: home lighting, car interior lighting, clock and liquid crystal backlights, signboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copiers, light sources for optical communication processors, Examples include, but are not limited to, a light source for an optical sensor.
  • the organic EL device according to the present invention may be used as an organic EL device having a resonator structure.
  • the intended use of the organic EL device having such a resonator structure is, for example, a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, and the like. It is not limited to. In addition, laser oscillation may be used for the above purpose.
  • the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or as an 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).
  • the drive method may be either the simple matrix (passive matrix) method or the active matrix method.
  • a full-color display device can be manufactured by using three or more kinds of the organic EL devices of the present invention having different emission colors.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a display device including an organic EL element. Display image information by emitting light from the organic EL element. It is a schematic diagram of a ray.
  • 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.
  • 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 is scanned and the image information is displayed on the display unit A by sequentially emitting light according to the signal.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
  • the display unit A has a wiring unit including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of pixels 3 on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below.
  • FIG. 2 shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the white arrow direction (downward).
  • the scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring section 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 orthogonal positions. Not shown).
  • the pixel 3 When the scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives the image data signal from the data line 6, and emits light according to the received image data.
  • the pixel 3 By arranging pixels in the red color region, pixels in the blue color region, and pixels in the blue color region on the same substrate as appropriate, full color display becomes possible.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
  • the pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like.
  • Red, green, and blue light-emitting organic EL elements are used as organic EL elements 10 in a plurality of pixels, and these are arranged side by side on the same substrate. Full color display can be performed. .
  • an image data signal is applied from the control unit B to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6.
  • 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. It is transmitted to 13 and the gate of drive transistor 12.
  • 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 driving transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7, a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and an organic EL from the power supply line 7 according to the potential of the image data signal applied to the gate. -Current is supplied to element 10;
  • the driving of the switching transistor 11 is turned off. Therefore, even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the capacitor 13 holds the potential of the charged image data signal, so that the driving of the driving transistor 12 is kept on, and The light emission of the organic EL element 10 continues until the scanning signal is applied.
  • 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.
  • the organic EL element 10 emits light by providing a switching transistor 11 and a drive transistor 12 which are active elements to the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels, and The EL element 10 emits light.
  • a light emitting method is called an active matrix method.
  • the light emission of the organic EL element 10 is a multi-valued image data signal having a plurality of gradation potentials. Light emission of a plurality of gradations by a signal may be used, or a predetermined light emission amount may be turned on / off by a binary image data signal. ,
  • 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.
  • a passive matrix light emission drive in which an organic EL element emits light in response to a data signal only when a scan signal is scanned may be used.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a display device using a passive matrix method.
  • a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a grid pattern facing each other with the pixel 3 interposed therebetween.
  • the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.
  • the pixel 3 has no active element, and the manufacturing cost can be reduced.
  • a 100 nm ITO (indium tin oxide) film was formed on a 100 Omm X 100 Omm X 1.1 mm glass substrate as the anode (NH technoglassne ⁇ 3 ⁇ 4NA45).
  • the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, Molybdenum resistance heating boat with 20 mm OMTMTDATXA, another molybdenum resistance heating boat with 200 mg ATCBP, another molybdenum resistance heating boat with 200 mg bathocuproine (BC), another molybdenum resistance heating boat the I r- 12 placed l O Omg boat, further a lq 3 placed 200mg to another Moripuden resistance heating boat, mounted in a vacuum deposition apparatus.
  • Molybdenum resistance heating boat with 20 mm OMTMTDATXA another molybdenum resistance heating boat with 200 mg ATCBP
  • another molybdenum resistance heating boat the I r- 12 placed l O Omg boat further a lq 3 placed 200mg to another Moripuden resistance heating boat, mounted in a vacuum deposition apparatus.
  • the heating port containing m-MTDATXA was energized and heated, and vapor-deposited on a transparent support substrate at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec.
  • the heating boat containing ATCBP and Ir-12 was energized and heated, and was co-deposited on the hole transport layer at a deposition rate of 0.2 nmZs ec and 0.012 nm / sec, respectively, for 30 nm.
  • the heating boat containing BC was energized and heated, and was deposited on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec to provide a hole blocking layer having a thickness of 1 Onm.
  • the heating boat containing Alq 3 was energized and heated, and was vapor-deposited on the hole blocking layer at a throwing rate of 0.1 nm / sec to provide an electron transporting layer having a thickness of 40 nm.
  • the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
  • Organic EL device 11 manufactured as follows: Tables 1 to 16 show the results.
  • the emission luminance (cd / m 2 ) was determined using the luminance measured with a spectral radiance meter CS-1000 (manufactured by Minolta).
  • the time required for the luminance to drop to half of the luminance immediately after the start of light emission was measured. This was taken as the half life time (0.5) and used as an index of life.
  • the measurement was performed using a spectroradiometer CS-100 (manufactured by Minolta).
  • the measurement results of the luminance, the external extraction quantum efficiency, and the luminescence lifetime in Table 1 were expressed as relative values when the organic EL element 111 was set to 100.
  • a 100 nm ITO (indium tin oxide) film was formed on a 100 mm
  • the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • This transparent support substrate is fixed to the substrate holder of a commercially available vacuum evaporation system, while 20-mg of m-MTDATXA is placed in a molybdenum resistance heating boat, 200 mg of ACZ 1 is placed in another molybdenum heating boat, and another molybdenum 200 mg of bathocuproine (BC) in a resistance heating boat, 100 mg of Ir-II in another molybdenum resistance heating boat, 200 mg of A 1 q3 in another molybdenum resistance heating boat, and vacuum evaporation Attached to the device.
  • BC bathocuproine
  • the heating boat containing m—MTDATXA was energized and heated, and vapor was deposited on the transparent support substrate at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec.
  • a nm hole transport layer was provided.
  • the heating port containing ACZ1 and Ir-12 was energized and heated, and was deposited on the hole transport layer at a deposition rate of 0.2 nm / sec and 0.012 nm / sec, respectively. Evaporation provided a 30 nm light emitting layer.
  • the heating boat containing BC was heated by being energized, and was vapor-deposited on the light-emitting layer at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec to form a 10-nm-thick hole blocking layer.
  • the heating boat containing Alq3 was energized and heated, and was vapor-deposited on the hole blocking layer at a throwing rate of 0.1 nm / sec to form an electron transporting layer having a thickness of 40 nm.
  • the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
  • Luminance using the luminance measured with a CS-1000 (Minolta) (cd / m 2 ) was determined.
  • a spectral radiance meter CS-1000 manufactured by Minolta was also used. (Luminous life).
  • the organic EL device 118 manufactured in Example 1 was used.
  • FIG. 2 shows the produced display device. Only a schematic diagram of the display section A is shown. That is, on the same substrate, a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of juxtaposed pixels 3 (pixels in a red region, pixels in a green region, pixels in a blue region, etc.)
  • the scanning line 5 and the plurality of data lines 6 of the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning line 5 and the data line 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and connected to the pixel 3 at orthogonal positions.
  • the plurality of pixels 3 are organic EL elements and active elements corresponding to the respective emission colors. It is driven by an active matrix method provided with a certain switching transistor and a driving transistor. When a scanning signal is applied from a scanning line 5, an image data signal is received from a data line 6, and the received image data is received. Emit light according to A full-color display device was manufactured by appropriately arranging the red, green, and blue pixels in this manner. It was confirmed that by driving the full-color display device, it was possible to obtain a long-life full-color moving image display with high luminous brightness and luminous efficiency.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of the lighting device
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the lighting device.
  • an organic electroluminescence element a lighting device, and a display device which have high emission luminance and luminous efficiency and have a long life.

