WO2006098209A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子材料、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 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子材料、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 Download PDF

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Definitions

  • Organic-elect mouth luminescence element material organic-elect luminescence element
  • the present invention relates to an organic electoluminescence device material, an organic electroluminescence device including the same, and an illumination device and a display device using the organic electoluminescence device.
  • ELD electoric luminescence display
  • organic EL devices organic electroluminescence devices
  • Inorganic EL elements have been used as planar light sources, but an AC high voltage is required to drive the light emitting elements.
  • an organic EL device has a structure in which a light emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode, and excitons (excitons) are injected by injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them.
  • Known techniques for organic EL devices as described above include, for example, doping a stilbene derivative, distyrylarylene derivative or tristyrylarylene derivative with a small amount of a phosphor to improve emission luminance and extend the lifetime of the device.
  • Patent Document 1 devices having an organic light emitting layer doped with a trace amount of phosphor as a host compound using 8-hydroxyquinoline aluminum complex (for example, Patent Document 1) 2), 8-Hydro
  • Patent Document 3 a device having an organic light emitting layer in which a quinacridone-based dye is doped with a xyquinoline aluminum complex as a host compound (see, for example, Patent Document 3), and all of these technologies have a high fluorescence quantum yield.
  • the phosphor By doping the phosphor, the light emission brightness is improved compared to conventional devices.
  • the light emitted from the above-mentioned trace amount of the phosphor is emitted from the excited singlet, and when the light emitted from the excited singlet is used, the generation specific force of the singlet exciton and the triplet exciton is obtained. Since S 1: 3, the generation probability of luminescent excited species is 25%, and the light extraction efficiency is about 20%, so the limit of external extraction quantum efficiency (r? Ext) is 5%. Has been. However, research on materials that exhibit phosphorescence at room temperature has become active since the report of organic EL devices using phosphorescence emission of Princeton's strong excitation triplet force (for example, see Non-Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 2 and Patent Document 4. Since the upper limit of internal quantum efficiency is 100% when 0 excited triplet is used, in principle, the luminous efficiency is higher than that of excited singlet. It has attracted attention as it has a maximum of 4 times the same performance as a cold-cathode tube and can be applied to lighting.
  • (ppy) Ir (acac) (see, for example, Non-Patent Document 5) is also used as a dopant.
  • a hole transporting compound is used as a host of a phosphorescent compound (see, for example, Non-Patent Document 4).
  • various electron transport materials are used as phosphorescent compound hosts by doping them with a novel iridium complex (see, for example, Non-Patent Document 4).
  • high luminous efficiency is obtained by introducing a hole blocking layer (see, for example, Non-Patent Document 5).
  • a white light-emitting element when producing a white light-emitting element, a plurality of light-emitting compounds having different emission maximum wavelengths must be installed in the light-emitting layer, particularly in the case of a phosphorescent light-emitting element. It is difficult to deposit a plurality of phosphorescent dopants at the same ratio each time by the vacuum deposition method, and it is expected that there will be a problem in the yield during production. If it is possible to produce organic EL devices by printing or coating methods, it is the same for any organic EL device manufactured by preparing a solution in which phosphorescent dopants are mixed in the same ratio. A phosphorescent dopant in a proportion can be contained, and a white light-emitting organic EL element having the same emission color can be stably produced.
  • Examples of coating methods include, for example, PPV, a light-emitting material that is a polymer such as polyalkylfluorene derivative (PAF) (see, for example, Non-Patent Documents 7 and 8), polystyrene, polymethyl methacrylate, PVK, and the like.
  • a technique for dispersing or dissolving a low-molecular luminescent dye in a polymer see, for example, Patent Document 11 and Non-Patent Document 9) is known.
  • Bulcarbazo It has been reported that a copolymer of a ruthenium polymer and an iridium complex is an extremely excellent organic EL device (see, for example, Non-Patent Document 10).
  • Luminous efficiency eg external extraction quantum efficiency
  • durability drive power
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3093796
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 63-264692
  • Patent Document 3 JP-A-3-255190
  • Patent Document 4 U.S. Patent No. 6,097,147
  • Patent Document 5 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-100476
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-247859
  • Patent Document 7 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-83684
  • Patent Document 8 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-175884
  • Patent Document 9 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-338588
  • Patent Document 10 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-7469
  • Patent Document 11 Japanese Patent Laid-Open No. 4 212286
  • Non-patent literature 1 MA Baldo et al., Nature, 395 ⁇ , 151-154 (1998)
  • Non-patent literature 2 MA Baldo et al., Nature, 403 ⁇ , 17, 750-753 (200 0) Year)
  • Non-Patent Document 3 S. Lamansky et al., J. Am. Chem. Soc., 123 ⁇ , 4304 (2 001)
  • Non-Patent Document 4 Ikai et al., The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL '00, Hamamatsu)
  • Non-Patent Literature 5 ME Tompson et al., The 10th International Works Hopon Inorganic and Organic Electroluminescence (EL '00, Hamamatsu)
  • Non-Patent Literature 6 Moon— Jae Youn. Og, Tetsuo Tsutsui et al., The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescen ce (EL'00, Hamamatsu)
  • Non-Patent Document 7 Nature, 357 ⁇ , p. 477 (1992)
  • Non-Patent Document 8 Advanced Materials, Section 4 (1992)
  • Non-Patent Document 9 Proceedings of the 38th Applied Physics-related Joint Lecture 31 page G—12 (1991)
  • Non-Patent Document 10 2003 NHK Science and Technology Research Proceedings, 52-57
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device material having high emission efficiency and excellent durability, and an organic material having the organic electroluminescent device material. It is another object of the present invention to provide a display device and an illuminating device using the electroluminescent element and further the organic electroluminescent element.
  • An organic electoluminescence device material comprising an orthometalated iridium complex and a metal of Group 8 to 10 of the periodic table excluding iridium, wherein the metal of Group 8 to Group 10 of the periodic table excluding the iridium
  • An organic electoluminescence device material characterized in that the content is 0. Olppm or more and lOOppm or less with respect to the orthometalated iridium complex.
  • the organic elect mouth according to 1 above which is at least one metal selected from the group 8 to 10 metal force Fe, Ru, Rh, Pt and Pd of the periodic table excluding the iridium Luminescence element material.
  • an organic electoluminescence device in which a first electrode, a constituent layer including at least a light-emitting layer, and a second electrode are laminated in this order on a substrate, at least one of the constituent layers includes An organic electoluminescence device comprising the organic electroluminescence device material according to 1 or 2.
  • a display device comprising the organic electoluminescence device according to any one of items 3 to 8.
  • An illuminating device comprising the organic electoluminescence device according to any one of 3 to 8.
  • a display device comprising the illumination device as described in 10 above and a liquid crystal element as a display means.
  • an organic electoluminescence device material having high emission efficiency and excellent durability an organic electoluminescence device having the organic electoluminescence device material, and further using the organic electoluminescence device A display device and a lighting device could be provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a display device that also has organic EL element power.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of display unit A.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of a drive circuit constituting a pixel.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a passive matrix display device.
  • FIG. 5 is a schematic view of a lighting device.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the lighting device.
  • the organic EL device material of the present invention is a material such as orthometalated Ir Complexes.
  • Organic gold metal complex means “organic gold Genus Chemistry—Basics and Applications ”pl50, 232 Akio Yamamoto, published by Akio Yamamoto, 1982,“ Pho tochemistry and Photophysics
  • the valence of iridium in the orthometalated iridium complex is not particularly limited, but trivalent is preferable.
  • the ligand of the ortho-metalated iridium complex is not particularly limited as long as it can form an ortho-metal complex.
  • an aryl group-substituted nitrogen-containing heterocyclic derivative (the aryl group is substituted at a nitrogen-containing heterocyclic ring).
  • examples of the aryl group include a phenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, and the like, and further forms a condensed ring with a carbocycle or a heterocycle.
  • Nitrogen-containing heterocycles include, for example, pyridine, pyrimidine, pyrazine, pyridazine, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phthalazine, quinazoline, naphtholidine, cinnoline, perimidine, phenanthracin, pyrrolore, imidazole, pyrazole, Oxazole, oxadiazole, triazolole, thiadiazole, Heteroimidazole-substituted nitrogen-containing heterocyclic derivatives (wherein the heteroaryl group is located on the adjacent carbon of the nitrogen-containing heterocyclic nitrogen atom).
  • heteroaryl groups include, for example, groups containing the aforementioned nitrogen-containing heterocyclic derivatives, chenyl groups, furyl groups, etc.), 7,8-benzoquinoline derivatives, phosphinoaryl derivatives, phosphinoheteroaryls Derivatives, phosphinoxyaryl derivatives, phosphinoxyheteroaryl derivatives, aminomethylaryl derivatives, aminomethylheteroaryl derivatives, and the like.
  • the compound according to the present invention may have other ligands in addition to the ligands necessary for forming the orthometalated complex.
  • Other ligands include various known ligands. For example, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds” Springer—published by Verlag H. Yersin in 1987, “Organometallic Chemistry—Basics and Applications— The ligands (for example, halogen ligands (preferably chlorine ligands), nitrogen-containing heterocyclic ligands (eg bibilidyl, phenanthates) Mouth phosphorus etc.) and diketone ligands). Coordination of compounds according to the present invention There may be one or more child types. The number of ligands in the complex is preferably 1 to 3, particularly preferably 1 or 2, and still more preferably 1 type.
  • the LO group metal is preferably Fe, Ru, Rh, Pt, Pd.
  • the content of metals in Group 8 to 10 of the periodic table excluding iridium in the organic EL device material of the present invention is 0. Olppm or more and lOOppm or less. This is an essential requirement for obtaining the effects described in the present invention. When the preferred range is shown in a stepwise manner, it is 0. Olppm or more and lOppm or less, more preferably 0. Olppm or more, lppm or less, and particularly preferably 0. Olppm or more and 0. lppm or less.
  • the effect of addition is very small below 0. Olp pm, and if it exceeds lOOppm, the luminous efficiency decreases and the drive voltage increases.
  • the ppm dimension is [mg Zkg].
  • the metals of Group 8 to 10 of the periodic table excluding iridium contained in the organic EL device material of the present invention may be contained in any form (which may be present) as a simple metal or a metal acid. It is preferably contained in the form of a chemical compound or metal salt.
  • a method of adding a metal of Group 8 to 10 of the periodic table excluding iridium into the organic EL device material of the present invention can be applied by a known addition method, and the timing of addition can be applied even when the organic EL device is manufactured. It is included in the material constituting the organic compound-containing layer!
  • an organic compound-containing layer (also referred to as an organic film) containing a metal of Group 8 to 10 of the periodic table excluding iridium is formed first, and ion doping is performed later. You may dope by the method etc. and may co-evaporate.
  • a coating method from a solution can be used.
  • metals of Group 8 to 10 of the periodic table excluding the organic compound to be doped and iridium to be doped may be dispersed in an inert polymer.
  • secondary ion mass spectrometry (hereinafter referred to as SIMS) is used as a method for determining the content of metals in Group 8 to 10 of the periodic table excluding iridium in the organic EL element material.
  • the details of secondary ion mass spectrometry can be referred to the Japan Surface Science Society edited by secondary ion mass spectrometry (Maruzen (Tokyo), (1999)).
  • the current density force of the primary ion used is the force classified into the dynamic one SIMS and the static one SIMS.
  • a time-type secondary ion mass spectrometer is used.
  • a periodic table 8 to excluding iridium in advance a raw material powder having a known LO group metal content is applied to or adhered to a silicon wafer, and used as a reference sample. Measure the reference sample and each element under the same conditions, and remove the iridium obtained from the reference sample measurement force. Compare the ion signal intensity of the metals in groups 8 to 10 of the periodic table with the signal intensity obtained from the element. The amount of the metal in is calculated. Detailed measurement conditions using TOF-SIMS are described in the examples.
  • an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used.
  • an electrode substance include metals such as Au, and conductive transparent materials such as Cul, indium tinoxide (IT 0), SnO, and ZnO.
  • IDIXO In O—ZnO
  • Electrode materials that can produce transparent conductive films may be used!
  • these electrode materials can be formed into a thin film by vapor deposition or sputtering, and a pattern of the desired shape can be formed by a single photolithography method.
  • a pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered.
  • the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / mouth or less.
  • the film thickness is selected in the range of force depending on the material, usually 10 to L000 nm, preferably 10 to 200 nm.
  • the cathode a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium Z copper mixture, magnesium Z silver mixture, magnesium Z aluminum mixture, magnesium Z indium mixture, aluminum Z acid aluminum -UM (Al 2 O) mixture, indium, lithium Z aluminum mixture, rare earth metal, etc.
  • a mixture of an electron injectable metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, for example, magnesium Z Silver mixture, magnesium Z aluminum mixture, magnesium
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. Further, the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / mouth or less. The preferred film thickness is usually 10 to: LOOOnm, preferably 50 to 200 nm. [0048] [Transparent electrode, translucent electrode]
  • At least one of the anode and the cathode according to the present invention is a transparent electrode or a semitransparent electrode in order to transmit light.
