WO2006100925A1 - 有機ｅｌ素子用材料、有機ｅｌ素子、表示装置及び照明装置 - Google Patents

有機ｅｌ素子用材料、有機ｅｌ素子、表示装置及び照明装置 Download PDF

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light
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Noboru Sekine
Tomohiro Oshiyama
Masato Nishizeki
Eisaku Katoh
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Konica Minolta Holdings, Inc.
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    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole

Definitions

  • the present invention relates to an organic EL element material, and an organic EL element, a display device, and an illumination device using the same.
  • ELD EL display
  • ELD components include inorganic EL elements and organic EL elements.
  • Inorganic EL elements have been used as planar light sources, but a high AC voltage is required to drive the light emitting elements.
  • An organic EL device has a structure in which a light-emitting layer containing a light-emitting compound is sandwiched between a cathode and an anode, and electrons and holes are injected into the light-emitting layer and recombined to generate excitons.
  • it is a thin-film, complete solid-state device with a wide viewing angle and high visibility, and is attracting attention from the viewpoints of space saving and portability.
  • organic EL elements for practical use in the future, it is desired to develop organic EL elements that emit light efficiently and with high luminance with lower power consumption.
  • an organic EL device having an organic light emitting layer in which an 8-hydroxyquinoline aluminum complex is used as a host compound and a small amount of a phosphor is doped therein for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-264692
  • 8 An organic EL device for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-255190 having an organic light emitting layer in which a hydroxyquinoline aluminum complex is a host compound and doped with a quinatalidone dye is known.
  • the upper limit of the internal quantum efficiency is 100%, so that in principle, the luminous efficiency is doubled compared to the case of the excited singlet, and almost the same performance as a cold cathode tube is obtained. It is also attracting attention as a lighting application.
  • Tetsuo Tsutsui et al. also used tris (2- (p-tolyl) pyridine) iridium (Ir (ptpy )), G
  • metal complexes are generally called orthometalated iridium complexes.
  • bidentate ligands that bind to the central metal through two coordination atoms, such as pyrrolidine, and derivatives thereof have been used as suitable examples of orthometal complexes.
  • the emission brightness and light-emitting efficiency are greatly improved compared to conventional organic EL elements because the emitted light is derived from phosphorescence. Therefore, it is known that it is lower than conventional organic EL elements.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-181617
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-247859
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-332291
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-332292
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-338588
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-226495
  • Patent Document 7 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-234894
  • Patent Document 8 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-73355
  • Patent Document 9 International Publication No.04Z39781 Pamphlet
  • Non-Patent Document 1 Inorganic Chemistry, No. 43, No. 21, pp. 6513-6515 (2004)
  • An object of the present invention is to provide a material for an organic EL element having a high synthesis yield and luminous efficiency and a long emission lifetime, an organic EL element using the same, a display device and an illumination device using the organic EL element It is to be.
  • a material for an organic EL device which is a metal complex represented by the following general formula (1), wherein the ligand portion has at least one substituent that suppresses bidentate coordination. .
  • M is a metal.
  • X, Y, Z, X, Y, Z are a carbon atom or a nitrogen atom,
  • At least one of the combinations (X, Y, Z) or (X, Y, Z) is a carbon atom.
  • ⁇ R is a substituent, and nl to n6 are 0 or an integer of 1 or more.
  • each of the combinations of (Ring A, Ring B, Ring C) or (Ring D, Ring E, Ring F) is a substituent bonded to at least one ring by a carbon atom.
  • the ring B and the ring E have at least one substituent having a van der Waals volume (VDW) of 3 OA 3 or more.
  • VDW van der Waals volume
  • At least one of the substituents R of ring B is van der Waal.
  • the volume (VDW) is 55 A 3 or more, or any one of the items 1 to 3, Material for organic EL devices.
  • At least one of the ring A to the ring F has a 5-membered ring structure, and the organic according to any one of the above 1 to 4, Materials for EL elements.
  • the material for an organic EL device according to the item.
  • An organic EL device comprising the material for an organic EL device according to any one of 1 to 7 in one of constituent layers forming the organic EL device.