Abstract

陽極と陰極との間にリン光性化合物を含有する発光層を少なくとも有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記発光層と前記陰極との間にあり、前記発光層に隣接する隣接層を有し、該隣接層に、HOMOが-5.7eV～-7.0eV、LUMOが-1.3～-2.3eVであり電子吸引基を有する化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

Description

明細書 有機エレクトロノレミネッセンス素子、 照明装置および表示装置 技術分野
本発明は、 有機エレクト口ルミネッセンス素子、 照明装置、 表示装置に関し、 詳 しくは発光輝度、 発光効率及び長寿命である有機エレクトロルミネッセンス素子、 照明装置、 及び表示装置に関する。 背景技術
従来、 発光型の電子ディスプレイデバイスとして、 エレクトロノレミネッセンスデ イスプレイ （E L D) がある。 E L Dの構成要素としては、 無機エレクトロルミネ ッセンス素子や有機ェレクトロルミネッセンス素子 (以後、有機 E L素子ともいう) が挙げられる。 無機エレクトロルミネッセンス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【こは交流の高電圧が必要である。
一方、 有機エレクトロノレミネッセンス素子は、 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し、 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、 このエキシトンが失活する際の光 の放出 （蛍光' りん光） を利用して発光する素子であり、 数 V〜数十 V程度の電圧 で発光が可能であり、 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。
今後の実用化に向けた有機 E L素子の開発としては、 更に低消費電力で効率よく 高輝度に発光する有機 EL素子が望まれているわけであり、 例えば、 スチルベン誘 導体、 ジスチリルァリーレン誘導体又はトリススチリルァリーレン誘導体に、 微量 の蛍光体をドープし、 発光輝度の向上、 素子の長寿命化を達成する技術 （例えば、 特許文献 1参照。 ） 1 また 8—ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化 合物として、 これに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子 （例えば、 特許文献 2参照。 ） 1 更に、 8—ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト 化合物として、 これにキナタリ ドン系色素をドープした有機発光層を有する素子 (例えば、 特許文献 3参照。 ） が報告されている。
上記文献に開示されている技術では、 励起一重項からの発光を用いる場合、 一重 項励起子と三重項励起子の生成比が 1 ： 3であるため発光性励起種の生成確率が 2 5%であることと、 光の取り出し効率が約 20%であるため、 外部取り出し量子効 率 e x t) の限界は 5%とされている。
ところが、 プリンストン大より励起三重項からのりん光発光を用いる有機 E L素 子の報告 （例えば、 非特許文献 1参照。 ） がされて以来、 室温でりん光を示す材料 の研究 （例えば、 非特許文献 2、 特許文献 5参照。 ） が活発になってきている。 励起三重項を使用すると、 内部量子効率の上限が 100%となるため、 励起一重 項の場合に比べて原理的に発光効率が 4倍となり、 冷陰極管とほぼ同等の性能が得 られ、 照明用にも応用可能であり注目されている。
Th e 1 0 t h I n t e r n a t i o n a l Wo r k s h o p o n I n o r g a n i c a n d Or g a n i c E l e c t r o l um i n e s c e n c e (EL ， 00、 浜松） では、 燐光性化合物についていくつかの報告 がなされている。 例えば、 I k a i等はホール輸送性の化合物を燐光性化合物のホ ストとして用いている。 また、 M. E. Tomp s on等は、 各種電子輸送性材料 を燐光性化合物のホストに新規なィリジゥム錯体をドープして用いている。 さらに、 T s u t s u i等は、 正孔阻止層 （エキシトン阻止層） の導入により高い発光輝度 を得ている。 正孔阻止層としては、 その他、 5配位のアルミニウム錯体を使用する 例 （例えば、 特許文献 5、 6参照） 、 ビス力ルバゾール誘導体を使用する例 （例え ば特許文献 7参照） 、 及ぴ I k a i等は、 ホーノレプロック層 （エキシトンプロック 層）としてフッ素置換化合物を用いることにより、高効率な発光を達成している（例 えば非特許文献 3参照） 。
【特許文献 1】
特許第 3093796号明細書
【特許文献 2】
特開昭 63— 264692号公報
【特許文献 3】
特開平 3— 255190号公報
【特許文献 4】
特開 2000— 21572号公報
【特許文献 5】
特開 2001— 284056号公報
【特許文献 6】
特開 2002— 8860号公報
【特許文献 7】
特開 2003— 31371号公報
【非特許文献 1】
M. A. B a l d o e t a l . ， n a t u r e、 395巻、 151〜 154ページ （1998年）
【非特許文献 2】
M. A. Ba l d o e t a l . ， n a t u r e、 403卷、 17号、 750— 753ページ （2000年）
【非特許文献 3】
Ap 1. Ph y s . Le t t. , 79卷、 156ページ （2001 年）
しかしながら、 従来の有機 EL素子のいずれも発光輝度、 発光効率が高く、 長寿 命であるものは得られていない。
また、 現在のところ単一の発光材料で白色発光を示すものがないため、 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ている。 複 数の発光色の組み合わせとしては、 青色、 緑色、 赤色の 3原色の 3つの発光極大波 長を含有させたものや、 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等が考えられるが、 いずれにしても青色を利用する以 上白色に関しても、 発光輝度、 発光効率が高く、 長寿命である白色発光の素子が発 見されていないのが現状である。
本発明は係る課題に鑑みてなされたものであり、 本発明の目的は、 発光輝度、 発 光効率が高く長寿命である有機エレクトロノレミネッセンス素子、 照明装置および表 示装置を提供することである。 発明の開示
本発明の上記目的は下記構成により達成された。
(1) 陽極と陰極との間にリン光性ィ匕合物を含有する発光層を少なくとも有す る有機エレクトロルミネッセンス素子において、 前記発光層と前記陰極との間にあ り、 前記発光層に隣接する隣接層を有し、 該隣接層に、 HOMOが一 5. 7 eV〜 -7. O eV、 LUMOがー 1. 3〜一 2. 3 e Vであり電子吸引基を有する化合 物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
(2) 前記化合物は、 HOMOがー 5. 9 eV〜一 6. 8 e V、 LUMOが一
1. 6〜一 2. 1 eVであることを特徴とする前記 1に記載の有機エレク ト口ルミ ネッセンス素子。
(3) 前記電子吸引基は、 _CF3、 — F、 — CN、 -S02R (Rはアルキル 基を表す。 ) から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする前記 1又は 2に 記載の有機エレク ト口ルミネッセンス素子。
(4) 発光が青色であることを特徴とする前記 1〜 3のいずれかに記載の有機 エレク トロノレミネッセンス素子。
( 5 ) 発光が白色であることを特徴とする前記 1〜 3のいずれかに記載の有機 エレクトロノレミネッセンス素子。
(6) 前記 1〜5のいずれかに記載の有機エレク ト口ルミネッセンス素子を具 備してなることを特徴とする表示装置。
(7) 前記 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具 備してなることを特徴とする照明装置。
(8) 前記 7に記載の照明装置と、 表示手段としての液晶素子とを具備するこ とを特徴とする表示装置。 図面の簡単な説明
第 1図は有機 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 第 2図は表示部の模式図である。
第 3図は画素の模式図である。
第 4図は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。
第 5図は照明装置の概略図である。
第 6図は照明装置の断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を詳細に説明する。
本発明者等は、 鋭意検討の結果、 陽極と陰極の間にリン光性化合物を含有する発 光層を少なくとも有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、 発光層と陰 極との間に存在して発光層に隣接する隣接層を有しており、 この隣接層に H OMO がー 5. 7 eV〜一 7. O eV、 LUMOが一 1. 3〜一 2. 3 eVを満たし電子 吸引基を有する化合物を含有させることで、 高い発光輝度、 発光効率を有し、 さら に発光寿命の長い有機 E L素子とすることができることを見い出した。
即ち、 HOMOが一 5. 7 eV〜一 7. 0 e V、 LUMOが一 1. 3〜一 2. 3 eVを満たし電子吸引基を有する化合物を含有させた層は、分子自身のカチオンラ ジカルを安定化させ、 かつ正孔を阻止する効果が非常に高い層とすることができ、 特にこの層を陰極側でリン光性化合物を含有する発光層に隣接する隣接層として 設けることで、 従来に比べ発光輝度、 発光効率が高く、 長寿命である有機 EL素子 とすることができることを見出した。
本発明に係るィ匕合物は電子吸引基を有すが、 電子吸引基とは、 ハメットの置換基 定数 σ pが 0より大きい値を示す基と定義する。 ハメットの σ ρの値は、 Ha mm e t t等によって安息香酸ェチルの加水分解に及ぼす置換基の電子的効果から求 められた置換基定数であり、 『薬物の構造活性相関』 （南江堂： 1 9 79年） 等に 詳しく記載されている。
電子吸引基として具体的には、ハロゲン（フッ素原子等）、シァノ基、ニトロ基、 トリフルォロメチル基などのポリハロアルキル基、 ペンタクロロフェニル基のよう なポリハロアリーノレ基、 ホノレミノレ基、 アルキルまたはァリールカルボニル基、 カル バモイル基、 アルキルまたはァリ一ルスルフィ -ル基、 アルキルまたはァリ一ルス ルホ-ル基、 アルキルまたはァリールスルホニルォキシ基、 スルファモイル基、 ホ スフエノ基、ホスフィンォキシド基、ホスホン酸エステル基、ホスホン酸アミド基、 ァリールァゾ基、 などが例として挙げられる。 さらにこれらの基は、 置換されてい てもよレヽ。
本発明において、 電子吸引基は、 一 CF3、 一 F、 一 CN、 一 S〇2Rから選ばれ る少なくとも一つであることが好ましく、最も好ましくは、 一 CF3である。なお、 Rはアルキル基又はァリール基である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を 有し、 一層長寿命とすることができる。
本発明において、 HOMO、 LUM〇の値は、 米国 Ga u s s i a n社製の分子 軌道計算用ソフトウエアである G a u s s i a n 98 (Ga u s s i a n 98、 R e v i s i o n A. 1 1. 4， M. J . F r i s c h , e t a 1 , Ga u s s i a n, I n c. , P i t t s b u r g h PA, 2002. ) を用いて計算した 時の値であり、 キイワードとして B 3 LYP/6 - 3 1 G*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） の小数点第 2位を四捨五入した値と 疋 —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レヽた めである。 本発明において、 化合物の HOMOが一 5. 9 eV〜一 6. 8 e V、 LUMOが 一 1. 6〜一 2. 1 eVであることがより好ましく、 これにより、 発光輝度、 発光 効率を一層高くし、 より長寿命である有機 EL素子とすることができる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 （1) で表される化合物であることが好まし レ、。
一般式 （1) '