  • translucent is defined as translucent when the transmittance is measured with a visible light source known to those skilled in the art, and transmissivity is defined as translucent. % Or more is defined as transparent.
  • the injection layer is provided as necessary, and has an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, exists between the anode and the light emitting layer or hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or electron transport layer. Hey.
  • the injection layer refers to a layer provided between the electrode and the organic layer in order to reduce the drive voltage and improve the luminance of the light emission.
  • the organic EL element and its industrial front line June 30, 1998) Chapter 2 “Electrode materials” (pages 123-166) of “Part 2” of “Tees Co., Ltd.”) describes the details of the hole injection layer (anode buffer layer) and the electron injection layer (cathode buffer). One layer).
  • anode buffer layer hole injection layer
  • a phthalocyanine buffer layer typified by phthalocyanine
  • an oxide buffer layer typified by vanadium oxide
  • an amorphous carbon buffer layer typified by vanadium oxide
  • a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyarine (emeraldine) or polythiophene Etc.
  • cathode buffer layer (electron injection layer)
  • a metal buffer layer typified by aluminum or aluminum
  • an alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride
  • an alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride
  • an aluminum oxide layer A single acid buffer.
  • the buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, although it depends on the desired material.
  • the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 m.
  • the blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film.
  • the basic constituent layer of the organic compound thin film For example, see pages 237 of JP-A-11 204258 and 11-204359, and “Organic EL devices and their forefront of industrialization” (published on November 30, 1998 by NTS).
  • the hole blocking layer is an electron transport layer in a broad sense, and has a material force that has a function of transporting electrons and has a very small ability to transport holes, and blocks holes while transporting electrons. Thus, the probability of recombination of electrons and holes can be improved. Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer concerning this invention as needed.
  • the hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the light emitting layer.
  • the electron blocking layer is a hole transport layer in a broad sense, and has a material force that has a function of transporting holes and has an extremely small ability to transport electrons, and transports electrons while transporting holes. By blocking, the recombination probability of electrons and holes can be improved.
  • the hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer.
  • the hole transport layer and the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the light emitting layer according to the present invention 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, and the light emitting portion is within the layer of the light emitting layer. Alternatively, it may be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
  • the light emitting layer of the organic EL device of the present invention preferably contains the following host compound and phosphorescent compound (also referred to as a phosphorescent compound).
  • the host compound is a phosphorescent compound that has a mass ratio of 20% or more of the compounds contained in the light emitting layer and is at room temperature (25 ° C.). Is defined as a compound having a phosphorescence quantum yield of less than 0.1. The phosphorescence quantum yield is preferably less than 0.01.
  • a plurality of known host compounds may be used in combination. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic EL device can be made highly efficient.
  • the phosphorescence energy referred to in the present invention is the measurement of the photoluminescence of a deposited film in which a host compound is formed on a substrate at lOOnm, and the peak energy of the 0-0 band of the phosphorescence is measured. To tell.
  • the host compound used in the present invention preferably has a phosphorescence emission energy of 2.9 eV or more and a Tg of 90 ° C or more. If the Tg is lower than 90 ° C, the market needs as a light source for lighting equipment, in which the deterioration of the organic EL element during storage over a long period of time (decrease in brightness, deterioration in film properties) cannot be satisfied. In other words, both brightness and durability are satisfied.
  • the phosphorescence emission energy is 2.9 eV or more and the Tg is 90 ° C. or more. Tg is more preferably 100 ° C or higher.
  • a material used for the light emitting layer (hereinafter referred to as a light emitting material), it is preferable to contain the above-mentioned host compound and at the same time a phosphorescent compound. As a result, an organic EL element with higher luminous efficiency can be obtained.
  • the ortho metal iridium complex according to the present invention is preferably used as a phosphorescent compound described herein.
  • the phosphorescent compound according to the present invention is a compound in which light emission with an excited triplet force is observed, and is a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C). A compound having a rate of 0.01 or more at 25 ° C.
  • the phosphorescence quantum yield is preferably 0.1 or more.
  • the phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectra II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of 4th edition, Experimental Chemistry Course 7.
  • the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, but the phosphorescent compound used in the present invention achieves the above phosphorescence quantum yield in any solvent. Just do it.
  • the energy transfer type is to obtain light emission of phosphorescent compound force by transferring this energy to the phosphorescent compound, and the other is that the phosphorescent compound is a carrier trap.
  • This is a carrier trap type in which recombination of carriers occurs on the phosphorescent compound and light emission with a strong phosphorescence can be obtained, but in either case, the energy of the excited state of the phosphorescent compound is Is required to be lower than the excited state energy of the host compound.
  • the phosphorescent compound can be appropriately selected from known materials used in the light emitting layer of the organic EL device.
  • the power of showing specific examples of the ortho metal iridium complex according to the present invention is not limited thereto. These compounds can be synthesized, for example, by the method described in Inorg. Chem. 40 ⁇ , 1704-1711.
  • the organic EL device of the present invention may further contain a plurality of phosphorescent compounds in addition to the above-mentioned orthometal iridium complex in the light emitting layer.
  • the phosphorescent compound used is a complex compound containing a group 8-10 metal in the periodic table of elements, preferably an iridium compound, an osmium compound, or a platinum compound (platinum complex compound).
  • the light emitting material may be a polymer material such as p-polyphenylene biylene or polyfluorene, and the light emitting material is further introduced into a polymer chain, or the light emitting material is used as a polymer main chain.
  • a polymeric material may be used.
  • the light emitting layer can be formed by forming the light emitting material by a known thin film method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method.
  • the thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but is usually selected in the range of 5 ⁇ to 5 / ⁇ ⁇ .
  • This light emitting layer may have a single layer structure having one or two or more kinds of these light emitting materials, or may have a laminated structure including a plurality of layers having the same composition or different compositions.
  • the light emitting layer is formed by applying a coating solution obtained by dissolving the light emitting material in a solvent by an inkjet method.
  • the light emitting layer using a coating liquid in which the above light emitting material is dispersed in a solvent.
  • a dispersion method a well-known method for producing a fine particle dispersion can be used. For example, there are dispersion by a physical force using a homogenizer (high pressure, ultrasonic wave, etc.), a bead mill, a jet mill, and an optimizer, and emulsification dispersion.
  • polymer fine particles are synthesized by a method such as gas phase polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization and the like, and this is dispersed in a dispersion (in some cases, redispersion may be necessary).
  • a reprecipitation method has also been reported as a method for preparing nanoparticles (Chemical and Industrial, page 137, 2002). By using this method, nano-sized nanoparticles can be produced, which is suitable for obtaining the effects of the present invention (reference: ⁇ 2723200 as a method for producing a nonlinear optical material).
  • the hole transport layer is made of a material having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer.
  • Hole transport layer is provided as a single layer or multiple layers It can be done.
  • hole transport material there is no particular restriction as a hole transport material. Conventionally, it is commonly used as a hole charge injecting and transporting material in a photoconductive material. Any of known materials used for the layer can be selected and used.
  • the hole transport material has a hole injection or transport, electron barrier property! /, Or a deviation, and may be either organic or inorganic.
  • triazole derivatives oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazones Derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
  • aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ', N'-tetraphenyl-1,4'-daminophenol; N, N' —Diphenyl N, N '— Bis (3-methylphenol) 1 [1, 1' — Biphenyl] 1, 4, 4 '— Diamine (TPD); 2, 2 Bis (4 di-p-tolylaminophenol 1, 1-bis (4 di-l-tri-laminophenol) cyclohexane; N, N, N ', N'—tetra-l-tolyl-1,4,4'-diaminobiphenyl; 1 Bis (4 di-p-triaminophenol) 4 Phenol mouth hexane; Bis (4-dimethylamino 2-methylphenol) phenylmethane; Bis (4-di-p-triaminophenol) phenylmethane; N, N ' —Diphenyl N, N
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
  • Inorganic compounds such as type-31 and p-type SiC can also be used as a hole injection material and a hole transport material.
  • the hole transport material of the hole transport layer preferably has a fluorescence maximum wavelength of 415 nm or less. That is, the hole transporting material is preferably a compound having a hole transporting ability, preventing the emission of longer wavelengths, and having a high Tg.
  • the hole transport layer is formed by thinning the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, or an LB method. be able to. Although there is no restriction
  • the hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
  • a hole transport layer having a high p property doped with impurities can also be used. Examples thereof include those described in JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J. Appl. Phys., 95, 5773 (2004), and the like. It is done.
  • the electron transport layer is made of a material having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer.
  • the electron transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers. Conventionally, in the case of a single electron transport layer and a plurality of layers, the following materials are used as the electron transport material (also serving as a hole blocking material) used for the electron transport layer adjacent to the cathode side with respect to the light emitting layer. Are known.
  • the electron transport layer captures electrons injected from the cathode.
  • any material selected from conventionally known compounds can be used as a material that has a function of transmitting to the light emitting layer.
  • electron transport materials examples include: -to-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, and heterocyclic rings such as naphthalene perylene. Examples thereof include tetracarboxylic anhydrides, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, and oxadiazole derivatives.
  • thiadiazole derivatives in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and quinoxaline derivatives having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
  • metal complexes of 8 quinolinol derivatives such as tris (8 quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-1-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromone) 8 quinolinol) aluminum, tris (2methyl 8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl 8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Zn q), and the central metals of these metal complexes
  • Metal complexes in which is replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as electron transport materials.
  • metal free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material.
  • the distyrylvirazine derivative exemplified as the material for the light-emitting layer can also be used as an electron transport material, and, like the hole injection layer and the hole transport layer, are inorganic such as n-type 1 Si and n-type 1 SiC.
  • a semiconductor can also be used as an electron transport material.
  • the electron transport layer is obtained by thin-filming 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, or an LB method. Can be formed. Although there is no restriction
  • the electron transport layer may be a single layer structure having one or more of the above materials.
  • an n-type high electron transport layer doped with impurities can also be used.
  • the type of glass, plastic, etc. is not particularly limited and is transparent. Or opaque.
  • the support substrate is preferably transparent.
  • the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film.
  • a particularly preferable support base is a resin film capable of imparting flexibility to the organic EL element.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, senorelose triacetate, senorelose acetate butyrate, senore mouth.
  • Cellulose esters such as Sacetate Propionate (CAP), Cellulose Acetate Phthalate (TAC), Cellulose Nitrate or their derivatives, Polysalt vinylidene, Polybulal alcohol, Polyethylenebutal alcohol, Syndiotactic polystyrene , Polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide, polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, polyether Luimide, Polyetherketoneimide, Polyamide, Fluororesin, Nylon, Polymethylmethacrylate, Acrylic or Polyarylates, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Abel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals), Tatsuta cycloolefin Examples include greaves.
  • the surface of the resin film should be a barrier film having a water vapor permeability of 0.01 gZm 2 'day atm or less, which may be formed with an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both. preferably fixture further oxygen permeability 10- 3 gZm 2 Zday below, water vapor permeability Is preferably a high barrier film follows 10- 5 g / m 2 / day .
  • any material may be used as long as it has a function of suppressing the intrusion of elements such as moisture and oxygen, but silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like is used. Can do. Furthermore, in order to improve the brittleness of the film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. There are no particular restrictions on the stacking order of the inorganic and organic layers, but it is preferable to stack both layers alternately.
  • the method of forming the barrier film is not particularly limited, for example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, Power capable of using atmospheric pressure plasma polymerization method, plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, coating method, etc. Specially based on atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143. preferable.
  • the opaque support substrate examples include a metal plate such as aluminum or stainless steel, a non-transparent resin substrate, a ceramic substrate, and the like.
  • the external extraction efficiency of 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 element.
  • a hue improvement filter such as a color filter may be used in combination, or a color conversion filter that converts the emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor may be used in combination.
  • the ⁇ max of light emission of the organic EL element is preferably 480 nm or less.
  • sealing means used in the present invention include a method of bonding a sealing member, an electrode, and a support base with an adhesive.
  • the sealing member may be a concave plate shape or a flat plate shape as long as it is arranged so as to cover the display area of the organic EL element. Transparency and electrical insulation are not particularly limited. Specific examples include a glass plate, a polymer plate 'film, a metal plate' film, and the like. Examples of the glass plate include soda-lime glass, norlium strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, norium borosilicate glass, and quartz.
  • Examples of the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
  • Examples of the metal plate include stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum power, and one or more metal or alloy power selected.
  • a polymer film and a metal film can be preferably used because the device can be thinned.
  • polymer films an oxygen transmission rate 10- 3 g / m 2 / day or less, it is preferable that the following water vapor permeability 10- 5 g Zm 2 Zday.
  • adhesives include photocuring and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing adhesives such as 2-cyanoacrylates. Can be mentioned.
  • heat- and chemical-curing types such as epoxy type can be mentioned.
  • hot melt type polyamide, polyester and polyolefin can be mentioned.