  • One of the constituent layers is a light emitting layer, and the light emitting layer contains the material for an organic EL device according to any one of 1 to 7, Organic EL element.
  • Z represents an atomic group forming an aromatic heterocycle, and Z represents an aromatic heterocycle or aromatic ring.
  • R represents a hydrogen atom or a substituent.
  • a display device comprising the organic EL element according to any one of 8 to 10 above.
  • An illuminating device comprising the organic EL element according to any one of 8 to L0.
  • a material for an organic EL device having a high synthesis yield and a high light emission efficiency and a long light emission lifetime can be obtained.
  • an organic EL element using the organic EL element, a display device using the organic EL element, and a lighting device can be provided.
  • 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 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 schematic diagram of a lighting device.
  • the material for an organic EL device of the present invention is characterized in that it has a completed structure by having two tridentate ligands that can be coupled in a tridentate manner with a hexacoordinate central metal.
  • the tridentate ligand has three rings, each ring being directly bonded.
  • Such tridentate ligands have more bonds with the central metal than bidentate ligands such as ferro-lysine, which have been used so far, and therefore energy transfer between the metal and the ligand is limited. It becomes easy and highly efficient light emission becomes possible. Furthermore, a larger stable energy associated with complex formation can be obtained.
  • the organic EL device material according to any one of claims 1 to 7 is used, and any one of claims 1 to 10 is used. With the structure described, it was possible to obtain an organic EL device with a high emission yield and a high synthesis yield and luminous efficiency.
  • each tridentate ligand there are three coordination atoms in each tridentate ligand, but the carbon metal bond has at least one each in order to improve the stability of the metal complex.
  • the coordinating atom is a carbon atom.
  • the ligand is characterized by having a substituent that suppresses bidentate coordination in order to improve the synthesis yield of the metal complex.
  • substituents may be present only in one of the two tridentate ligands, but such ligands may be present on both ligands for further synthetic yield improvement. It is preferable to have.
  • This substituent is particularly preferably a substituent bonded to the ring B or E, which is the central ring of the tridentate ligand, with a carbon atom.
  • Even more preferred instrument 45A that substituent is van der Waals volume (VDW) is 30 A 3 or more at which it is preferred instrument 3 ⁇ 3 ⁇ 25 ⁇ it is more preferably a 3 instrument 30 A 3 ⁇ 200A 3 most preferred, it is a 3 ⁇ 150 a 3.
  • VDW van der Waals volume
  • the tridentate ligand has six ring structures of ring A to ring F, and is not particularly limited as long as it is a ring that can be bonded to a metal, but a 5-membered or 6-membered aromatic hydrocarbon.
  • the ring both aromatic carbocycles!
  • aromatic heterocycles both heteroaromatic rings
  • ring B and ring E may have a 6-membered ring structure. Further preferred.
  • at least one ring preferably has a 5-membered ring structure.
  • the organic EL element material may have a counter ion, but is preferably neutral as a whole.
  • the central metal is not particularly limited as long as it is capable of 6-coordination and can obtain electroluminescence, but is a transition metal element included in Groups 8 to 11 in the periodic table. It is preferably Ir, Os or Rh.
  • the method for producing the organic EL device is not particularly limited, but the metal complex according to the present invention, which is preferably wet, is preferably the main chain or part of the side chain of the polymer chain.
  • the material for an organic EL device of the present invention is preferably used for a light emitting layer which is one of the force constituent layers used in any of the constituent layers of the organic EL element. It is preferably used as a dopant in the light emitting layer for further high efficiency light emission.
  • a light emitting layer which is one of the force constituent layers used in any of the constituent layers of the organic EL element. It is preferably used as a dopant in the light emitting layer for further high efficiency light emission.
  • the materials constituting the other organic layers such as the electron transport layer, the hole transport layer, and the light-emitting host to be used, it is possible to emit light with higher brightness and higher efficiency, and further the length of the organic EL element.