Ar2入z 、Ar3 一般式 （1) は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 Ar i〜Ar3は、 置換基を有してよいァリール基を表す。 電子吸引基としては、 一 CF3、 一 F、 一 CN、 _S02Rから選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、 最も好まし くは、 一 CF3である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿 命とすることができる。 また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが好 ましく、 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることが できる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 （2) で表されるィ匕合物であることが好まし レ、。
一般式 (2)
4、 ^Ar5
N
Ar7 R2 Ar9
—般式 （2) は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 Ar4〜Ar9は、 置換基を有してよいァリール基を表し、 1^〜1 3は、 各々独立に水素原子、 又は置 換基を表す。 電子吸引基としては、 一 CF3、 一 F、 一CN、 一 S〇2Rから選ばれ る少なくとも一つであることが好ましく、 最も好ましくは、 一 CF3である。 これ により一層高い発光輝度、発光効率を有し、一層長寿命とすることができる。また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが好ましく、 これにより一層高い発 光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることができる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 （3) で表される化合物であることが好まし レ、。
一般式 （3)
Figure imgf000010_0001
一般式 （3) は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 R4〜R9は、 各々 独立に水素原子、 又は置換基を表す。 電子吸引基としては、 一 CF3、 _F、 一 C N、 一 S〇2Rから選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、 最も好ましく は、 一 CF3である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命 とすることができる。 また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが好ま しく、 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることがで さる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 （4) で表されるィ匕合物であることが好まし レ、。
一般式 （4)
Figure imgf000010_0002
一般式（4)は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 Ar 1C)〜Ar 12は、 置換基を有してよいァリール基を表す。 電子吸引基としては、 _CF3、 一 F、 一 CN、 一 S〇2Rから選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、 最も好まし くは、 一 CF3である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿 命とすることができる。 また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが好 ましく、 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることが できる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 （5) で表される化合物であることが好まし い。
一般式 （5)
Figure imgf000011_0001
一般式（5)は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 A r 13、 Ar 14は、 置換基を有してよいァリール基を表し、 R1C)〜R13は、 各々独立に水素原子、 又は 置換基を表す。 電子吸引基としては、 一 CF3、 一 F、 一 CN、 一 S〇2Rから選ば れる少なくとも一つであることが好ましく、 最も好ましくは、 一CF3である。 こ れにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることができる。 ま た、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが好ましく、 これにより一層高 い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることができる。
本発明に係る化合物は、 一般式 （6) で表される化合物であることが好ましい。 2004/009391
一般式 （6)
Figure imgf000012_0001
一般式（6)は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 R "〜： 22は、各々 独立に水素原子、 又は置換基を表す。 電子吸引基としては、 — CF3、 一 F、 — C N、 一SO2Rから選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、 最も好ましく は、 一 CF3である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命 とすることができる。 また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが好ま しく、 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることがで きる。
本発明に係るィ匕合物は、 下記一般式 (7) で表される化合物であることが好まし い。
一般式 (7)
Figure imgf000012_0002
一般式（7)は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 R23〜R32は、各々 独立に水素原子、 又は置換基を表す。 電子吸引基としては、 一 CF3、 一 F、 一 C N、 一S〇2Rから選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、 最も好ましく は、 — CF3である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命 とすることができる。 また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが好ま しく、 これにより、 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命と することができる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 (8) で表される化合物であることが好まし 一般式 (8)
Figure imgf000013_0001
一般式（8)は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 R33〜R4。は、各々 独立に水素原子、 又は置換基を表す。 電子吸引基としては、 — CF3、 一 F、 一 C N、 _S02Rから選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、 最も好ましく は、 _CF3である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命 とすることができる。 また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが好ま しく、 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることがで 含る。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 (9) で表されるィ匕合物であることが好まし い。
一般式 （9)
Figure imgf000013_0002
一般式 (9) は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 Ar15は、 置換基 を有してよいァリール基を表し、 R41〜R43は、 各々独立に水素原子、 又は置換基 を表す。 電子吸引基としては、 一 CF3、 一 F、 一 CN、 一S02Rから選ばれる少 なくとも一つであることが好ましく、 最も好ましくは、 一 CF3である。 これによ り一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることができる。 また、 電 子吸引基は、 ァリーノレ基に置換していることが好ましく、 これにより一層高い発光 輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることができる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 （10) で表される化合物であることが好ま しい。
一般式 （10)
Figure imgf000014_0001
一般式 （10) は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 Ar16、 Ar 17 は、置換基を有してよいァリ一ル基を表す。電子吸引基としては、 一 CF3、 一 F、 — CN、 一 S02Rから選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、 最も好ま しくは、 一 CF3である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長 寿命とすることができる。 また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換していることが 好ましく、 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすること ができる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 （11) で表される化合物であることが好ま しい。
一般式 （11)
Ar21\ ^Ar20
Αι
Ar22、 2 Nヽ A3 Ar2i
N
Ar23 Ar25 —般式 （11) は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 Ar2。〜Ar2S は、 置換基を有してよいァリール基を表し、 Ai〜A3はァリーレン基を表す。 す。 電子吸引基としては、 一 CF3、 一 F、 一 CN、 一SO2Rから選ばれる少なくとも 一つであることが好ましく、 最も好ましくは、 一CF3である。 これにより一層高 い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることができる。 また、 電子吸引基 は、 ァリール基に置換していることが好ましく、 これにより一層高い発光輝度、 発 光効率を有し、 一層長寿命とすることができる。
本発明に係る化合物は、 下記一般式 （12) で表される化合物であることが好ま しい。
一般式 （12)
Figure imgf000015_0001
一般式 （12) は分子内に少なくとも一つの電子吸引基を有し、 Ar26〜Ar29 は、 置換基を有してよいァリール基を表し、 B l、 B 3はァリーレン基を表し、 B 2は単なる結合手、 または、二価の違結基を表す。電子吸引基としては、 一 CF3、 — F、 一CN、 一S〇2Rから選ばれる少なくとも一つであることが好ましく、 最 も好ましくは、 一 CF3である。 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とすることができる。 また、 電子吸引基は、 ァリール基に置換している ことが好ましく、 これにより一層高い発光輝度、 発光効率を有し、 一層長寿命とす ることができる。
本発明の一般式 （1) 〜 （12) におけるァリール基としては、 フエニル基、 ナ フチル基、 ビフエニル基、 フルォレニル基等が挙げられる。 ァリール基は置換され ていてもよくァリール基への置換基としては、 電子吸引基 （一 CF3、 一 F、 -C Ns — S02R) 、 アルキル基 （例えばメチル基、 ェチル基、 イソプロピル基、 ヒ ドロキシェチル基、 メ トキシメチル基、 t _プチル基等） 、 シクロアルキル基 （例 えばシクロペンチル基、 シクロへキシル基等） 、 トリフノレオロメチノレ基、 ペンタフ ルオロフェ-ル基、 シァノ基、 アルキルスルホニル基 （メチルスルホニル基等） 、 ハロゲン原子 （フッ素原子等） 、 ァリール基 （例えばフエニル基、 ナフチル基、 P —トリル基、 p—クロ口フエ-ル基、 メシチル基等） 、 ヘテロァリール基、 アルコ キシ基 （例えばメ トキシ基等） 、 等が挙げられる。 ァリール基への置換基としては フェニル基が好ましく、 トリァリールァミン誘導体がトリフエニルァミン誘導体と なっていることが好ましい。