  • a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
  • the organic EL element may be deteriorated by heat treatment, it is preferable to use one that can be bonded and cured at room temperature up to 80 ° C.
  • a desiccant may be dispersed in the adhesive.
  • a commercially available dispenser may be used to apply the adhesive to the sealing part, or it may be printed like screen printing!
  • the electrode and the organic layer on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and form an inorganic or organic layer in contact with the support substrate to form a sealing film.
  • the material for forming the film may be any material as long as it has a function of suppressing the intrusion of an element such as moisture or oxygen that causes deterioration of the element, such as silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like. Can be used. Further, in order to improve the brittleness of the film, it is preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and organic material layers.
  • the formation method is not particularly limited, for example, vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma polymerization method, plasma CVD method Laser C VD method, thermal CVD method, coating method, etc. can be used.
  • an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorocarbon or silicon oil is injected in the gas phase and the liquid phase. It is preferable to do this.
  • a vacuum is also possible. It is also possible to enclose hygroscopic compounds inside.
  • Examples of the hygroscopic compound include, for example, metal oxides (for example, acid sodium, acid potassium, acid calcium, barium oxide, magnesium oxide, acid aluminum, etc.), sulfate (For example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate, etc.), metal halides (for example, calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, nordium iodide) , Magnesium iodide, etc.), perchloric acids (for example, barium perchlorate, magnesium perchlorate, etc.) and the like, and sulfates, metal halides and perchloric acids are preferably anhydrous salts. Used.
  • metal oxides for example, acid sodium, acid potassium, acid calcium, barium oxide, magnesium oxide, acid aluminum, etc.
  • sulfate for example, sodium sulfate, calcium
  • a protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween.
  • the mechanical strength is not necessarily high. Therefore, it is preferable to provide such a protective film and a protective plate.
  • the same glass plate, polymer plate 'film, metal plate' film, etc. used for the sealing can be used. It is preferable to use one film.
  • the organic EL element emits light inside a layer having a higher refractive index than air (refractive index is about 1.7 to 2.1), and about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer It is generally said that only the light of light can be extracted. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle ⁇ greater than the critical angle causes total reflection and cannot be extracted outside the device, or between the transparent electrode or light emitting layer and the transparent substrate. Light is totally reflected between them, and the light is transparent electrode or light emission This is because the light is guided in the layer, and as a result, light escapes in the direction of the side surface of the element.
  • refractive index is about 1.7 to 2.1
  • these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention.
  • a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter can be suitably used.
  • a method of forming a diffraction grating between any one of the substrate, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
  • the present invention can provide a device having higher brightness or durability.
  • the low refractive index layer examples include air-mouthed gel, porous silica, magnesium fluoride, and fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Further, it is preferably 1.35 or less.
  • the thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave exuded by evanescent enters the substrate.
  • the method of introducing a diffraction grating into an interface or any medium that causes total reflection has a feature that the effect of improving the light extraction efficiency is high.
  • This method uses a first-order diffraction grating
  • Bragg diffraction such as folding or second-order diffraction
  • the light emission layer force can be reflected by total reflection between layers, etc.
  • the diffraction grating to be introduced preferably has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in one direction diffracts only light traveling in a specific direction. The light extraction efficiency does not increase so much. However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, light traveling in all directions is diffracted, and the light extraction efficiency increases.
  • the position where the diffraction grating is introduced may be in any of the layers or in the medium (in the transparent substrate or the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.
  • the period of the diffraction grating is preferably about 1Z2 to about 3 times the wavelength of light in the medium.
  • the arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a Herma lattice.
  • the organic EL device of the present invention is processed on the light extraction side of the substrate, for example, so as to provide a structure on a microlens array, or in combination with a so-called condensing sheet, for example, in a specific direction, for example, the device light emitting surface.
  • a specific direction for example, the device light emitting surface.
  • the brightness in a specific direction can be increased.
  • a microlens array a quadrangular pyramid with a side of 30 m and an apex angle of 90 degrees is arranged two-dimensionally on the light extraction side of the substrate.
  • One side is preferably 10: LOO / z m. If the thickness is smaller than this, the effect of diffraction is generated, and if the size is too large, the thickness increases, which is not preferable.
  • the light condensing sheet for example, a sheet that has been put to practical use in an LED backlight of a liquid crystal display device can be used.
  • a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3EM may be used.
  • BEF brightness enhancement film
  • the shape of the prism sheet for example, a ⁇ -shaped stripe having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 m is formed on a base material. Alternatively, the apex angle may be rounded, the pitch may be changed randomly, or any other shape.
  • a light diffusing plate 'film may be used in combination with the light collecting sheet.
  • a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
  • a desired electrode material for example, a thin film having a material force for an anode is formed by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably 10 to 200 nm.
  • a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably 10 to 200 nm.
  • the thin film method for the organic compound thin film includes a spin coating method, a casting method, an ink jet method, a vapor deposition method, a printing method, and the like. Further, different film forming methods may be applied for each layer.
  • the deposition conditions may differ force generally boat temperature 50 to 450 ° C due to kinds of materials used, vacuum 10- 6 to 10-2 Pa, deposition speed 0.01 It is desirable to select appropriately within the range of ⁇ 50nmZ seconds, substrate temperature-50 ⁇ 300 ° C, film thickness 0.1nm ⁇ 5m.
  • a thin film having a cathode material force is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably in the range of 50 to 200 nm.
  • a desired organic EL device can be obtained by providing a cathode.
  • the organic EL device is preferably manufactured from the hole injection layer to the cathode consistently by a single vacuum, but it may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
  • the organic EL device of the present invention may be used in a multicolor display device.
  • the multicolor display device is provided with a shadow mask only when the light emitting layer is formed, and the other layers are common.
  • Jung is not necessary, and a film can be formed on one side by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing or the like.
  • the method is not limited, but a vapor deposition method, an inkjet method, and a printing method are preferable.
  • a vapor deposition method patterning using a shadow mask is preferred.
  • the multicolor display device of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources.
  • Display devices and displays can be displayed in full color by using three types of organic EL elements that emit blue, red, and green light.
  • Display devices and displays include televisions, computers, mono-wheel devices, AV devices, teletext displays, information displays in automobiles, and so on.
  • the drive method for using as a display device for video playback which may be used as a display device for reproducing still images or moving images, may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method! / ,.
  • Light emitting sources include home lighting, interior lighting, clock and liquid crystal backlights, signboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light The force including the light source of the sensor is not limited to this.
  • the organic EL element of the present invention may be used as an organic EL element having a resonator structure.
  • the use purpose of the organic EL element having such a resonator structure includes 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. However, it is not limited to these. Also, use it for the above-mentioned applications by causing laser oscillation. [0139] ⁇ Display device>
  • the organic EL element of the present invention may be used as a kind of lamp such as an illumination or exposure light source, a projection device that projects an image, or a type that directly recognizes a still image or a moving image. It may be used as a display device (display). When used as a display device for video playback, either the simple matrix (passive matrix) method or the active matrix method can be used. Alternatively, a full color display device can be produced by using two or more organic EL elements of the present invention having different emission colors.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a display device configured with organic EL element power.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a display such as a mobile phone that displays image information by light emission of an organic EL element.
  • the display 1 also 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 pixels for each scanning line are converted into image data signals by the scanning signal.
  • light is emitted sequentially, image scanning is performed, and image information is displayed on display unit A.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
  • the display portion A has a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6, a plurality of pixels 3 and the like on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below.
  • FIG. 2 shows a case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
  • the scanning line 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions ( Details are not shown).
  • the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6 and emits light according to the received image data.
  • Full color display is possible by appropriately arranging pixels in the red region, the green region, and the blue region on the same substrate.
  • 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.
  • a full color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 in a plurality of pixels and arranging them on the same substrate.
  • an image data signal is also applied to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6 in the control unit B force.
  • a scanning signal is applied to the gate of the switching transistor 11 via the control unit B force scanning line 5
  • the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is transferred to the capacitor 13 and the driving transistor. It is transmitted to the gate of the star 12.
  • the capacitor 13 By transmitting the image data signal, the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the drive of the drive transistor 12 is turned on.
  • the drive transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7 and a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and the organic EL element is connected 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 scanning signal is moved to the next scanning line 5 by the sequential scanning of the control unit B, the capacitor 13 holds the potential of the charged image data signal even if the movement is turned off, so that the driving transistor 12 is turned on. Is maintained, and the organic EL element 10 continues to emit light until the next scanning signal is applied.
  • the driving transistor 12 When the scanning signal is next applied by sequential scanning, the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.
  • the organic EL element 10 emits light by providing a switching transistor 11 and a drive transistor 12 which are active elements for the organic EL elements 10 of each of the plurality of pixels, and each of the organic EL elements 10 of the plurality of pixels 3.
  • the flash is activated.
  • Such a light emission method is called an active matrix method.
  • the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-value image data signal having a plurality of gradation potentials, or a predetermined light emission amount by a binary image data signal. On or off.
  • the potential of the capacitor 13 can be maintained until the next scanning signal is applied, or can be discharged immediately before the next scanning signal is applied!
  • a passive matrix light emission drive in which an organic EL element emits light according to a data signal only when a scanning signal is scanned.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a display device using a noisy matrix method.
  • a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a lattice shape so as to face each other with the pixel 3 interposed therebetween.
  • the scanning signal of the scanning line 5 is applied by sequential scanning, the pixel 3 connected to the applied scanning line 5 emits light according to the image data signal.
  • the noisy matrix method can reduce the manufacturing cost of an active element in pixel 3.
  • the organic EL material of the present invention can also be applied to an organic EL element that emits substantially white light as a lighting device.
  • a plurality of light emitting colors are simultaneously emitted by a plurality of light emitting materials to obtain white light emission by mixing colors.
  • the combination of multiple emission colors may include three emission maximum wavelengths of the three primary colors of blue, green, and blue, or the complementary colors such as blue and yellow, blue green and orange are used 2 It may be one containing two emission maximum wavelengths.
  • a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors includes a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent light emitting materials (light emitting dopants), a light emitting material that emits fluorescent light or phosphorescent light, and the light emitting material.
  • a combination of a plurality of light-emitting dopants is preferred for the white organic EL device according to the present invention.
  • the layer structure of the organic EL element for obtaining a plurality of emission colors includes a method in which a plurality of emission dopants are present in one emission layer, a plurality of emission layers, and a light emission in each emission layer. Examples thereof include a method in which dopants having different light wavelengths are present, and a method in which minute pixels that emit light at different wavelengths are formed in a matrix.
  • patterning may be performed by a metal mask, an inkjet printing method, or the like as needed during film formation.
  • a metal mask an inkjet printing method, or the like as needed during film formation.
  • patterning only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the element may be patterned.
  • the light emitting material used for the light emitting layer is not particularly limited.
  • a known light emitting material may be selected and combined so as to be whitened so that it matches the wavelength range corresponding to the CF (color filter) characteristics.
  • the white light-emitting organic EL element is used as various types of light-emitting light sources and lighting devices, as one type of lamp such as home lighting, interior lighting, and exposure light source. It is also useful for display devices such as backlights for liquid crystal display devices.
  • a backlight such as a clock, a signboard advertisement, a traffic light, a light source such as an optical storage medium, a light source of an electronic photocopier, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, and a display device are required. And a wide range of uses such as general household appliances.
  • Exemplified Compound D-12 was purified by sublimation to obtain Organic EL Device Material F.
  • the gold content was measured according to the measurement conditions described below.
  • TRIFT-2 (TOF-SIMS, manufactured by Huai, USA)
  • Measurement mass range 0.5 to: L000
  • Organic EL element OLED1-A was produced according to the method described below.
  • HT-1 and organic EL element material A were co-evaporated on the hole transport layer at a mass ratio of 20: 1 to provide a light emitting layer having a thickness of 20 ⁇ m.
  • the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
  • BCP was vapor-deposited on the light emitting layer to provide an electron transporting layer that also serves as a hole blocking layer with a thickness of lOnm.
  • Alq is vapor-deposited on the electron transport layer, and an electron injection layer having a thickness of 40 nm is further provided.
  • the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
  • the organic EL element material A is changed to the organic EL element in preparation of the organic EL element OLED1—A.
  • Substrate material B to organic EL element material is changed to the organic EL element in preparation of the organic EL element OLED1—A.
  • OLED1-B to OLED1-F were fabricated.
  • the light emission color of the organic EL elements OLED1—A to OLED1-F was blue.
  • OLED1-A started to flow with an initial drive voltage of 3V.
  • the luminous efficiency (lmZW) was measured when a DC voltage of 10 V was applied in a dry nitrogen gas atmosphere at a temperature of 23 ° C.
  • the luminous efficiency is organic EL element OLED1
  • the half-life time which was the time required for the initial luminance to drop to half of the original, was obtained, and this was used as a measure of durability.
  • the half-life time is expressed as a relative value when the organic EL element OLED1-A is 100.
  • the organic EL device using the organic EL device material of the present invention is highly effective as an organic EL device because it has higher luminous efficiency and improved durability compared to the comparative example. It was divided into being useful.