  • the service life can be extended. From such a viewpoint, it is more preferable to use the compound represented by the general formula (2) in at least one of the organic layers as a light emitting host or a hole blocking material.
  • the metal complex represented by the general formula (1) of the present invention will be described.
  • the present inventors have provided a metal complex having two tridentate ligands represented by the general formula (1) instead of the bidentate ligands that have been studied in various fields.
  • the tridentate ligand in the present invention is characterized by having a substituent that suppresses bidentate coordination.
  • the ring B and the ring E is a central ring of particular tridentate ligand in the van der Waals volume (VDW) is 30 A 3 or a perforated it is preferable substituents that instrument 30A 3 ⁇ 250A 3 there it is, it is most preferable even more preferred instrument 45 ⁇ 3 ⁇ 15 ⁇ 3 it is a preferred tool 3 ⁇ 3 ⁇ 20 ⁇ 3 Ri good.
  • VDW van der Waals volume
  • VDW is more preferably a 55 A 3 or more than that preferred instrument 55 A 3 ⁇ 450A 3 that tool
  • O LO L is bulky, and O LO L can be selectively tridentately coordinated with the ligand by the substituent, and the formation of a desired bidentate complex can be suppressed.
  • VDW van der Waals
  • Ring A to ring F are aromatic hydrocarbon rings, aromatic heterocycles or heterocycles.
  • the aromatic hydrocarbon ring constituting ring A to ring F includes a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, an azulene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a pyrene ring, a tarisene ring, a naphthacene ring, Triphenylene ring, o-terphel ring, m-terphel ring, p-terphel ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen Ring, picene ring, pyrene ring, pyranthrene ring, anthraanthrene ring and the like.
  • the aromatic heterocyclic ring constituting ring A to ring F includes a furan ring, a thiophene ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a benzimidazole ring, an oxadiazole ring, a triazole ring, Imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, force rubazole ring, carboline ring, diaza force rubazole ring (Indicates a ring in which one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom).
  • R to R are substituents, and examples of the substituent include an alkyl group (for example, a methyl group and an ethyl group).
  • Propyl group isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, etc.), cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.) ), An alkenyl group (eg, a buyl group, an aryl group, etc.), an alkynyl group (eg, an ethynyl group, a propargyl group, etc.), an aryl group (eg, a phenyl group, a naphthyl group, etc.), an aromatic heterocyclic group (eg, Furyl group, chayl group, pyridyl group, pyridazyl group, pyrimidyl group, birazinyl group, triazyl group, imi
  • nl to n6 are 0 or a positive integer, and an integer of 0 to 4 is preferable.
  • the compound represented by the general formula (1) according to the present invention is preferably used in at least one of the constituent layers (organic layers) of the organic EL device.
  • one of the constituent layers is a light emitting layer, and it is preferable to use a compound represented by the general formula (1) as a dopant in this light emitting layer.
  • a compound represented by the general formula (1) as a dopant in this light emitting layer.
  • organic EL element materials to organic EL elements
  • the organic EL device material of the present invention it is preferably used for the light emitting layer in the constituent layers (details will be described later) of the organic EL device.
  • the light emitting layer as described above, it is preferably used as a light emitting dopant.
  • the mixing ratio of the light-emitting dopant to the light-emitting host that is the host compound as the main component in the light-emitting layer is preferably 0.1% by mass to less than 30% by mass.
  • the luminescent dopant may be a mixture of a plurality of types of compounds.
  • the partner to be mixed may have a different structure, and other metal complexes or phosphorescent dopants or fluorescent dopants having other structures may be used.
  • Luminescent dopants phosphorescent dopant, fluorescent dopant, etc.
  • Luminescent dopants can be broadly divided
  • fluorescent dopants that emit fluorescence
  • phosphorescent dopants that emit phosphorescence
  • Representative examples of the former include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamines. And dyes such as a dye, a pyrylium dye, a perylene dye, a stilbene dye, a polythiophene dye, or a rare earth complex phosphor.
  • a complex compound containing a transition metal element of Group 8 to Group 10 in the periodic table of elements is preferable, and an iridium compound and an osmium compound are more preferable.