本発明において置換基は、 アルキル基 （例えば、 メチル基、 ェチル基、 プロピル 基、ィソプロピル基、 t e r t—プチル基、ペンチル基、へキシル基、ォクチル基、 ドデシル基、 トリデシル基、 テトラデシル基、 ペンタデシル基等） 、 シクロアノレキ ル基（例えば、 シクロペンチル 、 シクロへキシル基等） 、 アルケニル基（例えば、 ビュル基、ァリル基等）、アルキ-ル基（例えば、ェチュル基、プロパルギル基等）、 ァリール基 （例えば、 フエニル基等） 、 ヘテロァリール基 （例えば、 フリル基、 チ ェ-ル基、 ピリジノレ基、 ピリダジル基、 ピリミジノレ基、 ビラジル基、 トリアジル基、 イミダゾリル基、 ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリル基、 フタラジル基等） 、 ヘテロ環基 （例えば、 ピロリジル基、 イミダゾリジル基、 モルホリル基、 ォキサゾ リジル基等） 、 アルコキシ基 （例えば、 メ トキシ基、 エトキシ基、 プロピルォキシ 基、 ペンチルォキシ基、 へキシルォキシ基、 ォクチルォキシ基、 ドデシルォキシ基 等） 、 シクロアノレコキシ基 （例えば、 シクロペンチルォキシ基、 シクロへキシルォ キシ基等） 、 ァリールォキシ基 （例えば、 フエノキシ基、 ナフチルォキシ基等） 、 アルキルチオ基 （例えば、 メチルチオ基、 ェチルチオ基、 プロピルチオ基、 ペンチ ノレチォ基、 へキシルチオ基、 ォクチルチオ基、 ドデシルチオ基等） 、 シクロアノレキ ルチオ基 （例えば、 シクロペンチルチオ基、 シクロへキシルチオ基等） 、 ァリール チォ基 （例えば、 フエ二ルチオ基、 ナフチルチオ基等） 、 アルコキシカルボニル基 (例えば、 メチルォキシカルボ二ル基、 ェチルォキシカルボニル基、 プチルォキシ カルボニル基、 ォクチルォキシカルボニル基、 ドデシルォキシカルボ-ル基等） 、 ァリールォキシカルボ-ル基 （例えば、 フエニルォキシカルボ-ル基、 ナフチルォ 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 -ル基、 メチル ァミノスルホュル基、 ジメチルァミノスルホュル基、 プチルァミノスルホニル基、 へキシルァミノスルホュノレ基、 シク口へキシルァミノスルホニル基、 オタチルァミ ノスルホ -ル基、 ドデシルアミノスルホ-ル基、 フエニルアミノスルホニル基、 ナ フチルアミノスルホ -ル基、 2 _ピリジノレアミノスルホ -ル基等） 、 ァシル基 （例 えば、 ァセチル基、 ェチルカルボニル基、 プロピルカルボニル基、 ペンチルカルボ 二ノレ基、 シクロへキシノレカルボ-ル基、 ォクチルカルボ-ル基、 2—ェチルへキシ ノレカルボニル基、 ドデシノレカルボ-ル基、 フエニルカルボ二ノレ基、 ナフチルカルボ -ル基、 ピリジルカルボニル基等） 、ァシルォキシ基（例えば、ァセチルォキシ基、 ェチルカルボニルォキシ基、 ブチルカルボニルォキシ基、 ォクチルカルボ二ルォキ シ基、 ドデシルカルポニルォキシ基、 フエ-ルカルポニルォキシ基等） 、 アミ ド基 (例えば、 メチルカルボニルァミノ基、 ェチルカルボニルァミノ基、 ジメチルカル ボニルァミノ基、 プロピルカルボニルァミノ基、 ペンチルカルポニルァミノ基、 シ ク口へキシルカルボ-ルァミノ基、 2—ェチルへキシルカルボニルァミノ基、 オタ チルカルボニルァミノ基、 ドデシルカルボ-ルァミノ基、 フエ二ルカルポ-ルアミ ノ基、 ナフチルカルポニルァミノ基等） 、 カルパモイル基 （例えば、 ァミノカルボ ニル基、 メチルァミノカルボニル基、 ジメチルァミノカルボ-ル基、 プロピルァミ ノカルボニル基、 ペンチルァミノカルボ-ル基、 シクロへキシルァミノカルボニル 基、 ォクチルァミノカルボニル基、 2—ェチルへキシルァミノカルボニル基、 ドデ シルァミノカルボ-ル基、 フエニルァミノカルボニル基、 ナフチルァミノ力ルポ二 ル基、 2—ピリジルァミノカルボニル基等） 、 ゥレイド基 （例えば、 メチルゥレイ ド基、 ェチルゥレイド基、 ペンチルゥレイド基、 シク口へキシルゥレイド基、 オタ チルゥレイド基、 ドデシルゥレイド基、 フェニルゥレイド基ナフチルゥレイド基、
2—ピリジルァミノウレィド基等） 、 スルフィ -ル基 （例えば、 メチルスルフィ二 ル基、 ェチルスルフィニル基、 プチルスルフィ -ル基、 シク口へキシルスルフィ二 ル基、 2—ェチルへキシルスルフィニル基、 ドデシルスルフィエル基、 フヱニルス ルフィエル基、 ナフチルスルフィニル基、 2—ピリジルスルフィエル基等） 、 アル キルスルホニル基 （例えば、 メチルスルホニル基、 ェチルスルホ -ル基、 ブチルス ノレホエル基、 シクロへキシルスルホニル基、 2—ェチルへキシルスルホニル基、 ド デシルスルホニル基等） 、 ァリールスルホニル基 （フ 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） 、 ァミノ基 （例えば、 アミノ基、 ェチルァミノ基、 ジメチルァミノ基、 プチルァミノ基、 シクロペンチルァミノ基、 2—ェチルへキシルァミノ基、 ドデシルァミノ基、ァ-リノ基、ナフチルァミノ基、 2—ピリジルァミノ基等） 、 ハロゲン原子 （例えば、 フッ素原子、 塩素原子、 臭素 原子等）、 フッ化炭化水素基（例えば、 フルォロメチル基、 トリフルォロメチル基、 ペンタフルォロェチル基、 ペンタフルオロフヱ-ル基等） 、 シァノ基、 ニトロ基、 ヒドロキシ基、 メルカブト基、 シリル基 （例えば、 トリメチルシリル基、 トリイソ プロビルシリル基、 トリフエニルシリル基、 フエ二ルジェチルシリル基等） 、 等が 挙げられる。
これらの置換基は、 上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。
置換基としては、 好ましくは、 ハロゲン原子、 アルキル基、 ァノレコキシ基、 また は、 ァリール基である。
本発明の一般式（1 1 ) 、 （1 2 ) におけるァリーレン基としては、具体的には、 フエ二レン基、 ナフチレン基、 アンスリレン基、 フエナントレュレン基、 ピレニレ ン基、 ペリレニレン基、 フルォレニレン基、 ビフエ-レン基、 ターフェ二レン基、 ルブレニレン基、クリセ-レン基、 トリフエ-レニレン基、ベンゾアンスリレン基、 ベンゾフエナントレニレン基、 ジフエ二ルアンスリレン基などが挙げられ、 これら のァリーレン基はさらに前述した置換基を有していても良い。 好ましくは、 フエ二 レン基、 フノレオレニレン基、 である。
本発明の一般式 （1 2 ) における二価の連結基としては、 具体的には、 ァリーレ ン基、 ヘテロァリーレン基、 フルォレニレン基、 アルキレン基、 アルケニレン基、 アルキ-レン基、 一 0 _、 — S—、 一 S 0 2—、 _ N (R o) ― (R。はアルキル基 又は置換しても良いァリール基である）、またはこれらの組み合わせが挙げられる。 以下に、 本発明に係る化合物の具体例を示すが、 本発明は、 これらに限定される ものではない。
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T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
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I6C600/tO0idf/X3d 6tSt00/S00l ΟΛΧ
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I6£600請 ZdTA d 6 Sl700/S00i OAV
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T6C600/1?00Zdf/X3d 蘭 SOO OAV
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T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
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T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
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T6C600/l700Zdr/X3d 6^St-00/S00i OAV
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T6C600/1O0Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
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82
T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
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T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
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T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
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C600請 Zdf/ェ:) <I 雨 SOOZ OAV
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T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV 本発明に係る化合物は、 分子量が 450〜 1500であることが好ましい。 これ により、 本発明の効果をより得ることができる。
上記化合物の合成法の例として 30の合成法を示す。
2, 2一ビス (4ーァミノフエニル) —へキサフルォロプロパン 2. 0 gと 3， 5—ビス （トリフルォロメチル） ョードベンゼン 8. 0 gを酢酸パラジウムとトリ 一 t e r t—ブチルホスフィンを触媒として、 キシレン溶媒中で、 塩基としてナト リウム一 t—ブトキシドを使用して 8時間加熱攪拌した。 反応終了後、 酢酸ェチル とテトラヒドロフランと水を加えて有機層を抽出した。 硫酸マグネシウムで乾燥後、 ？容媒を減圧留去してからカラムクロマトグラフィ一で精製した後、 ァセトニトリル で再結晶し、 30を 2. 2 g得た。
本発明に係る発光層はリン光性化合物を含有している。 これにより、 高い発光効 率を得ることができる。
本発明に係る発光層に含有されるリン光性化合物は、 有機 E L素子の発光層に使 用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。 例えば、 特開 20 01 -247859号明細書に挙げられるィリジゥム錯体あるいは WOO 0/7 0, 655号明細書 1 6〜18ページに挙げられるような式で表される、 例えば、 トリス（2—フエ二ノレピリジン）ィリジゥム等やオスミウム錯体、あるいは 2， 3, 7, 8, 12, 13， 17， 18—オタタエチノレ一 21 H, 23 H—ポルフィリン 白金錯体のような白金錯体もドーパントとして挙げられる。 ドーパントとしてこの ようなリン光†生化合物を用いることにより、 内部量子効率の高い発光有機 EL素子 を実現できる。
本発明で用いられるリン光性化合物としては、好ましくは元素の周期律表で 8族 の金属を含有する錯体系化合物であり、 更に好ましくは、 イリジウム化合物、 ォス ミゥム化合物、 または白金化合物 （白金錯体系化合物） 、 希土類錯体であり、 中で も最も好ましいのはィリジゥム化合物である。
以下に、 本発明で用いられるリン光性化合物の具体例を示すが、 これらに限定さ れるものではない。 これらの化合物は、 例えば、 I n o r g. Ch em. 40卷、 1704〜 1711に記載の方法等により合成できる。
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T6C600/l700Zdf/X3d
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このほかにも、 例えば、 J. Am. Ch em. S o c. 123卷4304〜43 2頁 （2001年） 、 WO 00/70655号、 WO 02/15645号、 特開 2001— 247859号、 特開 2001— 345183号、 特開 2002— 11 7978号、 特開 2002— 170684号、 特開 2002— 203678号、 特 開 2002— 235076号、 特開 2002— 302671号、 特開 2002— 3 24679号、 特開 2002— 332291号、 特開 2002— 332292号、 特開 2002— 338588号等に記載の一般式であげられるィリジゥム錯体あ るいは具体的例として挙げられるィリジゥム錯体、 特開 2002— 8860号記載 の式 （IV) で表されるイリジウム錯体等が挙げられる。