  • a positive electrode put a pattern on a substrate (NH-Techno Glass NA-45) made of ITO (Indium Toxide) with a thickness of 150 nm on a 100 mm X 100 mm X I. 1 mm glass substrate. Thereafter, the transparent support substrate provided with the ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
  • a substrate NH-Techno Glass NA-45
  • ITO Indium Toxide
  • a PEDOTZPESS solution (polyethylenedioxythiophene-polysulfonic acid dope: baytron (manufactured by Bayer)) was spin-coated on these two transparent support substrates to a film thickness of about lOOnm, and then dried by vacuum heating did.
  • 10 8 of 11-2, 250 mg of Exemplified Compound D-12 and 1 mg of palladium chloride were dissolved in 1500 ml of black mouth form, and the solution was spin-coated to obtain a light-emitting layer having a thickness of 150 nm.
  • This substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, BAlq is deposited by 20 nm, an electron transport layer is formed, and then lithium fluoride is formed.
  • a cathode was formed by vapor deposition of 0.5 nm aluminum and l lOnm.
  • This organic EL device contains 56 ppm of palladium with respect to HT-2 in the light emitting layer.
  • This organic EL device has improved luminous efficiency and durability compared to the one with no added palladium chloride.
  • the organic EL device material A described in Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that Exemplified Compound D-1 and Exemplified Compound D-6 were used instead of Exemplified Compound D-12.
  • the organic EL device was prepared in the same manner as the organic EL device 1 A, except that the deposition rate was adjusted to 100: 5: 0.6 and the light emitting layer was provided so that the film thickness was 30 nm. Element 4 1W was fabricated
  • the non-light-emitting surface of the obtained organic EL element 4-1W was covered with a glass case to obtain a lighting device.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the lighting device.
  • the organic EL element 101 was covered with a glass cover 102.
  • 105 is a cathode
  • 106 is an organic EL layer
  • 107 is a glass substrate with a transparent electrode.
  • the glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water catching agent 109 is provided.

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Abstract

　本発明は、発光効率が高く、耐久性に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子材料、該有機エレクトロルミネッセンス素子材料を有する有機エレクトロルミネッセンス素子、更には該有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた表示装置、照明装置を提供する。この有機エレクトロルミネッセンス素子材料は、オルトメタル化イリジウム錯体とイリジウムを除く周期表８～１０族の金属とを含有する有機エレクトロルミネッセンス素子材料であって、該金属の含有率が該オルトメタル化イリジウム錯体に対して０．０１～１００ｐｐｍであることを特徴とする。

Description

明 細 書
有機エレクト口ルミネッセンス素子材料、有機エレクト口ルミネッセンス素子
、照明装置及び表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、有機エレクト口ルミネッセンス素子材料、及びそれを含む有機エレクト口 ルミネッセンス素子、更には該有機エレクト口ルミネッセンス素子を用いた照明装置及 び表示装置に関する。
背景技術
[0002] 発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクト口ルミネッセンスディスプレイ（以 下、 ELDと略記する）がある。 ELDの構成要素としては、無機エレクト口ルミネッセン ス素子 (無機 EL素子)や有機エレクト口ルミネッセンス素子（以下、有機 EL素子とも ヽ う）が挙げられる。
[0003] 無機 EL素子は、平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるため には交流の高電圧が必要である。一方、有機 EL素子は、発光する化合物を含有す る発光層を陰極と陽極で挟んだ構成を有し、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'リン光)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、視認性が高ぐ薄 膜型の完全固体素子であるために、省スペース、携帯性等の観点力 注目されてい る。
[0004] し力しながら、今後の実用化に向けた有機 EL素子には、更なる低消費電力で効率 よく高輝度に発光する有機 EL素子の開発が望まれている。
[0005] 上記のような有機 EL素子の公知技術としては、例えば、スチルベン誘導体、ジスチ リルァリーレン誘導体また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している方法 (例えば、特許文献 1参 照。）、 8—ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホストイ匕合物として、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。）、 8—ヒドロ キシキノリンアルミニウム錯体をホストイ匕合物として、これにキナク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。）等があり、いずれの技 術も蛍光量子収率の高い蛍光体をドープすることによって、従来の素子に比べて発 光輝度を向上させている。
[0006] しかし、上記のドープされる微量の蛍光体からの発光は励起一重項からの発光で あり、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 力 S 1 : 3であるため、発光性励起種の生成確率が 25%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（ r? ext)の限界は 5%とされている。と ころが、プリンストン大力 励起三重項力 のリン光発光を用いる有機 EL素子が報告 (例えば、非特許文献 1参照。）がされて以来、室温でリン光を示す材料の研究が活 発になってきている（例えば、非特許文献 2及び特許文献 4参照。 ) 0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最大 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。
[0007] 例えば、多くの化合物が、イリジウム錯体系など重金属錯体を中心に合成検討され ている（例えば、非特許文献 3参照。 ) 0また、ドーパントとして、トリス（2—フ ニルピリ ジン)イリジウムを用いた検討がされている（例えば、非特許文献 2参照。 ) 0その他、 ドーパントとして L Ir (acac) (ここで Lは 2座の配位子、 acacはァセチルアセトンを表
2
す）、例えば、（ppy) Ir (acac) (例えば、非特許文献 5参照。）を、またドーパントとし
2
て、トリス（2— (p—トリル)ピリジン)イリジウム (Ir (ptpy) ) ,トリス (ベンゾ [h]キノリン）
3
イリジウム (Ir (bzq) )、Ir (bzq) ClP (Bu)等を用いた検討 (例えば、非特許文献 6参
3 2 3
照。）が行われている。
[0008] また高い発光効率を得るために、正孔輸送性の化合物をリン光性ィ匕合物のホストと して用いている (例えば、非特許文献 4参照)。また各種電子輸送性材料をリン光性 化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている（例えば 、非特許文献 4参照)。更にホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている（ 例えば、非特許文献 5参照。）。
[0009] しかし、緑色発光については理論限界である 20%近くの外部取り出し効率が達成 されているものの、特に、高輝度発光時における効率の大幅な低下という問題があり 、またその他の発光色については、未だ十分な効率が得られておらず改良が必要で ある。例えば、高効率な青色発光を実現する有機 EL素子の検討例 (例えば、特許文 献 5参照。）がある。加えて今後の実用化に向けた有機 EL素子では、更に低消費電 力で耐久性のある有機 EL素子の開発が望まれている。
[0010] 有機 EL素子に用いられるリン光性ドーパントについては、これまでにも非常に多く の開示がある（例えば、特許文献 4、 6、 7、 8、 9及び 10等参照。 )0
[0011] これらの開示の多くは、高い発光効率、高い色純度、優れた耐久性を目的としてい る。し力しながら、現在までのところ、有機 EL素子に用いられるリン光性ドーパントイ匕 合物として要求される諸要素につ!、て未だ充分とは!、えず、より新し!/、観点からの改 良が必要である。
[0012] 一方、有機 EL素子を大面積ィ匕するにあたり、低分子化合物を用いた有機 EL素子 の作製において、一般的である真空蒸着法による製造は、設備やエネルギー効率の 面で問題があることが知られており、インクジェット法やスクリーン印刷法などを含む 印刷法もしくはスピンコートあるいはキャストコートといった塗布法が望ましいと考えら れている。
[0013] また、例えば、白色発光素子を作製する際には、異なる発光極大波長をもつ複数 の発光性ィ匕合物を発光層に設置しなければならないが、特にリン光発光素子の場合 、真空蒸着法で複数のリン光性ドーパントを毎回同じ比率で蒸着することは困難であ り、製造時の歩留まりに問題の出ることが予想されるが、溶剤溶解性に優れた材料を 用いて前記印刷法や塗布法による有機 EL素子の作製が可能となれば、リン光性ド 一パントを同じ比率で混合した溶液を調製することによって、製造されるいずれの有 機 EL素子に対しても同じ比率のリン光性ドーパントを含有せしめることができ、同じ 発光色の白色発光有機 EL素子を安定的に作製することが可能となる。
[0014] 塗布法の例として、例えば、 PPV、ポリアルキルフルオレン誘導体（PAF)等の高分 子である発光体 (例えば、非特許文献 7、 8参照。）や、ポリスチレン、ポリメチルメタク リレート、 PVK等の高分子中に低分子の発光色素を分散、または溶解させる技術（ 例えば、特許文献 11、非特許文献 9参照）が知られている。また、ビュルカルバゾー ル重合体とイリジウム錯体の共重合体が非常に優れた有機 EL素子となることが報告 されている（例えば、非特許文献 10参照）が、このような従来の有機 EL素子では発 光輝度、発光効率 (例えば、外部取り出し量子効率等）、耐久性、駆動電力において
、十分に満足のできる性能が得られて 、なかった。
特許文献 1：特許第 3093796号公報
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:米国特許第 6, 097, 147号明細書
特許文献 5 :特開 2002— 100476号公報
特許文献 6：特開 2001— 247859号公報
特許文献 7：特開 2002— 83684号公報
特許文献 8：特開 2002— 175884号公報
特許文献 9：特開 2002— 338588号公報
特許文献 10：特開 2003 - 7469号公報
特許文献 11：特開平 4 212286号公報
非特許文献 1 : M. A. Baldo et al. , Nature, 395卷、 151〜154頁（1998年） 非特許文献 2 : M. A. Baldo et al. , Nature、 403卷、 17号、 750〜753頁（200 0年）
非特許文献 3 : S. Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. , 123卷、 4304頁（2 001年）
非特許文献 4:Ikai et al. , The 10th International Workshop on Inorga nic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松)
非特許文献 5 : M. E. Tompson et al. , The 10th International Worksho p on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松) 非特許文献 6 : Moon— Jae Youn. Og, Tetsuo Tsutsui et al. , The 10th I nternational Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescen ce (EL' 00、浜松）
非特許文献 7 :Nature、 357卷、 477頁（1992年） 非特許文献 8：アドバンスドマテリアルズ、 4項（ 1992年）
非特許文献 9 :第 38回応用物理学関係連合講演会予稿集 31頁 G— 12 (1991年 )
非特許文献 10 :平成 15年度 NHK放送技研公開予稿集、 52〜57頁
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0015] 本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、発光効率が高ぐ 耐久性に優れた有機エレクト口ルミネッセンス素子材料、該有機エレクト口ルミネッセ ンス素子材料を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子、更には該有機エレクトロル ミネッセンス素子を用いた表示装置及び照明装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0016] 本発明の上記目的は、下記構成により達成された。
[0017] 1.オルトメタル化イリジウム錯体と、イリジウムを除く周期表 8〜 10族の金属とを含 有する有機エレクト口ルミネッセンス素子材料であって、該イリジウムを除く周期表 8〜 10族の金属の含有率が、該オルトメタル化イリジウム錯体に対して 0. Olppm以上、 lOOppm以下であ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材料。
[0018] 2.前記イリジウムを除く周期表 8〜10族の金属力 Fe、 Ru、 Rh、 Pt及び Pdから選 ばれる少なくとも 1種の金属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 ネッセンス素子材料。
[0019] 3.基板上に第一電極と、少なくとも発光層を含む構成層と、第二電極とがこの順で 積層された有機エレクト口ルミネッセンス素子において、該構成層の少なくとも 1層が 、前記 1または 2に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子材料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。
[0020] 4.前記構成層の少なくとも 1層が、発光層であることを特徴とする前記 3に記載の 有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[0021] 5.前記構成層の少なくとも 1層が、前記有機エレクト口ルミネッセンス素子材料を溶 解した塗布液を用いて作製されたことを特徴とする前記 3または 4に記載の有機エレ タトロルミネッセンス素子。 [0022] 6.前記作製が、インクジェット法により行われることを特徴とする前記 5に記載の有 機エレクト口ルミネッセンス素子。
[0023] 7.前記構成層の少なくとも 1層が、前記有機エレクト口ルミネッセンス素子材料を分 散した塗布液を用いて作製されたことを特徴とする前記 3または 4に記載の有機エレ タトロルミネッセンス素子。
[0024] 8.発光が白色であることを特徴とする前記 3乃至 7のいずれか 1項に記載の有機ェ レクト口ルミネッセンス素子。
[0025] 9.前記 3乃至 8のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を有する ことを特徴とする表示装置。
[0026] 10.前記 3乃至 8のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を有す ることを特徴とする照明装置。
[0027] 11.前記 10に記載の照明装置と、表示手段としての液晶素子とを有することを特 徴とする表示装置。
発明の効果
[0028] 本発明により、発光効率が高ぐ耐久性に優れた有機エレクト口ルミネッセンス素子 材料、該有機エレクト口ルミネッセンス素子材料を有する有機エレクト口ルミネッセンス 素子、更には該有機エレクト口ルミネッセンス素子を用いた表示装置及び照明装置を 提供することができた。
図面の簡単な説明
[0029] [図 1]有機 EL素子力も構成される表示装置の一例を示した模式図である。
[図 2]表示部 Aの模式図である。
[図 3]画素を構成する駆動回路の等価回路図である。
[図 4]パッシブマトリックス方式による表示装置の模式図である。
[図 5]照明装置の概略図である。
[図 6]照明装置の断面図である。
符号の説明
[0030] 1 ディスプレイ
3 画素 5 走査線
6 データ線
7 電源ライン
10 有機 EL素子
11 スイッチングトランジスタ
12 馬区動トランジスタ
13 コンデンサ