  • iridium compounds are most preferred.
  • the host compound in the present invention is defined as a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission of less than 0.01 at room temperature (25 ° C.) among compounds contained in the light emitting layer.
  • the luminescent host used in the present invention a compound having a phosphorescence 0-0 band having a shorter wavelength than the phosphorescence 0-0 band of the luminescent dopant used together is preferably used as the luminescent dopant.
  • the phosphorescent 0-0 band power is preferably 50 nm or less as a light-emitting host.
  • the light-emitting host according to the present invention is not particularly limited in terms of structure, but is typically It has a basic skeleton such as a vazole derivative, a triarylamine derivative, an aromatic borane derivative, a nitrogen-containing heterocyclic compound, a thiophene derivative, a furan derivative, an oligoarylene compound, and the 0-0 band is 450 nm or less.
  • a compound is mentioned as a preferable compound.
  • the light emitting host according to the present invention may be a low molecular compound, a high molecular compound having a repeating unit, or a low molecular compound having a polymerizable group such as a vinyl group or an epoxy group (evaporation polymerizable light emitting host). ,,.
  • a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the light emission from being increased in wavelength, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
  • the organic EL device material is preferably used for the light emitting layer, but in addition to these materials, the above known light emitting host and light emitting dopant may be used in combination.
  • the light emitting layer contains a compound represented by the general formula (2). These compounds are preferably used as a light emitting host in the light emitting layer.
  • Z represents an aromatic heterocyclic ring or an aromatic hydrocarbon ring which may have a substituent.
  • R is hydrogen
  • Examples of the aromatic heterocycle represented by the group of atoms Z and Z include a furan ring, a thiophene ring, a pyri ring.
  • Quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, force rubazole ring, carboline ring, diaza force rubazole ring (indicates a ring in which one of the carbon atoms of the hydrocarbon ring constituting the carboline ring is further substituted with a nitrogen atom), etc. Is mentioned.
  • the aromatic heterocycle may have a substituent represented by R described later.
  • Examples of the aromatic hydrocarbon ring represented by the atomic group of Z include a benzene ring, a biphenyl ring,
  • the aromatic hydrocarbon ring may have a substituent represented by R described later.
  • Examples of the substituent represented by R include an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group).
  • cycloalkyl group for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.
  • alkenyl group for example, bur group, allyl group, etc.
  • alkynyl group for example, Ethynyl group, propargyl group, etc.
  • aryl group for example,
  • aromatic heterocyclic group e.g. furyl group, chael group, pyridyl group, pyridazyl group, pyrimidyl group, pyrazyl group, triazinyl group, imidazolyl group, Pyrazolyl group, thiazolyl group, quinazolyl group, phthalazinyl group, etc.
  • heterocyclic group eg, pyrrolidyl group, imidazolidyl group, morpholyl group, oxazolidyl group, etc.
  • alkoxy group eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group
  • cycloalkoxyl group eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.
  • a mercapto group, a silyl group for example, a trimethylsilyl group, a triisopropyl silyl group, a triphenylsilyl group, a ferroethyl silyl group, etc.
  • substituents may be further substituted with the above substituents.
  • a plurality of these substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • the substituent includes an alkyl group, a cycloalkyl group, a fluorinated hydrocarbon group, an aryl group, and an aromatic heterocyclic group. It is.
  • the divalent linking group may be a hydrocarbon group such as alkylene, alkene, alkylene, arylene, etc., and may contain a heteroatom, or a thiophene 2,5-diyl group. It may be a divalent linking group derived from a compound having an aromatic heterocycle such as a pyrazine 2,3 diyl group (also referred to as a heteroaromatic compound), or it may be a force lucogen atom such as oxygen or sulfur. There may be. Further, it may be a group that joins heteroatoms such as an alkylimino group, a dialkylsilane diyl group, or a diarylgermandyl group.
  • a simple bond is a bond that directly bonds the connecting substituents together.
  • the ring formed by Z in the general formula (2) is preferably a 6-membered ring.