本 明に係るリン光性ィヒ合物は、 溶液中のリン光量子収率が 25°Cにおいて 0. 001以上である。 好ましくは、 0. 01以上である。 さらに、 好ましくは、 0. 1以上である。
リン光量子収率は、 第 4版実験化学講座 7の分光 IIの 398ページ （1992年 版、 丸善） に記載の方法で測定することが出来る。
本！ §明においては、 リン光性化合物を含有する発光層と陰極との間に存在し、 発 光層に隣接する隣接層に HOMOがー 5. 7 eV〜一 7. 06 、 1^111^0が一1. 3〜一 2. 3 eVを満たし電子吸引基を有する化合物を含有させているが、 通常こ の隣接層は有機 EL素子では後述する電子輸送層ゃ正孔阻止層に該当する。
発光層に隣接する正孔阻止層や電子輸送層は、 電子を輸送する機能を有しつつ発 光層から移動してくる正孔を陰極に到達するのを阻止する役割を果たしているが、 特にリン光性化合物を含有する発光層に隣接するこれらの層に HOMOが一 5. 7 e V^- 7. 0 eV、 LUMOが一 1. 3〜一 2. 3 e Vを満たし電子吸引基を有 する化合物を含有させることで、 リン光性化合物を含有する発光層から移動してく る正孔を陰極に到達するのを阻止する効果をより一層高めることができ、 高い発光 輝度、 発光効率を有し、 長寿命である有機 EL素子とすることができる。 次に、 本発明の有機 E L素子の構成層についてさらに詳細に説明する。
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 Z発光層/電子輸送層 Z陰極
(ii) 陽極 Z正孔輸送層 Z発光層/電子輸送層/陰極
(iii) 陽極/正孔輸送層 Z発光層/正孔阻止層/電子輸送層 Z陰極
(iv) 陽極 Z正孔輸送層/発光層 Z正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファ一層, 陰極
( V ) 陽極 Z陽極バッファ一層,正孔輸送層/発光層,正孔阻止層/電子輸送層, 陰極バッファ一層/陰極
擁 >
有機 EL素子における陽極としては、 仕事関数の大きい （4 eV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 A u等の金属、 Cu l、 インジウムチ ンォキシド （I TO) 、 Sn02、 ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。 まだ、 ID I XO (I n2〇3— Zn〇） 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一法で所望の形状のパターンを形成してもよく、 あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は （ 100 ^ m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。 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 ΩΖ口以下が好ましい。 さらに膜厚は材料にもよるが、 通常 10〜100 Onm、 好ましくは 10〜200 n mの範囲で選ばれる。
〈陰極〉
一方、 陰極としては、 仕事関数の小さい （4 e V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、 ナトリウム一カリ ゥム合金、 マグネシウム、 リチウム、 マグネシウム Z銅混合物、 マグネシウム Z銀 混合物、 マグネシゥム Zアルミニゥム混合物、 マグネシゥム インジゥム混合物、 アルミニウム/酸化アルミニウム （A 1 203) 混合物、 インジウム、 リチウム Zァ ルミニゥム混合物、 希土類金属等が挙げられる。 これらの中で、 電子注入性及び酸 化等に対する耐久性の点から、 電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安 定な金属である第二金属との混合物、 例えばマグネシウム Z銀混合物、 マグネシゥ ム Zアルミニウム混合物、 マグネシウム Zインジウム混合物、 アルミニウム Z酸ィ匕 アルミニウム （A 1 203) 混合物、 リチウム/アルミニウム混合物、 アルミニウム 等が好適である。 陰極は、 これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法によ り薄膜を形成させることにより、 作製することができる。 また、 陰極としてのシー ト抵抗は数百 ΩΖ口以下が好ましく、 膜厚は通常 1 0 n m〜5 μ πι、 好ましくは 5 0〜2 0 0 n m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 E L 素子の陽極または陰極の！/、ずれか一方が、 透明または半透明であれば発光輝度が向 上し好都合である。
また、 陰極に上記金属を 1〜 2 0 n m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、透明また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。 次に、 本発明の有機 EL素子の構成層として用いられる、 注入層、 阻止層、 電子 輸送層等について説明する。
〈バッファ一層〉 ：陰極バッファ一層、 陽極バッファー層
注入層は必要に応じて設け、 陰極バッファ一層 （電子注入層） と陽極バッファー 層（正孔注入層）があり、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及ぴ、 陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
バッファ一層とは、 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 ェヌ 'ティー 'エス社発行） 」 の第 2編第 2章 「電極材料」 （123〜166頁） に詳細に記載されており、 陽極バッファ一層と陰極バッファ一層とがある。
陽極バッファ一層 （正孔注入層） は、 特開平 9一 45479号、 同 9— 2600 62号、 同 8— 288069号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一層、 酸化バナジゥムに代 表される酸化物バッファ一層、 アモルファスカーボンバッファ一層、 ポリア二リン (ェメラルディン） やポリチォ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。
陰極バッファ一層 （電子注入層） は、 特開平 6— 325871号、 同 9一 175 74号、 同 10— 74586号等にもその詳細が記載されており、 具体的にはスト 口ンチゥムゃアルミニゥム等に代表される金属パッファー層、 フッ化リチウムに代 表されるアルカリ金属化合物バッファ一層、 フッ化マグネシウムに代表されるアル 力リ土類金属化合物バッファー層、 酸化アルミニゥムに代表される酸化物バッファ 一層等が挙げられる.。 上記バッファ一層 （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. 1 nm〜 5 mの範囲が好ましレ、。 〈且止層〉 ：正孔阻止層、 電子阻止層
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、発光層に隣接して設けられてい る。 正孔阻止層は電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さ ぃ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。
前述したように、 有機 E L素子が正孔阻止層を有している場合は、 本発明に係る 隣接層は正孔阻止層に該当する。 正孔阻止層の正孔阻止材料として前述した HOM Oが _ 5 . 7 e V〜一 7 . O e V、 L UMOが— 1 . 3〜一 2 . 3 e Vを満たし電 子吸引基を有する化合物を用いることで高い発光輝度、 発光効率を有し、 長寿命で ある有機 E L素子とすることができる。
—方、 電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層であり、 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 1/ヽ材料からなり、 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。
〈発光層〉
本発明に係る発光層は、 リン光性ィヒ合物を含有し、 電極または電子輸送層、 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。
リン光性化合物を用いることで、発光効率の高い有機 E L素子とすることができ る。
リン光性化合物は、 前述したリン光性化合物を用いることができる。
リン光性化合物の発光は、 原理としては 2種挙げられ、 一つはキヤリァが輸送さ れるホスト化合物上でキヤリァの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生 成し、 このエネルギーをリン光性化合物に移動させることでリン光性化合物からの 発光を得るというエネルギー移動型、 もう一つはリン光性化合物がキヤリアトラッ プとなり、 リン光性化合物上でキヤリァの再結合が起こりリン光性ィ匕合物からの発 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 光性化合物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。
本発明においては、 .リン光性化合物のリン光発光極大波長としては特に制限され るものではなく、 原理的には、 中心金属、 配位子、 配位子の置換基等を選択するこ とで得られる発光波長を変化させることができるが、 リン光性ィ匕合物のリン光発光 波長が 3 8 0〜4 8 0 n mにリン光発光の極大波長を有することが好ましい。 この ようなリン光発光波長を有するものとしては、 青色に発光する有機 E L素子や白色 に発光する有機 E L素子が挙げられるが、 これらの素子はより一層発光輝度、 発光 効率を高め、 長寿命化を図ることができる。
また、 リン光性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。 リン光性化合物の種類、 ドー プ量を調整することで白色発光が可能であり、 照明、 バックライトへの応用もでき る。
また、 発光層には、 リン光性化合物の他にホスト化合物を含有してもよい。 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うちで室温 （2
5 °C) においてリン光発光のリン光量子収率が、 0 . 0 1未満の化合物である。 本発明においては、 ホスト化合物として前述した本発明の有機 E L素子用材料を 用いることが好ましい。 これにより、 より一層発光効率を高くすることができる。 さらに、 公知のホスト化合物を複数種併用して用いてもよい。 ホスト化合物を複 数種もちいることで、 電荷の移動を調整することが可能であり、 有機 E L素子を高 効率ィ匕することができる。 これらの公知のホスト化合物としては、 正孔輸送能、 電 子輸送能を有しつつ、 かつ、 発光の長波長化を防ぎ、 なおかつ高 Tg (ガラス転移 温度） である化合物が好ましい。
公知のホスト化合物の具体例としては、 以下の文献に記載されているィ匕合物が挙 げられる。
特開 20 01-2 5 7 076、 特開 2002— 3 08855、 特開 2001— 3
13179 、 特開 2 0 0 2— 319491、 特開 2 001— 357977、 特開 2
002-3 3478 6 、 特開 2002— 8860、 特開 2002— 334787、 特開 200
Figure imgf000045_0001
8 7 1、 特開 2002— 334 788、 特開 2002— 430 56、 特開 2002 ― 3 34789、 特開 2002 — 75645、 特開 2002—
33857 9、 特開 2 0 02— 105445、 特開 2002— 343568、 特開
2002- 1411 7 3 、 特開 2002— 3529 57、 特開 2002— 2036
83、 特開 2002一 3 63227、 特開 2002 — 231453、 特開 2003
- 3165 、 特開 2 0 0 2— 234888、 特開 2 003— 27048、 特開 20 02-25 5934 、特開 2002— 260861、 ,特開 2002— 280183、 特開 2002— 299060、 特開 2002— 302516、 特開 2002— 30 5083、 特開 2002— 305084、 特開 2002— 308837等が挙げら れる。
本発明において、 ホスト化合物としては、 下記一般式 （CA1) で表されるカル バゾール誘導体が用いられることが好ましい。
—般式 （CA1)
. Χ「 (Α,) η
[式中、 一 は下記一般式 （CA2) で表され、 同一でも異なってもよい。 ] 一般式 (CA2)
Figure imgf000046_0001