A 表示部
B 制御部
102 ガラスカバー
105 陰極
106 有機 EL層
107 透明電極付きガラス基板
108 窒素ガス
109 捕水剤
発明を実施するための最良の形態
[0031] 本発明者等は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、リン光性ドーパントとして オルトメタル化イリジウム錯体を用いる際、イリジウムを除く周期表 8〜10族の金属を 微量混合したものを用いると、駆動電圧が低下して素子の耐久性が向上することを 見いだした。
[0032] また、本発明の有機 EL素子材料を溶媒に溶解して塗布法で作製した有機 EL素子 では、特に、素子の駆動電圧が低下し、耐久性が向上することを見いだした。更に、 本発明の有機 EL素子材料を溶媒に分散して塗布法で作製した有機 EL素子でも、 効果的に駆動電圧が低下し、素子の耐久性が向上することを見いだした。
[0033] 以下、本発明を詳細に説明する。
[0034] (オルトメタル化イリジウム錯体）
本発明の有機 EL素子材料は、オルトメタル化イリジウム錯体（orthometalated Ir Complexes)カゝらなる材料である。オルトメタルイ匕金属錯体とは、例えば、「有機金 属化学—基礎と応用—」 pl50、 232 裳華房社 山本明夫著 1982年発行、「Pho tochemistry and Photophysics
of Coordination Compounds」p / 1〜7 pld5〜14o、 Springer— Verlag千土 、 H. Yersin著 1987年発行等に記載されている化合物群の総称である。
[0035] オルトメタル化イリジウム錯体のイリジウムの価数は、特に限定しないが、 3価が好ま しい。オルトメタル化イリジウム錯体の配位子は、オルトメタルイ匕錯体を形成し得るもの であれば特に問わないが、例えば、ァリール基置換含窒素へテロ環誘導体 (ァリール 基の置換位置は含窒素へテロ環窒素原子の隣接炭素上であり、ァリール基としては 、例えば、フエ-ル基、ナフチル基、アントリル基、フエナントリル基、ピレニル基など が挙げられ、更に、炭素環、ヘテロ環と縮環を形成してもよい。含窒素へテロ環として は、例えば、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、キノキサ リン、フタラジン、キナゾリン、ナフトリジン、シンノリン、ペリミジン、フエナント口リン、ピ ローノレ、イミダゾール、ピラゾール、ォキサゾール、ォキサジァゾール、トリァゾーノレ、 チアジアゾール、ベンズイミダゾール、ベンズォキサゾール、ベンズチアゾール、フエ ナントリジンなどが挙げられる）、ヘテロァリール基置換含窒素へテロ環誘導体 (へテ ロアリール基の置換位置は含窒素へテロ環窒素原子の隣接炭素上であり、ヘテロァ リール基としては、例えば、前記の含窒素へテロ環誘導体を含有する基、チェニル基 、フリル基などが挙げられる）、 7, 8—べンゾキノリン誘導体、ホスフィノアリール誘導 体、ホスフイノへテロアリール誘導体、ホスフイノキシァリール誘導体、ホスフイノキシへ テロアリール誘導体、アミノメチルァリール誘導体、アミノメチルヘテロァリール誘導体 等が挙げられる。
[0036] 本発明に係る化合物は、オルトメタル化錯体を形成するに必要な配位子以外に他 の配位子を有していてもよい。他の配位子としては種々の公知の配位子がある力 例 ば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds 」 Springer— Verlag社 H. Yersin著 1987年発行、「有機金属化学—基礎と応 用—」 裳華房社 山本明夫著 1982年発行 等に記載の配位子 (例えば、ハロゲ ン配位子 (好ましくは塩素配位子）、含窒素へテロ環配位子 (例えば、ビビリジル、フ ェナント口リンなど）、ジケトン配位子なと）が挙げられる。本発明に係る化合物の配位 子の種類は 1種類でもよいし、複数の種類があってもよい。錯体中の配位子の数は 好ましくは 1〜3種類であり、特に好ましくは 1、 2種類であり、更に好ましくは 1種類で ある。
[0037] (イリジウムを除く周期表 8〜： LO族の金属）
本発明に係るイリジウムを除く周期表 8〜： LO族の金属としては、好ましくは Fe、 Ru、 Rh、 Pt、 Pdが挙げられる。
[0038] (イリジウムを除く周期表 8〜： LO族の金属の含有量）
本発明の有機 EL素子材料中のイリジウムを除く周期表 8〜10族の金属の含有量 は、 0. Olppm以上、 lOOppm以下であること力 本発明に記載の効果を得るための 必須要件である力 好ましい範囲を段階的に示すと 0. Olppm以上、 lOppm以下、 より好ましく ίま 0. Olppm以上、 lppm以下、特に好ましく ίま 0. Olppm以上、 0. lpp m以下である。イリジウムを除く周期表 8〜10族の金属の含有量については、 0. Olp pm未満では添加効果が極めて小さぐまた lOOppmを超えると発光効率の低下及 び駆動電圧の上昇を招来してしまう。ここで、本発明では、 ppmのディメンジョンは〔m gZkg〕である。
[0039] (イリジウムを除く周期表 8〜10族の金属の存在形態）
本発明の有機 EL素子材料中に含まれるイリジウムを除く周期表 8〜10族の金属は 、どのような形で含有 (存在しているともいう）されていてもよぐ金属単体、金属の酸 化物または金属塩等の状態で含有されて 、ることが好ま 、。
[0040] (イリジウムを除く周期表 8〜： LO族の金属を含有させる方法）
本発明の有機 EL素子材料中にイリジウムを除く周期表 8〜10族の金属を含有させ る方法は、公知の添加方法を適用することができ、添加の時期は有機 EL素子の作 製時でもよぐ前記有機化合物含有層を構成する材料中に含有させてお!、てもよ!、
[0041] 有機 EL素子作製時に導入する場合は、イリジウムを除く周期表 8〜10族の金属を 含有させる有機化合物含有層 (有機膜ともいう）を先に形成しておいて、後からイオン ドーピング法などでドープしてもよいし、共蒸着してもよい。また、溶液力もの塗布で 薄膜形成が可能な場合には、スピンコーティング法やディップコーティング法などの 溶液からの塗布法が使用できる。この場合、ドーピングされる有機化合物とドープす るイリジウムを除く周期表 8〜10族の金属を不活性なポリマー中に分散して用いても よい。
[0042] (有機 EL素子材料中のイリジウムを除く周期表 8〜： LO族の金属含有量の測定方法 )
本発明において、有機 EL素子材料中のイリジウムを除く周期表 8〜10族の金属の 含有量を求める方法としては、二次イオン質量分析法 (以下 SIMSと 、う）を用いる。 二次イオン質量分析法の詳細は、 日本表面科学会編、二次イオン質量分析法 (丸善 (東京)、（1999) )を参照することができる。二次イオン質量分析法は、用いる一次ィ オンの電流密度力 ダイナミック一 SIMSとスタティック一 SIMSとに分類される力 本 発明においては、スタティックモードで、特にイオンの透過率が高い TOF— SIMS ( 飛行時間型二次イオン質量分析計)が用いられる。
[0043] 測定においては、予めイリジウムを除く周期表 8〜： LO族の金属の含有量既知の原 料粉体をシリコンウェハー上に塗布、あるいは付着させ基準試料とする。この基準試 料と素子それぞれを同じ条件で測定し、基準試料測定力 得られたイリジウムを除く 周期表 8〜10族の金属のイオン信号強度と素子から得られた信号強度とを比較して 素子中の該金属の量を算出する。 TOF— SIMSを用いての詳細な測定条件は、実 施例において記載する。
[0044] 《有機 EL素子の構成層》
本発明の有機 EL素子の構成層につ 、て説明する。
[0045] 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。
[0046] (i)陽極 Z発光層 Z電子輸送層 Z陰極
(ii)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層 Z陰極
(iii)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極
(iv)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極バッファ一層 Z陰極
(v)陽極 Z陽極バッファ一層 Z正孔輸送層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 z陰極バッファ一層 z陰極
t陽極 3
有機 EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい (4eV以上)金属、合金、電 気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。こ のような電極物質の具体例としては、 Au等の金属、 Cul、インジウムチンォキシド (IT 0)、 SnO、 ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、 IDIXO (In O—ZnO)
2 2 3 等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよ!ヽ。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ぐあるいはパターン精度をあまり必要としない場 合は（100 μ 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。また、陽極としてのシート抵抗は数百 Ω / 口以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよる力、通常 10〜： L000nm、好ましくは 10 〜200nm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 ヽ (4eV以下)金属 (電子注入性金属と称する） 、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。 このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム一カリウム合金、マグネシ ゥム、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、マグネシウム 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- ゥム (Al O )混合物、インジウム、リチウム Zアルミニウム混合物、希土類金属等が挙
2 3
げられる。これらの中で、電子注入性及び酸ィ匕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、マグネシウム 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 (Al o )混合物、リチウム Zァ
2 3
ルミ-ゥム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電極物質を蒸着や スパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。ま た、陰極としてのシート抵抗は数百 Ω /口以下が好ましぐ膜厚は通常 10〜： LOOOn m、好ましくは 50〜200nmの範囲で選ばれる。 [0048] 〔透明電極、半透明電極〕
本発明に係る前記陽極、前記陰極は発光を透過させるために、少なくとも一方が透 明電極または半透明電極であることが好ましい。ここで、半透明とは当該業者公知の 可視光城で透過率測定を行った場合に、透過率が 10%以上のものを半透明と定義 し、また透明とは好ましくは前記透過率が 80%以上のものを透明と定義する。
[0049] 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、正孔輸送層、電子 輸送層等について説明する。
[0050] 〔注入層：電子注入層、正孔注入層〕
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と 発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在 させてちょい。
[0051] 注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる 層のことで、「有機 EL素子とその工業ィ匕最前線（1998年 11月 30日 ェヌ'ティー'ェ ス社発行)」の第 2編第 2章「電極材料」（123〜166頁）に詳細に記載されており、正 孔注入層（陽極バッファ一層）と電子注入層（陰極バッファ一層）とがある。
[0052] 陽極バッファ一層（正孔注入層）は、例えば、特開平 9 45479号、同 9 260062 号、同 8— 288069号の各公報等に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、酸ィ匕バナジウムに代表される 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-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一層等が挙げられる
[0053] 陰極バッファ一層（電子注入層）は、例えば、特開平 6— 325871号、同 9 17574 号、同 10— 74586号の各公報等にその詳細が記載されており、具体的には、スト口 ンチウムゃアルミニウム等に代表される金属バッファ一層、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カリ土類金 属化合物バッファ一層、酸ィヒアルミニウムに代表される酸ィヒ物バッファ一層等が挙げ られる。
[0054] 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ぐ素材にもよるがその 膜厚は 0. lnm〜5 mの範囲が好ましい。
[0055] 〔阻止層：正孔阻止層、電子阻止層〕
阻止層は、上記のごとく有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けら れるものである。例えば、特開平 11 204258号、同 11 204359号の各公報、及 び「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 237頁等に記載されて 、る正孔阻止（ホールブロック）層がある。
[0056] 正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ 正孔を輸送する能力が著しく小さい材料力 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。また、後述する電子輸送 層の構成を必要に応じて、本発明に係わる正孔阻止層として用いることができる。本 発明の有機 EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好まし い。
[0057] 一方、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い材料力 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。正孔輸送層とは正 孔を輸送する機能を有する材料からなり、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、電子輸送層は単層もしくは複数層設けることが できる。
[0058] 〔発光層〕
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層カゝら注入されてくる 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 つても発光層と隣接層との界面であってもよい。
[0059] (ホストイ匕合物）
本発明の有機 EL素子の発光層には、以下に示すホスト化合物とリン光性化合物（ リン光発光性ィ匕合物とも 、う）が含有されることが好ま 、。本発明にお 、てホストイ匕 合物とは、発光層に含有される化合物の内でその層中での質量比が 20%以上であ り、且つ室温（25°C)において、リン光発光のリン光量子収率が 0. 1未満の化合物と 定義される。好ましくはリン光量子収率が 0. 01未満である。 [0060] 更に、公知のホストイ匕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 用いることで電荷の移動を調整することが可能であり、有機 EL素子を高効率ィ匕する ことができる。また、リン光性ィ匕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 一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
[0061] 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、発光 の長波長化を防ぎ、且つ高 Tg (ガラス転移温度)である化合物が好ま U 、。
[0062] 公知のホストイ匕合物の具体例としては、以下の各公開特許に記載されている化合 物が挙げられる。
[0063] 特開 2001— 257076号公報、同 2002— 308855号公報、同 2001— 313179号 公報、同 2002— 319491号公報、同 2001— 357977号公報、同 2002— 334786 号公報、同 2002— 8860号公報、同 2002— 334787号公報、同 2002— 15871号 公報、同 2002— 334788号公報、同 2002— 43056号公報、同 2002— 334789 号公報、同 2002— 75645号公報、同 2002— 338579号公報、同 2002— 10544 5号公報、同 2002— 343568号公報、同 2002— 141173号公報、同 2002— 352 957号公報、同 2002— 203683号公報、同 2002— 363227号公報、同 2002— 2 31453号公報、同 2003— 3165号公報、同 2002— 234888号公報、同 2003— 2 7048号公報、同 2002— 255934号公報、同 2002— 260861号公報、同 2002— 280183号公報、同 2002— 299060号公報、同 2002— 302516号公報、同 2002 — 305083号公報、同 2002— 305084号公報、同 2002— 308837号公報等。
[0064] 本発明で言うところのリン光発光エネルギーとは、ホストイ匕合物を基板上に lOOnm で形成した蒸着膜のフォトルミネッセンスを測定し、そのリン光発光の 0— 0バンドのピ ークエネノレギーを言う。
[0065] 本発明において用いるホストイ匕合物は、リン光発光エネルギーが 2. 9eV以上で、 かつ Tgが 90°C以上のものであることが好ましい。 Tgが 90°Cより低いと、有機 EL素子 の長期間にわたる保存での劣化 (輝度低下、膜性状の劣化)が大きぐ照明装置の 光源としての市場ニーズを満足し得ない。即ち、輝度と耐久性の両方を満足するた めには、リン光発光エネルギーが 2. 9eV以上、且つ Tgが 90°C以上のものであること が好ましい。 Tgは更に好ましくは 100°C以上である。
[0066] (リン光性化合物 (リン光発光性化合物) )
発光層に使用される材料 (以下、発光材料という）として、上記のホストイ匕合物を含 有すると同時にリン光性ィ匕合物を含有することが好ましい。これにより、より発光効率 の高 、有機 EL素子とすることができる。本発明に係るオルトメタルイリジウム錯体は、 好ましくは、ここで述べるリン光性ィ匕合物として用いられる。
[0067] 本発明に係るリン光性ィ匕合物は、励起三重項力もの発光が観測される化合物であ り、室温（25°C)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が 25°Cにおいて 0 . 01以上の化合物である。リン光量子収率は、好ましくは 0. 1以上である。上記リン 光量子収率は、第 4版実験化学講座 7の分光 IIの 398頁（1992年版、丸善）に記載 の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定で きるが、本発明に用いられるリン光性ィ匕合物は、任意の溶媒のいずれかにおいて上 記リン光量子収率が達成されればよい。