前記一般式 (CA1) において、 は直接結合、 または、 2価の連結基である。 2価の連結基としては、 置換基を有しても良いアルキレン基、 置換基を有しても良 レ、ァリーレン基、 酸素原子、 硫黄原子、 及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。 nは 2〜4の整数を表す。
前記一般式 （CA2) において、 A r は置換基を有しても良い 2価の芳香族炭 化水素環基、 または置換基を有しても良い芳香族複素環基を表す。 好ましくは、 置 換基を有しても良い 2価のフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントリル基、 フエナントリル基、 ピレニル基、 ピリジル基、 トリアジル基、 ビラジル基、 キノキ サリル基、 チェ-ル基を示す。 最も好ましくは、 置換基を有していても良い 2価の フエニル基である。
前記置換基としては、 前記本発明の一般式 （1) 〜 （12) で説明したものと同 義である。
—般式 (CA2) において、 R2は各々独立して、 置換基を表す。 na、 n bは 0〜4の整数を表す。
Rい R2が置換基を表す場合、 その置換基としては、 前記本発明の一般式 (1) 〜 （12) で説明したものと同義である。 本発明において、 ホスト化合物としては、 カルボリン誘導体、 または該カルボリ ン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の少なくとも一つが窒 素原子で置換されている環構造を有する誘導体であることが好ましい。
他に、 本発明のホスト化合物として好ましいものの具体例を挙げる。
CBP
Figure imgf000047_0001
ATCBP
Figure imgf000047_0002
Figure imgf000048_0001
T6C600/1O0Zdf/X3d 6^W0/S00Z OAV
Figure imgf000049_0001
T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
Figure imgf000050_0001
Figure imgf000050_0002
Figure imgf000050_0003
また、 発光層は、 さらに蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を含有していてもよ い。 この場合、 ホスト化合物とリン光性化合物から蛍光性化合物へのエネルギー移 動で、 有機 E L素子としての電界発光は蛍光極大波長を有する蛍光性化合物からの 発光も得られる。 蛍光極大波長を有する蛍光性化合物として好ましいのは、 溶液状 態で蛍光量子収率が高いものである。 ここで、 蛍光量子収率は 1 0 %以上、 特に 3 0 %以上が好ましい。 具体的な蛍光極大波長を有するホスト化合物としては、 クマ リン系色素、 ピラン系色素、 シァニン系色素、 クロコ-ゥム系色素、 スクァリウム 系色素、 ォキソベンツアントラセン系色素、 フルォレセイン系色素、 ローダミン系 色素、 ピリリウム系色素、 ペリレン系色素、 スチノレベン系色素、 ポリチォフェン系 色素等が挙げられる。 蛍光量子収率は、 前記第 4版実験化学講座 7の分光 IIの 3 6 2頁 （1 9 9 2年版、 丸善） に記載の方法により測定することができる。
本明細書の発光する色は、 「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、 1 9 8 5 ) の 1 0 8頁の図 4 . 1 6において、 分光放射輝度計 C S - 1 0 0 0 (ミノノレタ製） で測定した結果を C I E色度座標に当てはめたときの色 で決定される。
発光層は、 上記化合物を、 例えば真空蒸着法、 スピンコート法、 キャスト法、 L B法、 インクジエツト法等の公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。 発光層としての膜厚は特に制限はないが、 通常は5 11 111〜5 ^ 111、 好ましくは 5 n m〜2 0 0 n mの範囲で選ばれる。 この発光層は、 これらのリン光性化合物やホス ト化合物が 1種または 2種以上からなる一層構造であってもよいし、 あるいは、 同 —組成または異種組成の複数層力、らなる積層構造であってもよレ、。
〈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。 正孔輸送層は単層または複数層 設けることができる。
正孔輸送材料としては、 正孔の注入または輸送、 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、ォキサジァゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリ一ルアルカン誘導体、 ピラゾリン誘導体及ぴピラゾ口ン誘導体、 フエ二レンジアミン誘導体、 ァリールァ ミン誘導体、 ァミノ置換カルコン誘導体、 ォキサゾール誘導体、 スチリルアントラ セン誘導体、 フルォレノン誘導体、 ヒドラゾン誘導体、 スチルベン誘導体、 シラザ ン誘導体、 ァ-リン系共重合体、 また、 導電生高分子オリゴマー、 特にチォフェン オリゴマー等が拳げられる。
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、 芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルァミン化合物、 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。 芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルァミン化合物の代表例としては、 N, N, N' ， N' —テトラフエニノレー 4， 4 —ジァミノフエ-ル； Ν， Ν' ージフエ二 ノレ一 Ν， Ν' —ビス （3—メチノレフエ-ノレ） 一 〔1， 1' —ビフエ二ノレ〕 -4, ' —ジァミン （TPD) ； 2， 2—ビス （4ージ一ρ—トリノレアミノフエ-ノレ） プロ パン； 1, 1—ビス （4—ジ一 ρ—トリルァミノフエ-ル） シクロへキサン； Ν, Ν, N' ， N' —テトラー ρ—トリル一 4， 4' —ジアミノビフエニル； 1, 1 - ビス （4ージ一 ρ—トリノレアミノフエ二ノレ） 一4一フエ-ノレシクロへキサン； ビス (4—ジメチルアミノー 2—メチルフエニル） フエ二ノレメタン； ビス (4ージ _ρ —トリノレアミノフエ二ノレ） フエ-ノレメタン； N， N' —ジフエニノレー N， N' —ジ (4—メ トキシフエニル） 一 4， 4' ージアミノビフエュル； Ν, Ν, N' ， N' ーテトラフェニル _4， 4' ージアミノジフエニルエーテル； 4, 4' 一ビス （ジ フエニルァミノ） クオードリフエ-ル； Ν, Ν, Ν—トリ （ρ—トリル） ァミン； 4一 （ジ一 ρ—トリノレアミノ） _4' ― 〔4一 （ジ一 ρ—トリルァミノ） スチリル〕 スチルベン； 4一 Ν, Ν—ジフエニルァミノ一 （2—ジフエ-ルビ二ノレ） ベンゼン； 3—メ トキシー 4' — Ν, Ν—ジフエニノレアミノスチノレベンゼン； Ν—フエエノレカ ルバゾール、 さらには、 米国特許第 5， 061， 569号明細書に記載されている 2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、 例えば 4， ' 一ビス 〔Ν— （1ーナ フチノレ） 一Ν—フヱ-ルァミノ〕 ビフエニル （NPD) 、 特開平 4一 308688 号に記載されているトリフエニルァミンュニットが 3つスターバースト型に連結 された 4, 4' ， 4 ートリス 〔Ν— (3—メチルフエエル） 一 Ν—フエニルアミ ノ〕 トリフエニノレアミン （MTDATA) 等が挙げられる。
さらに、 これらの材料を高分子鎖に導入した、 またはこれらの材料を高分子の主 鎖とした高分子材料を用いることもできる。 また、 ρ型一S i, p型一 S i C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。
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、 キヤ スト法、 インクジェット法を含む印刷法、 L B法等の公知の方法により、 薄膜化す ることにより形成することができる。 正孔輸送層の膜厚については特に制限はない 1S 通常は 5 n m〜 5 At m程度、 好ましくは 5〜 2 0 O n mである。 この正孔輸送 層は、 上記材料の 1種または 2種以上からなる一層構造であってもよい。
〈電子輸送層〉
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、 広い意味で電子注入 層、 正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。 電子輸送層は単層または複数層設けるこ とができる。
また、 層構成の （i ) 、 (ϋ) のように有機 E L素子に正孔阻止層を設けず、 発 光層に隣接するのが電子輸送層 （この場合は電子輸送層が正孔阻止層も兼ねてい る） であるような場合には、 電子輸送層の電子輸送材料として前述した HOMOが 一 5 . 7 e V〜一 7 . O e V、 L UMOが一 1 . 3〜一 2 . 3 e Vを満たし電子吸 引基を有する化合物を用いることで高い発光輝度、 発光効率を有し、 長寿命である 有機 E L素子とすることができる。
層構成の （iii) 、 (iv) 、 ( v ) のように有機 E L素子の発光層に隣接して正 孔阻止層が設けられているような場合は、 電子輸送層は、 従来電子輸送層に用いら れている電子輸送材料を用いることができる。 電子輸送材料としては、 陰極より注 入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、 その材料としては従来 公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができ、 例えば、 ニトロ置 換フルオレン誘導体、 ジフエ-ルキノン誘導体、 チォピランジオキシド誘導体、 力 ルポジイミド、 フレオレニリデンメタン誘導体、 アントラキノジメタン及びアント ロン誘導体、 ォキサジァゾ一ノレ誘導体等が挙げられる。 さらに、 上記ォキサジァゾ ール誘導体において、 ォキサジァゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジ ァゾール誘導体、 電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサ リン誘導体も、 電子輸送材料として用いることができる。
また、 前述した HOMOが一 5. 7 eV〜一 7. 0 e V、 LUMOがー 1. 3〜 一 2. 3 eVを満たし電子吸引基を有するィ匕合物を用いてもよい。
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、 またはこれらの材料を高分子の主鎖 とした高分子材料を用いることもできる。
また、 8—キノリノール誘導体の金属錯体、 例えばトリス （8—キノリノール） ァノレミエゥム （A l q) 、 トリス （5， 7—ジクロロー 8—キノリノール） ァノレミ 二ゥム、 トリス （5, 7_ジブロモ一8—キノリノール） アルミニウム、 トリス （2 —メチルー 8—キノリノール） アルミ-ゥム、 トリス （5—メチル一8—キノリノ ール） アルミニウム、 ビス （8—キノリノール） 亜鉛 (Zn q) 等、 及びこれらの 金属錯体の中心金属が I n、 Mg、 Cu、 Ca、 Sn、 G aまたは Pbに置き替わ つた金属錯体も、 電子輸送材料として用いることができる。 その他、 メタルフリー 若しくはメタルフタロシアニン、 またはそれらの末端がアルキル基ゃスルホン酸基 等で置換されているものも、 電子輸送材料として好ましく用いることができる。 ま た、 発光層の材料として例示したジスチリルビラジン誘導体も、 電子輸送材料とし て用いることができるし、 正孔注入層、 正孔輸送層と同様に、 n型一 S i、 n型一 S i C等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
電子輸送層は、 上記電子輸送材料を、 例えば真空蒸着法、 スビンコート法、 キヤ 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。 電子輸送層の膜厚については特に制限はない 力 S、通常は 5 n m〜 5 m程度、好ましくは 5〜 2 0 0 n mである。電子輸送層は、 上記材料の 1種または 2種以上からなる一層構造であってもよい。
〈基体 （基板、 基材、 支持体等ともいう） 〉
本発明の有機 E L素子は基体上に形成されているのが好ましい。
本努明の有機 E L素子に係る基体としては、 ガラス、 プラスチック等の種類には 特に限定はなく、 また、 透明のものであれば特に制限はないが、 好ましく用いられ る基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。 特に好ましい基体は、 有機 E L素子にフレキシプル性を与えることが可能な樹脂フ イノレムである。