[0068] リン光性ィ匕合物の発光は原理としては 2種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホ ストィ匕合物上でキャリアの再結合が起こってホストイ匕合物の励起状態が生成し、この エネルギーをリン光性ィ匕合物に移動させることでリン光性ィ匕合物力 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ィ匕合物がキャリアトラップとなり、リン光性 化合物上でキャリアの再結合が起こり、リン光性ィ匕合物力も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イ匕合物の励起状態のエネルギーよりも低 、ことが条件である。リン 光性ィ匕合物は有機 EL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!/、ることができる。
[0069] 以下、本発明に係るオルトメタルイリジウム錯体の具体例を示す力 本発明はこれら に限定されない。これらの化合物は、例えば、 Inorg. Chem. 40卷、 1704〜1711 に記載の方法等により合成できる。
[0070] [化 1] D D-2
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2]
8α1
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剛 [εζοο]
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81· 60Z860/900Z OAV [e^ ] [woo]
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61· 60Z860/900Z OAV
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本発明の有機 EL素子にぉ 、ては、発光層中に上述したオルトメタルイリジウム錯 体を含む材料と共に、更に複数のリン光性ィ匕合物を含有していてもよい。用いられる リン光性ィ匕合物としては、元素の周期表で 8〜10族の金属を含有する錯体系化合物 であり、好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、白金化合物（白金錯体系化 合物）、希土類錯体であり、 M. A. Baldo et al. , Nature, 403卷、 17号、 750〜 753頁（2000年）、 S. Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. , 123卷、 4304 頁（2001年）、 M. E. Tompson et al. , The 10th International Worksho p on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松)、 Moo n Jae Youn. Og, Tetsuo Tsutsui et al. , The 10th International Wor kshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL' 00、浜松)、 Ikai et. al. , The 10th International Workshop on Inorganic and O rganic Electroluminescence (EL' 00、浜松;)、特開 2001— 247859号、同 200 2— 105055号、同 2002— 117978号の各公報等に記載のィ匕合物力 S挙げられる。
[0076] 発光材料は、 p—ポリフエ-レンビ-レンやポリフルオレンのような高分子材料でもよ ぐ更に前記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料を高分子の主鎖 とした高分子材料を使用してもよい。
[0077] この発光層は、上記発光材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法 、 LB法などの公知の薄膜ィ匕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 5ηπι〜5 /ζ πιの範囲で選ばれる。この発光層はこ れらの発光材料一種または二種以上力もなる一層構造であってもよいし、あるいは同 一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
[0078] また、この発光層は、上記発光材料を溶剤に溶解した塗布液をインクジェット法で ノターニングして製膜することも好まし ヽ。
[0079] また、この発光層は、上記発光材料を溶剤に分散した塗布液を用いて製膜すること も好ましい。分散方法として、良く知られた微粒子分散液を製造する方法を用いるこ とができる。例えば、ホモジナイザー（高圧、超音波等）、ビーズミル、ジェットミル、ァ ルティマイザ一による物理的な力による分散や、乳化分散等がある。上記方法にカロ えて、高分子材料の場合、気相重合、乳化重合、懸濁重合等の方法により、高分子 微粒子を合成し、これを分散液 (場合によっては、再分散が必要な場合もある)とする 方法があり、本発明に係る分散方法に用いることができる。またこれらの方法を複合 して用いても構わない。また、ナノ粒子の調整法として再沈法も報告されている (化学 と工業、 137頁、 2002年)。この方法を用いることによりナノサイズの直系を持つナノ 粒子の製造が可能であり、本発明の効果を得る上で好適である（参考:非線形光学 材料製造法として Ρ2723200)。
[0080] 《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。正孔輸送層は単層もしくは複数層設け ることがでさる。
[0081] 正孔輸送材料としては特に制限はなぐ従来、光導伝材料にお!、て、正孔の電荷 注入輸送材料として慣用されて 、るものや EL素子の正孔注入層、正孔輸送層に使 用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
[0082] 正孔輸送材料は正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性の!/、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、トリァゾール誘導体、ォキ サジァゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン 誘導体及びピラゾロン誘導体、フ 二レンジァミン誘導体、ァリールァミン誘導体、アミ 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、ァニリン系共重 合体、また導電性高分子オリゴマー、特にチォフェンオリゴマー等が挙げられる。
[0083] 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力 ボルフイリンィ匕合物、 芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミンィ匕 合物を用いることが好まし 、。
[0084] 芳香族第三級アミンィ匕合物及びスチリルアミンィ匕合物の代表例としては、 N, N, N ' , N' —テトラフエニル一 4, 4' —ジァミノフエ-ル； N, N' —ジフエ-ル一 N, N ' —ビス（3—メチルフエ-ル）一〔1, 1' —ビフエ-ル〕一 4, 4' —ジァミン（TPD) ; 2, 2 ビス（4 ジ一 p トリルァミノフエ-ル）プロパン； 1, 1—ビス（4 ジ一 p トリ ルァミノフエ-ル）シクロへキサン； N, N, N' , N' —テトラ一 p トリル一 4, 4' - ジアミノビフエ-ル； 1 , 1 ビス（4 ジ一 p トリルァミノフエ-ル） 4 フエ-ルシク 口へキサン；ビス（4 -ジメチルァミノ 2 メチルフエ-ル）フエニルメタン；ビス（4 -ジ —p トリルァミノフエ-ル）フエ-ルメタン； N, N' —ジフエ-ル一 N, N' —ジ（4— メトキシフエ-ル） 4, 4' ージアミノビフエニル； N, N, N' , N' —テトラフエ-ル —4, 4' ージアミノジフエ-ルエーテル； 4, 4' ビス（ジフエ-ルァミノ）クオ一ドリフ ェ -ル； N, N, N トリ（p トリル）ァミン； 4— (ジ— p トリルァミノ）— 4' —〔4— (ジ —p トリルァミノ）スチリル〕スチルベン； 4— N, N ジフエ-ルァミノ—（2 ジフエ- ルビ-ル）ベンゼン； 3—メトキシ一 4' — N, N ジフエニルアミノスチルベンゼン； N フエ-ルカルバゾール、更には米国特許第 5, 061, 569号明細書に記載されて いる 2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、 4, 4' ビス〔N—（1ーナ フチル） N フエ-ルァミノ〕ビフヱ-ル（NPD)、特開平 4 308688号公報に記 載されているトリフエ-ルァミンユニットが 3つスターバースト型に連結された 4, 4' , A" —トリス〔?^— (3—メチルフエ-ル） N フエ-ルァミノ〕トリフエ-ルァミン（MTD ATA)等が挙げられる。
[0085] 更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。
[0086] また、 型ー31, p型 SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として 使用することができる。
[0087] また、本発明においては、正孔輸送層の正孔輸送材料は 415nm以下に蛍光極大 波長を有することが好ましい。即ち、正孔輸送材料は正孔輸送能を有しつつ、且つ 発光の長波長化を防ぎ、なお且つ高 Tgである化合物が好ま 、。
[0088] この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、 LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成す ることができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5〜5000 nm程度である。この正孔輸送層は上記材料の一種または二種以上からなる一層構 造であってもよい。
[0089] また、不純物をドープした p性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例とし ては、特開平 4— 297076号、特開 2000— 196140号、同 2001— 102175号の各 公報、 J. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004)などに記載されたものが挙げられる。
[0090] 本発明においては、このような ρ性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電 力の素子を作製することができるため好ましい。
[0091] 〔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。電子輸送層は単層もしくは複数層設け ることができる。従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して 陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料 (正孔阻止材料を兼ねる） としては、下記の材料が知られている。更に電子輸送層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ぐ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る。
[0092] この電子輸送層に用いられる材料 (以下、電子輸送材料という）の例としては、 -ト 口置換フルオレン誘導体、ジフヱ-ルキノン誘導体、チォピランジオキシド誘導体、ナ フタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、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、ォキサジァゾール誘導 体などが挙げられる。更に上記ォキサジァゾール誘導体において、ォキサジァゾ一 ル環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知 られて!ヽ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 とがでさる。
[0093] 更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。
[0094] 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)アルミ- ゥム（Alq)、トリス（5, 7—ジクロロ一 8—キノリノール）アルミニウム、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 8 -キノリノール）アルミ-ゥ ム、トリス（5—メチル 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)など、及びこれらの金属錯体の中心金属が In、 Mg、 Cu、 Ca、 Sn、 Gaまたは Pbに 置き替わった金属錯体も、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 リーも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 など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 Si、 n型一 SiCなどの無機 半導体も電子輸送材料として用いることができる。
[0095] 電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャス ト法、インクジェット法を含む印刷法、 LB法等の公知の方法により、薄膜ィ匕することに 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が、通常は 5nm〜5 μ m程度、好ましくは 5〜200nmである。電子輸送層は上記材料の 1種ま たは 2種以上力もなる一層構造であってもよ 、。 [0096] また、不純物をドープした n性の高 、電子輸送層を用いることもできる。その例とし ては、特開平 4— 297076号、同 10— 270172号、特開 2000— 196140号、同 200 1— 102175号の各公報、 Appl. Phys. , 95, 5773 (2004)などに記載されたも のが挙げられる。
[0097] 本発明においては、このような η性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電 力の素子を作製することができるため好ましい。
[0098] 〔支持基盤〕
本発明の有機 EL素子に用いることのできる支持基盤 (以下、基体、基板、基材、支 持体等ともいう）としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなぐまた透 明であっても不透明であってもよい。支持基盤側力 光を取り出す場合には、支持基 盤は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基盤としては、ガラス 、石英、透明榭脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基盤は、有機 EL 素子にフレキシブル性を与えることが可能な榭脂フィルムである。
[0099] 榭脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリエチレンナ フタレート（PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セル口 ースジアセテート、セノレローストリアセテート、セノレロースアセテートブチレート、セノレ口 ースアセテートプロピオネート（CAP)、セルロースアセテートフタレート（TAC)、セル ロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩ィ匕ビユリ デン、ポリビュルアルコール、ポリエチレンビュルアルコール、シンジォタクティックポ リスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン榭脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケ トン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリフエ-レンスルフイド、ポリスルホン 類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素榭脂、ナイロン、ポ リメチルメタタリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン (商品名 JSR社製） あるいはアベル (商品名三井化学社製) 、つたシクロォレフイン系榭脂等を挙げら れる。
[0100] 榭脂フィルムの表面には無機物、有機物の皮膜またはその両者のハイブリッド皮膜 が形成されていてもよぐ水蒸気透過度が 0. 01gZm2' day atm以下のバリア性フィ ルムであることが好ましぐ更には酸素透過度 10— 3gZm2Zday以下、水蒸気透過度 10— 5g/m2/day以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
[0101] 該ノリア膜を形成する材料としては、水分や酸素など素子の劣化をもたらすものの 浸入を抑制する機能を有する材料であればよぐ例えば、酸化珪素、二酸化珪素、 窒化珪素などを用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するために、これら無 機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機 層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好 ましい。
[0102] 該バリア膜の形成方法については特に限定はなぐ例えば、真空蒸着法、スパッタ リング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法 、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマ CVD 法、レーザー CVD法、熱 CVD法、コーティング法などを用いることができる力 特開 2004— 68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特 に好ましい。
[0103] 不透明な支持基盤としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板'フィルムゃ不 透明榭脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
[0104] 本発明の有機 EL素子において、発光の室温における外部取り出し効率は 1%以 上であることが好ましぐより好ましくは 5%以上である。ここに、外部取り出し量子効 率(％) =有機 EL素子外部に発光した光子数 Z有機 EL素子に流した電子数 X 100 である。
[0105] 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 EL素子から の発光色を、蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。色 変換フィルターを用いる場合においては、有機 EL素子の発光の λ maxは 480nm以 下が好ましい。
[0106] 〔封止〕
本発明に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基盤とを接 着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材としては有機 EL素子の表示領 域を覆うように配置されておればよぐ凹板状でも平板状でもよい。また透明性、電気 絶縁性は特に問わない。 [0107] 具体的には、ガラス板、ポリマー板'フィルム、金属板'フィルム等が挙げられる。ガ ラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、ノ リウム 'ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス 、アルミノケィ酸ガラス、ホウケィ酸ガラス、ノ リウムホウケィ酸ガラス、石英等を挙げる ことができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレ フタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板 としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チ タン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタル力 なる群力 選ばれる一種以 上の金属または合金力もなるものが挙げられる。本発明においては、素子を薄膜ィ匕 できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。 更にはポリマーフィルムは酸素透過度 10— 3g/m2/day以下、水蒸気透過度 10— 5g Zm2Zday以下のものであることが好ましい。封止部材を凹状にカ卩ェするのは、サン ドプラスト加工、化学エッチングカ卩ェ等が使われる。
[0108] 接着剤として、具体的にはアクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応 性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、 2 シァノアクリル酸エステルなど の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。またエポキシ系などの熱及び化学 硬化型（二液混合)を挙げることができる。またホットメルト型のポリアミド、ポリエステル 、ポリオレフインを挙げることができる。またカチオン硬化タイプの紫外線硬化型ェポ キシ榭脂接着剤を挙げることができる。
[0109] なお、有機 EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温力 80°Cまでに 接着硬化できるものが好ま ヽ。また前記接着剤中に乾燥剤を分散させてお!ヽても よい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリ ーン印刷のように印刷してもよ!/、。
[0110] また有機層を挟み支持基盤と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し 、支持基盤と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にでき る。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素など素子の劣化をもたらす ものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよぐ例えば、酸化珪素、二酸ィ匕 珪素、窒化珪素などを用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するためにこれ ら無機層と有機材料カゝらなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の 形成方法については特に限定はなぐ例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応 性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレー ティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマ CVD法、レーザー C VD法、熱 CVD法、コーティング法などを用いることができる。
[0111] 封止部材と有機 EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では窒素、アル ゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入す ることが好ましい。また真空とすることも可能である。また内部に吸湿性ィ匕合物を封入 することちでさる。
[0112] 吸湿性ィ匕合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸ィ匕ナトリウム、酸ィ匕カリウム 、酸ィ匕カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸ィ匕アルミニウム等）、硫酸塩（ 例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属 ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タ ンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化ノ リウム、沃化マグネシウム等）、過塩 素酸類 (例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸 塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類にぉ 、ては無水塩が好適に用いられる。
[0113] 〔保護膜、保護板〕
有機層を挟み支持基盤と対向する側の前記封止膜あるいは前記封止用フィルムの 外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい 。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも 高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用すること ができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板'フィルム 、金属板'フィルム等を用いることができる力 軽量、且つ薄膜ィ匕ということからポリマ 一フィルムを用いることが好まし 、。
[0114] 有機 EL素子は空気よりも屈折率の高い (屈折率が 1. 7〜2. 1程度)層の内部で発 光し、発光層で発生した光の内、 15%から 20%程度の光しか取り出せないことがー 般的に言われている。これは臨界角以上の角度 Θで界面 (透明基板と空気との界面 )に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電 極ないし発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光 層を導波し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
[0115] この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸 を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法 (米国特許第 4, 774, 435号 明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法 (特開昭 63— 31 4795号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法 (特開平 1— 220394号公 報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成 する方法 (特開昭 62— 172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率 を持つ平坦層を導入する方法 (特開 2001— 202827号公報)、基板、透明電極層 や発光層のいずれかの層間 (含む、基板と外界間）に回折格子を形成する方法 (特 開平 11 283751号公報）などがある。
[0116] 本発明においては、これらの方法を本発明の有機 EL素子と組み合わせて用いるこ とができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方 法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間 (含む、基板と外界間） に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
[0117] 本発明はこれらの手段を組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優 れた素子を得ることができる。
[0118] 透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成する と、透明電極力 出てきた光は媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が高 くなる。
[0119] 低屈折率層としては、例えば、エア口ゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ 素系ポリマーなどが挙げられる。透明基板の屈折率は一般に 1. 5〜1. 7程度である ので、低屈折率層は屈折率がおよそ 1. 5以下であることが好ましい。また更に 1. 35 以下であることが好ましい。
[0120] また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の 2倍以上となるのが望ましい。これは 低屈折率媒質の厚みが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波 が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
[0121] 全反射を起こす界面もしくはいずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光 取り出し効率の向上効果が高 、と 、う特徴がある。この方法は回折格子が 1次の回 折や 2次の回折といったいわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定 の向きに変えることができる性質を利用して、発光層力 発生した光の内、層間での 全反射等により外に出ることができない光をいずれかの層間、もしくは媒質中 (透明 基板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出 そうとするものである。
[0122] 導入する回折格子は二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは 発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周 期的な屈折率分布を持っている一般的な 1次元回折格子では、特定の方向に進む 光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分 布を二次元的な分布にすることによりあらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出 し効率が上がる。
[0123] 回折格子を導入する位置としては前述のとおり、いずれかの層間、もしくは媒質中（ 透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍 が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約 1Z2〜3倍程度 が好ましい。回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハ-カムラチ ス状など 2次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
[0124] 〔集光シートパーツ〕
本発明の有機 EL素子は、基板の光取り出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ上 の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることにより、 特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上 の輝度を高めることができる。マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側 に一辺が 30 mでその頂角が 90度となるような四角錐を 2次元に配列する。一辺は 10〜： LOO /z mが好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付ぐ大きす ぎると厚みが厚くなり好ましくない。
[0125] 集光シートとしては、例えば、液晶表示装置の LEDバックライトで実用化されている ものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーェム社製 輝度上昇フィルム (BEF)などを用いることができる。プリズムシートの形状としては、 例えば、基材に頂角 90度、ピッチ 50 mの△状のストライプが形成されたものであつ てもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他 の形状であってもよい。
[0126] また、発光素子からの光放射角を制御するため、光拡散板'フィルムを集光シートと 併用してもよい。例えば、（株)きもと製の拡散フィルム (ライトアップ)などを用いること ができる。
[0127] 《有機 EL素子の作製方法》
本発明の有機 EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層 Z陰極からなる有機 EL素子の作製法につい て説明する。
[0128] まず適当な基体上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質力 なる薄膜を 1 μ m 以下、好ましくは 10〜200nmの膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法によ り形成させ、陽極を作製する。次にこの上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送 層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形成させ る。
[0129] この有機化合物薄膜の薄膜ィ匕の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト 法、インクジェット法、蒸着法、印刷法等がある。更に層ごとに異なる製膜法を適用し てもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は使用する化合物の種類等 により異なる力 一般にボート加熱温度 50〜450°C、真空度 10—6〜10—2Pa、蒸着速 度 0. 01〜50nmZ秒、基板温度— 50〜300°C、膜厚 0. lnm〜5 mの範囲で適 宜選ぶことが望ましい。
[0130] これらの層の形成後、その上に陰極用物質力もなる薄膜を 1 μ m以下好ましくは 50 〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により 形成させ、陰極を設けることにより所望の有機 EL素子が得られる。この有機 EL素子 の作製は一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好まし いが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活 性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
[0131] 本発明の有機 EL素子は、多色表示装置に用いてもよい。多色表示装置は発光層 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、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印 刷法等で膜を形成できる。
[0132] 発光層のみパターニングを行う場合その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法、 インクジェット法、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 用いたパターユングが好まし 、。
[0133] また、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層 、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
[0134] このようにして得られた多色表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を +、 陰極を—の極性として電圧 2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また、逆の 極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じな!/ヽ。更に交流電圧を印加 する場合には、陽極が +、陰極が—の状態になったときのみ発光する。なお、印加 する交流の波形は任意でょ 、。
[0135] 本発明の多色の表示装置は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用 いることができる。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の 3種の有機 EL素子を用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。表示デバイス、ディスプ レイとしてはテレビ、ノ ソコン、モノくィル機器、 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 てもよぐ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!/、。
[0136] 発光光源としては、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広 告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、 光センサーの光源等が挙げられる力 これに限定するものではない。
[0137] また、本発明の有機 EL素子に共振器構造を持たせた有機 EL素子として用いても よい。
[0138] このような共振器構造を有した有機 EL素子の使用目的としては、光記憶媒体の光 源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げら れるが、これらに限定されない。またレーザー発振をさせることにより、上記用途に使 用してちょい。 [0139] 《表示装置》
本発明の有機 EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使用して もよいし、画像を投影するタイプのプロジェクシヨン装置や、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 ヽ。または異なる発光色を有する本 発明の有機 EL素子を 2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製する ことが可能である。
[0140] 本発明の有機 EL素子力 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。