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 （P E T) 、 ポリエ チレンナフタレート （P E N) 、 ポリエーテルスルホン （P E S ) 、 ポリエーテル イミ ド、 ポリエーテノレエーテノレケトン、 ポリフエ二レンスノレフィ ド、 ポリアリレー ト、ポリイミド、ポリカーボネート（P C)、セルローストリアセテート（TA C)、 セルロースアセテートプロピオネート （C A P) 等からなるフィルム等が挙げられ る。 樹脂フィルムの表面には、 無機物または有機物の被膜またはその両者のハイプ リッド被膜が形成されていてもよい。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス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。ここに、 外部取り出し量子効率 （％) =有機 E L素子外部に発光した光子数/有機 E L素子 に流した電子数 X 1 0 0である。
• また、 カラーフィルタ一等の色相改良フィルタ一等を併用しても、 有機 E L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 レ、。 色変換フィルターを用いる場合においては、 有機 E L素子の発光のえ m a Xは 4 8 O n m以下が好ましい。
〈有機 E L素子の作製方法〉
本発明の有機 E L素子の作製方法の一例として、 陽極/陽極バッファ一層/正孔 輸送層/発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層/陰極バッファ一層 /陰極からなる有 機 E L素子の作製法について説明する。
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、 1 μ m以下、 好ましくは 1 0〜 2 0 0 n mの膜厚になるように、 蒸着ゃスパッタリング 等の方法により形成させ、 陽極を作製する。 次に、 この上に有機 E L素子材料であ る陽極バッファ一層、 正孔輸送層、 発光層、 正孔阻止層、 電子輸送層、 陰極バッフ ァ一層の有機化合物薄膜を形成させる。
この有機化合物薄膜の薄膜化の方法としては、 前記の如く蒸着法、 ウエットプロ セス （スピンコート法、 キャスト法、 インクジェット法、 印刷法） 等があるが、 均 質な膜が得られやすく、 かつピンホールが生成しにくい等の点から、 真空蒸着法、 スピンコート法、 インクジェット法、 印刷法が特に好ましい。 さらに層ごとに異な る製膜法を適用してもよい。 製膜に蒸着法を 用する場合、 その蒸着条件は、 使用 する化合物の種類等により異なるが、 一般にポート加熱温度 5 0〜4 5 0 °C、 真空 度 1 0— 6〜1 0— 2 P a、 蒸着速度 0 . 0 1〜5 0 n mZ秒、 基板温度— 5 0〜3 0 0 °C、 膜厚 0. I n π！〜 5 μ m、 好ましくは 5〜 2 0 0 n mの範囲で適宜選ぶこと が望ましい。
これらの層を形成後、 その上に陰極用物質からなる薄膜を、 l m以下好ましく は 5 0〜2 0 0 n mの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着ゃスパッタリング等の 方法により形成させ、 陰極を設けることにより、 所望の有機 E L素子が得られる。 この有機 E L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かまわない。 そ の際、 作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
本発明の多色の表示装置は、 発光層形成時のみシャドーマスクを設け、 他層は共 通であるのでシャドーマスク等のパターユングは不要であり、 一面に蒸着法、 キヤ スト法、 スビンコ一ト法、 ィンクジェット法、 印刷法等で膜を形成できる。
発光層のみパターユングを行う場合、 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、 印刷法である。 蒸着法を用いる場合においてはシャドーマ スクを用いたパターニングが好ましい。
また作製順序を逆にして、 陰極、 陰極バッファ一層、 電子輸送層、 正孔輸送層、 発光層、 正孔輸送層、 陽極バッファ一層、 陽極の順に作製することも可能である。 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 +、 陰極を一の極性として電圧 2〜4 0 V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。
本発明の表示装置は、 表示デバイス、 ディスプレー、 各種発光光源として用いる ことができる。 表示デバイス、 ディスプレーにおいて、 青、 赤、 緑発光の 3種の有 機 E L素子を用いることにより、 フル力ラーの表示が可能となる。
表示デバイス、 ディスプレーとしてはテレビ、 パソコン、 モパイル機器、 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ックス （パッシブマトリックス） 方式でもアクティブマ トリックス方式でもどちらでもよレヽ。
本発明の照明装置は、 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、 光センサ一の光源等が挙げられるがこれに限定するものではな!/、。
また、 本発明に係る有機 E L素子に共振器構造を持たせた有機 E L素子として用 いてもよい。
このような共振器構造を有した有機 E L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。
〈表示装置〉
本発明の有機 E L素子は、 照明用や露光光源のような 1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。 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タス (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。 または、 異なる発 光色を有する本発明の有機 E L素子を 3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。 または、 一色の発光色、 例えば白色発光を力 ラーフィルターを用いて B G Rにし、フルカラー化することも可能である。ざらに、 有機 E Lの発光色を色変換フィルターを用いて他色に変換しフルカラー化するこ とも可能であるが、 その場合、 有機 E L発光のえ m a Xは 4 8 0 η πι以下であるこ とが好ましい。
本発明の有機 E L素子から構成される表示装置の一例を図面に基づいて以下に 説明する。
第 1図は、 有機 E L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 E L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。
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。
制御部 Bは、 表示部 Aと電気的に接続され、 複数の画素それぞれに外部からの画 像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、 走査信号により走査線毎の画 素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部 A に表示する。
第 2図は、 表示部 Aの模式図である。
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。第 2図においては、 画素 3の発光した光が、 白矢印方向 （下方向） へ取り出される場合を示している。 配線部の走査線 5及び複数のデータ線 6は、 それぞれ導電材料からなり、 走査線 5とデータ線 6は格子状に直交して、 直交する位置で画素 3に接続している （詳細 は図示せず） 。
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。発光の色が赤領域の画素、 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。
次に、 画素の発光プロセスを説明する。
第 3図は、 画素の模式図である。
画素は、 有機 E L素子 1 0、 スイッチングトランジスタ 1 1、 駆動トランジスタ 1 2、 コンデンサ 1 3等を備えている。 複数の画素に有機 E L素子 1 0として、 赤 色、 緑色、 青色発光の有機 E L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。 .
第 3図において、 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 1 1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 1 1のゲートに走査信号が印加されると、 スィッチ ングトランジスタ 1 1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 1 3と駆動トランジスタ 1 2のゲートに伝達される。
画像データ信号の伝達により、 コンデンサ 1 3が画像データ信号の電位に応じて 充電されるとともに、 駆動トランジスタ 1 2の駆動がオンする。 駆動トランジスタ 1 2は、 ドレインが電源ライン 7に接続され、 ソースが有機 E L素子 1 0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 E L-素子 1 0に電流が供給される。
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 1 1の駆動がオフする。 し力 し、 スイッチングトランジスタ 1 1の駆動が オフしてもコンデンサ 1 3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 1 2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 E L素子 1 0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 1 2が駆動して有機 E L素子 1 0が発光する。 '
すなわち、 有機 E L素子 1 0の発光は、 複数の画素それぞれの有機 E L素子 1 0 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 1 1と駆動トランジス タ 1 2を設けて、 複数の画素 3それぞれの有機 E L素子 1 0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。
ここで、 有機 E L素子 1 0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 1 3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レ、。
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、 走查信号が走 査されたときのみデータ信号に応じて有機 E L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レ、。
第 4図は、 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。 第 4図にお 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。
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。 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なく、 製造コストの低減が計れる。
〈実施例〉
以下、 実施例により本発明を説明するが、 本発明の実施態様はこれらに限定され るものではない。
実施例 1
〈有機 E L素子 1—：！〜 1 6の作製〉
陽極として 1 0 O mm X 1 0 O mm X 1 . 1 mmのガラス基板上に I T O (イン ジゥムチンォキシド）を 1 0 0 n m製膜した基板（NHテクノグラスネ ±¾N A 4 5 ) にパターユングを行った後、 この I T O透明電極を設けた透明支持基板をィソプロ ピルアルコールで超音波洗浄し、 燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間 行なった。この透明支持基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定レ一方、 モリブデン製抵抗加熱ボートに m— MTDATXAを 20 Omg入れ、別のモリプ デン製抵抗加熱ボートに ATCBPを 200mg入れ、 別のモリプデン製抵抗加熱 ボートにバソキュプロイン （BC) を 200mg入れ、 別のモリブデン製抵抗加熱 ボートに I r— 12を l O Omg入れ、 更に別のモリプデン製抵抗加熱ボートに A l q3を 200mg入れ、 真空蒸着装置に取付けた。