[0141] 図 1は、有機 EL素子力 構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機 EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの 模式図である。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等力もなる。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。
[0142] 図 2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。図 2において、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。
[0143] 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、緑領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、 フルカラー表示が可能となる。
[0144] 次に、画素の発光プロセスを説明する。 [0145] 図 3は、画素の模式図である。画素は有機 EL素子 10、スイッチングトランジスタ 11 、駆動トランジスタ 12、コンデンサ 13等を備えている。複数の画素に有機 EL素子 10 として、赤色、緑色、青色発光の有機 EL素子を用い、これらを同一基板上に並置す ることでフルカラー表示を行うことができる。
[0146] 図 3において、制御部 B力もデータ線 6を介してスイッチングトランジスタ 11のドレイ ンに画像データ信号が印加される。そして、制御部 B力 走査線 5を介してスィッチン グトランジスタ 11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ 11の 駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ 13と駆動トランジ スタ 12のゲートに伝達される。
[0147] 画像データ信号の伝達により、コンデンサ 13が画像データ信号の電位に応じて充 電されるとともに、駆動トランジスタ 12の駆動がオンする。駆動トランジスタ 12は、ドレ インが電源ライン 7に接続され、ソースが有機 EL素子 10の電極に接続されており、ゲ 一トに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン 7から有機 EL素子 10に 電流が供給される。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 動がオフしてもコンデンサ 13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、 駆動トランジスタ 12の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われる まで有機 EL素子 10の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加された とき、走査信号に同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ 12 が駆動して有機 EL素子 10が発光する。
[0148] 即ち、有機 EL素子 10の発光は複数の画素それぞれの有機 EL素子 10に対して、 アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ 11と駆動トランジスタ 12を設けて、複数 の画素 3それぞれの有機 EL素子 10の発光を行って 、る。このような発光方法をァク ティブマトリックス方式と呼んで 、る。
[0149] ここで、有機 EL素子 10の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号 による複数の階調の発光でもよ 、し、 2値の画像データ信号による所定の発光量の オン、オフでもよい。またコンデンサ 13の電位の保持は次の走査信号の印加まで継 続して保持してもよ 、し、次の走査信号が印加される直前に放電させてもよ!、。 [0150] 本発明にお 、ては、上述したアクティブマトリックス方式に限らず、走査信号が走査 されたときのみデータ信号に応じて有機 EL素子を発光させるパッシブマトリックス方 式の発光駆動でもよい。
[0151] 図 4は、ノッシブマトリックス方式による表示装置の模式図である。図 4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 、る画素 3が画像データ信号に応じて発光する。ノッシブマトリックス方式 では画素 3にアクティブ素子がなぐ製造コストの低減が計れる。
[0152] 《照明装置》
本発明の有機 EL材料は、また照明装置として、実質白色の発光を生じる有機 EL 素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させて混色に より白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青色の 3原 色の 3つの発光極大波長を含有させたものでもよいし、青色と黄色、青緑と橙色等の 補色の関係を利用した 2つの発光極大波長を含有したものでもよい。
[0153] また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または 蛍光を発光する材料 (発光ドーパント）を複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光を 発光する発光材料と該発光材料からの光を励起光として発光する色素材料とを組み 合わせたものの 、ずれでもよ ヽが、本発明に係わる白色有機 EL素子にぉ ヽては、 発光ドーパントを複数組み合わせる方式が好まし 、。
[0154] 複数の発光色を得るための有機 EL素子の層構成としては、複数の発光ドーパント を一つの発光層中に複数存在させる方法、複数の発光層を有し、各発光層中に発 光波長の異なるドーパントをそれぞれ存在させる方法、異なる波長に発光する微小 画素をマトリックス状に形成する方法等が挙げられる。
[0155] 本発明の白色の有機 EL素子においては、必要に応じ製膜時にメタルマスクやイン クジェットプリンティング法等でパター-ングを施してもよ 、。パターユングする場合は 電極のみをパターユングしてもよいし、電極と発光層をパターユングしてもよいし、素 子全層をパターユングしてもよ 、。
[0156] 発光層に用いる発光材料としては特に制限はなぐ例えば、液晶表示素子におけ るノ ックライトであれば、 CF (カラーフィルター）特性に対応した波長範囲に適合する ように、公知の発光材料の中力 任意のものを選択して組み合わせて白色化すれば よい。
[0157] このように、白色発光有機 EL素子は前記表示デバイス、ディスプレイに加えて、各 種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また露光光源のような 1種の ランプとして、液晶表示装置のバックライト等、表示装置にも有用に用いられる。
[0158] その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、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、更には表示装置を 必要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
実施例
[0159] 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
[0160] 実施例 1
《有機 EL素子材料の調製》
〔有機 EL素子材料 Aの調製〕
例示化合物 D— 12の 2. OOgを、塩化メチレン 100mlに溶解し、テトラクロ口白金酸 (II)カリウムの 0. 5%水溶液と混合し、分液し、濃縮した。これを昇華精製し、有機 EL 素子材料 Aを得た。
[0161] 〔有機 EL素子材料 Bの調製〕
例示化合物 D— 12の 2. OOgを、塩化メチレン 100mlに溶解し、テトラクロ口白金酸 (II)カリウムの 1. 0%水溶液と混合し、分液し、濃縮した。これを昇華精製し、有機 EL 素子材料 Bを得た。
[0162] 〔有機 EL素子材料 Cの調製〕
例示化合物 D— 12の 2. OOgを、塩化メチレン 100mlに溶解し、テトラクロ口白金酸 (II)カリウムの 3. 0%水溶液と混合し、分液し、濃縮した。これを昇華精製し、有機 EL 素子材料 Cを得た。
[0163] 〔有機 EL素子材料 Dの調製〕
例示化合物 D— 12の 2. OOgを、塩化メチレン 100mlに溶解し、テトラクロ口白金酸 (II)カリウムの 10%水溶液と混合し、分液し、濃縮した。これを昇華精製し、有機 EL 素子材料 Dを得た。
[0164] 〔有機 EL素子材料 Eの調製〕
例示化合物 D— 12の 1. OOgを、塩化メチレン 100mlに溶解し、テトラクロ口白金酸 (II)カリウムの 10%水溶液と混合し、分液し、濃縮した。これを昇華精製し、有機 EL 素子材料 Eを得た。
[0165] 〔有機 EL素子材料 Fの調製〕
例示化合物 D— 12を昇華精製し、これを有機 EL素子材料 Fとした。
[0166] 《有機 EL素子材料中の金属含有量の測定》
上記調製した各有機 EL素子材料について、以下に記載の測定条件に従って、白 金含有量を測定した。
[0167] (測定条件）
測定装置 ： TRIFT— 2 (TOF— SIMS、米国フアイ社製）
一次イオン ：インジウム
一次イオン加速電圧： 15kV
一次イオン電流 ： 20nA
一次イオンパルス幅： 780ps (バンチング後）
測定面積 ：60 /ζ πι角
測定質量範囲 ：0. 5〜： L000
以上の方法により得られた結果は、下記の通りである。
〈有機 EL素子材料〉 〈白金含有量 (PPm) >
有機 EL素子材料 A 0. 05ppm
有機 EL素子材料 B 0. 80ppm
有機 EL素子材料 C 7. 3ppm
有機 EL素子材料 D 36ppm
有機 EL素子材料 E 150ppm
有機 EL素子材料 F < 0. Olppm
《有機 EL素子の作製》
〔有機 EL素子 OLED1 - Aの作製〕 有機 EL素子 OLED1— Aを、以下に記載の方法に従って作製した。
[0168] 陽極として 100mm X 100mm X I . 1mmのガラス基板上に、 ITO (インジウムチン ォキシド)を 150nm成膜した基板 (NHテクノグラス社製 NA— 45)にパターユングを 行った後、この ITO透明電極を設けた透明支持基板を、イソプロピルアルコールで超 音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間行った。この透明支持 基板を真空蒸着装置に取付け、次いで真空槽を 4 X 10— 4Paまで減圧した後、 a N PDを透明支持基板に共蒸着し、膜厚 45nmの正孔輸送層を設けた。次に、 HT— 1 と有機 EL素子材料 Aを上記正孔輸送層上に、質量比 20 : 1で共蒸着して膜厚 20η mの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。更に BCPを上記発 光層の上に蒸着して、膜厚 lOnmの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。 更に、 Alqを上記電子輸送層の上に蒸着して、更に膜厚 40nmの電子注入層を設
3
けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
[0169] [化 6]
Figure imgf000039_0001
[0170] 次いで、フッ化リチウム 0. 5nm及びアルミニウム l lOnmを蒸着して陰極を形成し、 有機 EL素子 OLED1— Aを作製した。
[0171] 〔有機 EL素子 OLED1— B OLEDl— Fの作製〕
上記有機 EL素子 OLED1— Aの作製にぉ ヽて、有機 EL素子材料 Aを有機 EL素 子材料 B〜有機 EL素子材料 Fにそれぞれ変更した以外は同様にして、有機 EL素子
OLED1— B〜OLEDl— Fを作製した。
《有機 EL素子の評価》
以上のようにして作製した有機 EL素子 OLED1— A〜OLEDl— Fにつ!/、て、下 記の各評価を行い、得られた結果を表 1に示す。
[0172] (発光効率の測定）
有機 EL素子 OLED1— A〜OLEDl—Fの発光色は青色であった。有機 EL素子
OLED1—Aは、初期駆動電圧 3Vで電流が流れ始めた。有機 EL素子 OLED1—A
〜OLEDl— Fについて、温度 23°C、乾燥窒素ガス雰囲気下で 10V直流電圧を印 カロした時の発光効率 (lmZW)を測定した。なお、発光効率は有機 EL素子 OLED1
—Aのそれを 100とした時の相対値で表した。
[0173] (耐久性の評価）
各有機 EL素子を lOmAZcm2の一定電流で駆動したときに、初期輝度が元の半 分に低下するのに要した時間である半減寿命時間を求め、これを耐久性の尺度とし た。半減寿命時間は、有機 EL素子 OLED1— Aを 100とした時の相対値で表した。
[0174] [表 1]
Figure imgf000040_0001
[0175] 表 1から明らかなように、本発明の有機 EL素子材料を用いた有機 EL素子は、比較 例に対し、発光効率が高ぐ耐久性が改善されたことから、有機 EL素子として非常に 有用であることが分力つた。
[0176] 実施例 2
《有機 EL素子 (塗布系リン光発光素子)の作製》
陽極として 100mm X 100mm X I. 1mmのガラス基板上に、 ITO (インジウムチン ォキシド)を 150nm成膜した基板 (NHテクノグラス社製 NA— 45)にパターユングを 行つた後、この ITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコ一ルで超 音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間行った。
[0177] この 2枚の透明支持基板上に、 PEDOTZPESS溶液 (ポリエチレンジォキシチォ フェン—ポリスルフォン酸ドープ体： baytron (バイエル社製） )を膜厚約 lOOnmでス ピンコートした後、真空加熱乾燥した。この上に、 11丁ー2を108、例示化合物 D— 12 を 250mg、塩化パラジウム lmgをクロ口ホルム 1500mlに溶解し、その溶液をスピン コートすることで膜厚 150nmの発光層を得た。この基板を市販の真空蒸着装置の基 板ホルダーに固定し、 BAlqを 20nm蒸着し、電子輸送層を形成した後、フッ化リチ
3
ゥム 0. 5nm及びアルミニウム l lOnmを蒸着して陰極を形成した。この有機 EL素子 は、発光層中で、 HT— 2に対してパラジウムとして 56ppm含有している。この有機 E L素子は、塩化パラジウムを添加しな力 たものに比べて、発光効率、耐久性が改善 されていた。
[0178] [化 7]
Figure imgf000041_0001
[0179] 実施例 3
《フルカラー表示装置の作製》
実施例 1に記載の有機 EL素子材料 Aの調製にぉ 、て、例示化合物 D— 12に代え て、例示化合物 D— 1、例示化合物 D— 6を各々用いた以外は同様にして、有機 EL 素子材料 AG、有機 EL素子材料 ARを調製し、それを用いて有機 EL素子 OLED1 — Aと同様の方法で、それぞれ有機 EL素子 OLED3— AG (緑色発光）、有機 EL素 子 OLED3— AR (赤色発光)を作製した。
[0180] 実施例 1で作製した有機 EL素子 OLED1—A (青色発光)と、上記作製した有機 E L素子の各々を同一基板上に並置し、図 1に示すような形態を有するアクティブマトリ ックス方式フルカラー表示装置を作製した。
[0181] 実施例 4
《照明装置の作製》
実施例 1で作製した有機 EL素子 OLED1— Aにお 、て、 HT— 1の入った加熱ボ ートと有機 EL素子材料 Aの入ったボート、例示化合物 D— 9 (Btp Ir(acac)ともいう）
2
、例示化合物 D— 12の入ったボートをそれぞれ独立に通電して、発光ホストである H T— 1と発光ドーパントである例示化合物 D 12及び例示化合物 D 9 (Btp Ir (aca
2 c) )の蒸着速度が 100 : 5 : 0. 6になるように調節し、膜厚が 30nmになるように発光層 を設けた以外は、有機 EL素子 1 Aと同様の方法で有機 EL素子 4 1Wを作製した
[0182] 得られた有機 EL素子 4—1Wの非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。
この様にして作製した照明装置は、発光効率が高ぐ発光寿命の長い白色光を発す る薄型の照明装置として使用することができた。図 5は照明装置の断面図である。有 機 EL素子 101はガラスカバー 102で覆った。 105は陰極で 106は有機 EL層、 107 は透明電極付きガラス基板である。なお、ガラスカバー 102内には窒素ガス 108が充 填され、捕水剤 109が設けられている。

Claims

請求の範囲
[1] オルトメタル化イリジウム錯体と、イリジウムを除く周期表 8〜10族の金属とを含有する 有機エレクト口ルミネッセンス素子材料であって、該イリジウムを除く周期表 8〜： LO族 の金属の含有率が、該オルトメタル化イリジウム錯体に対して 0. Olppm以上、 ΙΟΟρ pm以下であ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材料。
[2] 前記イリジウムを除く周期表 8〜 10族の金属力 Fe、 Ru、 Rh、 Pt及び Pdから選ば れる少なくとも 1種の金属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材料。
[3] 基板上に第一電極と、少なくとも発光層を含む構成層と、第二電極とがこの順で積 層された有機エレクト口ルミネッセンス素子において、該構成層の少なくとも 1層が、 請求の範囲第 1項または第 2項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子材料を含 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。
[4] 前記構成層の少なくとも 1層が、発光層であることを特徴とする請求の範囲第 3項に 記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[5] 前記構成層の少なくとも 1層が、前記有機エレクト口ルミネッセンス素子材料を溶解 した塗布液を用いて作製されたことを特徴とする請求の範囲第 3項または第 4項に記 載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[6] 前記作製が、インクジェット法により行われることを特徴とする請求の範囲第 5項に 記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[7] 前記構成層の少なくとも 1層が、前記有機エレクト口ルミネッセンス素子材料を分散 した塗布液を用いて作製されたことを特徴とする請求の範囲第 3項または第 4項に記 載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[8] 発光が白色であることを特徴とする請求の範囲第 3項乃至第 7項のいずれか 1項に 記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[9] 請求の範囲第 3項乃至第 8項の 、ずれ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス 素子を有することを特徴とする表示装置。
[10] 請求の範囲第 3項乃至第 8項の 、ずれ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス 素子を有することを特徴とする照明装置。 請求の範囲第 10項に記載の照明装置と、表示手段としての液晶素子とを有するこ とを特徴とする表示装置。
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