次いで、 真空槽を 4 X 10— 4P aまで減圧した後、 m— MTDATXAの入った 前記加熱ポートに通電して加熱し、 蒸着速度 0. 1 nm/s e cで透明支持基板に 蒸着し 50 nmの正孔輸送層を設けた。 更に、 ATCBPと I r一 12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. 2nmZs e c、 0. 01 2nm/s e cで前記正孔輸送層上に共蒸着して 30n mの発光層を設けた。 更に、 BCの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、 蒸着速度 0. 1 nm/s e cで前記発光層の上に蒸着して膜厚 1 Onmの正孔阻止層を設けた。
更に、 A l q 3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、 打擲速度 0. l nm /s e cで前記正孔阻止層上に蒸着して膜厚 40 nm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。
引き続き陰極バッファ一層としてフッ化リチウム 0. 5nmを蒸着し、 更に、 ァ ルミニゥム 1 1 Onmを蒸着して陰極を形成し、 有機 EL素子 1一 1を作製した。 有機 E L素子 1— 1の作製において、 B Cを表 1に示す有機 E L素子用材料に置 き換えて正孔阻止層を形成した以外は有機 EL素子 1一 1と同じ方法で 1一 2〜 1—16を作製した。 上記、 および、 表中で使用した化合物の構造を以下に示す。
Figure imgf000063_0001
T6C600/l700Zdf/X3d 簡 SOOZ OAV
Figure imgf000064_0001
〈有機 E L素子 1一：！〜 1— 16の評価〉
以下のようにして作製した有機 E L素子 1一:！〜 1— 16の評価を行い、 その結 果を表 1に示す。
(発光輝度）
分光放射輝度計 C S-1000 (ミノルタ製） で測定した輝度を用いて発光輝度 (c d/m2) を求めた。
(外部取りだし量子効率）
作製した有機 EL素子について、 23 °C、 乾燥窒素ガス雰囲気下で 2. 5mA/ c m2定電流を印加した時の外部取り出し量子効率 （％) を測定した。 なお測定に は同様に分光放射輝度計 C S— 1 0 0 0 (ミノルタ製） を用いた。
(発光寿命）
2 3 °C、 乾燥窒素ガス雰囲気下で 2 . 5 mA/ c m2の一定電流で駆動したとき に、 輝度が発光開始直後の輝度 （初期輝度） の半分に低下するのに要した時間を測 定し、 これを半減寿命時間 （て 0 . 5 ) として寿命の指標とした。 なお測定には分 光放射輝度計 C S—1 0 0 0 (ミノルタ製） を用いた。
表 1の輝度、 外部取り出し量子効率、 発光寿命の測定結果は、 有機 E L素子 1一 1を 1 0 0とした時の相対値で表した。
【表 1】
Figure imgf000065_0001
表 1から、 本発明の有機 E L素子は、 発光輝度、 外部取り出し量子効率に非常に 優れており、 さらに長寿命であることが分かつた。 実施例 2
〈有機 E L素子 2— 1〜： 1 4の製作〉
陽極として 1 0 OmmX 1 0 OmmX 1. 1 mmのガラス基板上に I T O (イン ジゥムチンォキシド） を 1 00 nm製膜した基板 （NHテクノグラス社製 NA 4 5) にパターニングを行った後、 この I TO透明電極を設けた透明支持基板をィ 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分間行つた。 この透明支持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 m— MTDATXAを 20 Omg入れ、 別の モリブデン製加熱ボートに ACZ 1を 200mg入れ、別のモリプデン製抵抗加熱 ボートにバソキュプロイン （B C) を 200mg入れ、 別のモリプデン製抵抗加熱 ボートに I r一 1 2を l O Omg入れ、 更に別のモリブデン製抵抗加熱ボートに A 1 q 3を 200mg入れ、 真空蒸着装置に取り付けた。
ついで、真空槽を 4 X 1 e 4 P aまで減圧した後、 m— MTDATXAの入った 前記加熱ボートに通電して加熱し、 蒸着速度 0. 1 nm/ s e cで透明支持基板に 蒸着し 5 0 nmの正孔輸送層を設けた。 更に、 ACZ 1と I r— 1 2の入った前記 加熱ポートに通電して加熱し、 それぞれ蒸着速度 0. 2 nm/ s e c、 0. 0 1 2 nm/ s e cで前記正孔輸送層上に共蒸着して 3 0 nmの発光層を設けた。
更に、 B Cの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、 蒸着速度 0. 1 nm/ s e cで前記発光層の上に蒸着して膜厚 1 0 nmの正孔阻止層を設けた。
更に、 A l q 3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、 打擲速度 0. l nm / s e cで前記正孔阻止層上に蒸着して膜厚 40 nm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。
引き続き陰極バッファ一層としてフッ化リチウム 0. 5 nmを蒸着し、更に、 ァ ルミ-ゥム 1 1 0 n mを蒸着して陰極を形成し、 有機 E L素子 2— 1を作製した。 有機 E L素子 2— 1の作製において、 B Cを表 2に示す有機 E L素子用材料に置 き換えて正孔阻止層を形成した以外は有機 E L素子 2—1と同じ方法で 2— 2〜2 一 1 6を作製した。 上記、 および、 表中で使用した化合物の構造を以下に示す。
Figure imgf000067_0001
〈有機 E L素子 2— 1〜2— 1 4の評価〉
以下のようにして作製した有機 E L素子 2— 1〜2— 1 4の評価を行い、 その結 果を表 2に示す。
(発光輝度）
分光放射輝度計 C S— 1 0 0 0 (ミノルタ製）で測定した輝度を用いて発光輝度 (c d/m2) を求めた。
(外部取りだし量子効率）
作製した有機 EL素子について、 23 °C、乾燥窒素ガス雰囲気下で 2. 5 mA/ cm2定電流を印加した時の外部取り出し量子効率 （％) を測定した。 なお測定に は同様に分光放射輝度計 CS— 1000 (ミノルタ製） を用いた。 (発光寿命).
23 °C、 乾燥窒素ガス雰囲気下で 2. 5 mA/ c m 2の一定電流で駆動したとき に、輝度が発光開始直後の輝度（初期輝度） の半分に低下するのに要した時間を測 定し、 これを半減寿命時間 （て 0. 5) として寿命の指標とした。 なお測定には分 光放射輝度計 CS— 1000 (ミノノレタ製） を用いた。 表 2の輝度、 外部取り出し量子効率、 発光寿命の測定結果は、 有機 EL素子 2— 1を 100とした時の相対値で表した。
【表 2】
正孔阻止材料 発光輝度外部取り出し Τ"Ε 卩 有機 EL素
(相対 量子効率 (相対 備 考 子 化合物名 HOMO/eV LUMO/eV 値％値） (相対値％値） 値％値）
2- 1 BC -5.8 - 1.3 100 100 100 比較
2-2 Pf-7y - 7.1 -2.2 118 117 113 比較
2-3 Pf-10y - 7.1 -2.3 120 118 105 比較
2-4 TPBI -5.7 - 1.2 115 113 132 比較
2-5 BA1 q -5.1 - 1.4 81 79 620 比較
2-6 Czl -5.6 - 1.7 90 88 90 比較
2-7 Cz2 -5.5 - 2.0 94 95 84 比較
2-8 TABI -6.8 -2.5 104 102 90 比較
2-9 (7) -5.7 -1.5 139 138 707 本発明
2-10 (14) -6.2 -2.3 143 142 713 本発明
2— 1 1 (51) - 6.6 -2.3 140 140 732 本発明
2-12 (52) -6.2 -1.6 147 145 795 本発明
2- 13 (55) -6.0 -1.8 150 147 746 本発明
2- 14 (63) -5.9 -1.7 147 145 803 本発明 表 2から、本発明の有機 E L素子は、発光輝度、外部取り出し量子効率に非常に 優れており、 さらに長寿命であることが分かった。
実施例 3
〈フルカラー表示装置の作製〉
フルカラー孝示装置 （1 )
(青色発光有機 E L素子）
実施例 1で作製した有機 E L素子 1一 8を用いた。
(緑色発光有機 E L素子）
実施例 1で作製した有機 E L素子 1一 8において、 I r一 1 2に替えて I r一 1 を用いた以外は、 有機 E L素子 1一 8と同様の方法で作製した有機 E L素子 1一 8 Gを用いた。
(赤色発光有機 E L素子）
実施例 1で作製した有機 E L素子 1一 8において、 I r一 1 2に替えて I r— 9 を用いた以外は、 有機 E L素子 1一 8と同様の方法で作製した有機 E L素子 1一 8 Rを用いた。.
上記の赤色、 緑色及び青色発光有機 E L素子を、 同一基板上に並置し、 第 1図に 記載の形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製し、 第 2 図には、 作製した前記表示装置の表示部 Aの模式図のみを示した。 即ち、 同一基板 上に、 複数の走査線 5及びデータ線 6を含む配線部と、 並置した複数の画素 3 (発 光の色が赤領域の画素、 緑領域の画素、 青領域の画素等） とを有し、 配線部の走査 線 5及ぴ複数のデータ線 6はそれぞれ導電材料からなり、 走査線 5とデータ線 6は 格子状に直交して、 直交する位置で画素 3に接続している （詳細は図示せず） 。 前 記複数の画素 3は、 それぞれの発光色に対応した有機 E L素子、 アクティブ素子で あるスィツチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたァクテ イブマトリクス方式で駆動されており、 走査線 5から走査信号が印加されると、 デ ータ線 6から画像データ信号を受け取り、 受け取った画像データに応じて発光する。 この様に各赤 緑、 青の画素を適宜、 並置することによって、 フルカラー表示装置 を作製した。 . 該フルカラー表示装置を駆動することにより、 発光輝度、 発光効率が高く、 長寿 命なフルカラー動画表示が得られることを確認することができた。
実施例 4 - '
実施例 1で作製した有機 E L素子 1一 8において、 I r一 12に替えて I r一 6、 I r-12 (I r-6 : I r-12 = l : 4) を用いた以外は、 有機 EL素子 1— 8と同様の方法で作製した有機 EL素子 1一 8Wを作製した。
有機 EL素子 1一 8Wの非発光面をガラスケースで覆い、 照明装置とした。 照明 装置は、 発光輝度、 発光効率が高く、 長寿命である白色光を発する薄型の照明装置 として使用することができた。 第 5図は照明装置の概略図で、 第 6図は照明装置の 断面図である。 産業上の利用可能性
本発明により、 発光輝度、 発光効率が高く長寿命である有機エレクトロノレミネッ センス素子、 照明装置および表示装置を提供することができた。

Claims

請求の範囲
1， 陽極と陰極との間にリン光性化合物を含有する発光層を少なくとも有する有 機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記発光層と前記陰極との間にあり、 前記発光層に隣接する隣接層を有し、 該隣接層に、 HOMOが一 5. 7 eV〜一 7. 06¥、 し111^0が一1. 3〜一 2. 3 e Vであり電子吸引基を有する化合物を含有す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. 前記化合物は、 HOMOがー 5. 9 eV〜一 6. 8 e V、 LUMOがー 1.
6〜一 2. 1 e Vであ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 ロノレミネッセンス素子。
3. 前記電子吸引基は、 — CF3、 — F、 —CN、 — S〇2R (Rはアルキル基を 表す。 ) 力、ら選ばれる少なくとも一つであ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口ルミネッセンス素子。
4. 発光が青色であ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 ロノレミネッセンス素子。
5. 発光が白色であ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 ロノレミネッセンス素子。
6 . 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してな ることを特徴とする表示装置。
7 . 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を具備してな ることを特徴とする照明装置。
8 . 請求の範囲第 7項に記載の照明装置と、 表示手段としての液晶素子とを具備 することを特徴とする表示装置。
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