  • the ring to be formed is preferably a 6-membered ring. Thereby, the luminous efficiency can be further increased. Furthermore, by making Z and Z both 6-membered rings, the luminous efficiency can be further increased.
  • the light emitting layer according to the present invention can be formed by forming the above compound 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 / ⁇ ⁇ .
  • the light emitting layer may have a single layer structure having one or more of these light emitting materials, or may have a laminated structure including a plurality of layers having the same composition or different compositions.
  • this light-emitting layer is prepared by dissolving the light-emitting material in a solvent together with a binder such as a resin, and then spin-coating it. It can be formed as a thin film by a method or the like.
  • the film thickness of the light-emitting layer formed in this way is a force that can be appropriately selected according to the situation where there is no particular limitation. Usually 5 ⁇ ! It is in the range of ⁇ 5 ⁇ m.
  • the blocking layer (for example, hole blocking layer, electron blocking layer) according to the present invention will be described.
  • the thickness of the blocking layer according to the present invention is preferably 3 ⁇ ! ⁇ 1 OOnm, more preferably 5 nm to 30 nm.
  • the hole blocking layer has the function of an electron transport layer, which is a material force that has the function of transporting electrons while transporting holes and is extremely small, and blocks holes while transporting electrons. By doing so, the probability of recombination of electrons and holes can be improved.
  • the organic EL device material of the present invention can be preferably used for the hole blocking layer in an adjacent layer adjacent to the light emitting layer, such as a hole blocking layer and an electron blocking layer.
  • Examples of the hole blocking layer include, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 11 204258 and 11 204359, and “The Organic EL Device and the Forefront of Industrialization (November 30, 1998, NTT Corporation)
  • the hole blocking (hole blocking) layer described in page 237 of “Issuance”) is applicable as the hole blocking layer according to the present invention.
  • 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 according to the present invention preferably contains the compound represented by the general formula (2).
  • the hole blocking layer according to the present invention preferably contains a boron derivative.
  • the electron blocking layer has the function of a hole transport layer in a broad sense, and is a material force that has a function of transporting holes and an extremely small capacity of transporting electrons, and transports holes while transporting holes. The probability of recombination of electrons and holes can be improved by blocking the children.
  • the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed.
  • the hole transport layer includes 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 may be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the hole transport material is not particularly limited. Conventionally, it is commonly used as a hole charge injection / transport material in photoconductive materials and used for the hole injection layer and hole transport layer of EL devices. Any known one can be selected and used.
  • the hole transport material has either hole injection or transport or electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
  • triazole derivatives for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, 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) phenol; N, N ' —Jihuel N, N '—Gi
  • the hole transport material of the hole transport layer preferably has a fluorescence maximum wavelength of 415 nm or less, and more preferably has a 0-0 band of phosphorescence of 450 nm or less. Also, the hole transport material preferably has 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.
  • the electron transport layer is a material force 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 a single layer or a plurality of layers.
  • an electron transport material also serving as a hole blocking material
  • the electron transport layer only needs to have a function of transferring electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and any material selected from conventionally known compounds can be selected and used. .
  • electron transport materials examples include: -substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, and heterocyclic rings such as naphthalene perylene. Examples thereof include tetracarboxylic anhydride, carpositimide, fluorenylidene methane derivative, anthraquinodimethane and anthrone derivative, and oxadiazole derivative.
  • a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials 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) 8quinolinol) aluminum, tris (2methyl 8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl 8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Zn q), etc., and the central metal of these metal complexes
  • Metal complexes in which In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb are replaced 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, n-type—Si, n-type—SiC, etc.
  • These inorganic semiconductors can also be used as electron transport materials.
  • the electron transport layer may be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, or an LB method. it can.
  • the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually 5 ⁇ ! ⁇ 50 OOnm or so.
  • This electron transport layer is a single layer composed of one or more of the above materials. It may be a structure.
  • 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 is 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 a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyarene (emeraldine) or polythiophene Etc.
  • cathode buffer layer (electron injection layer) The details of the cathode buffer layer (electron injection layer) are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, strontium Metal buffer layer typified by aluminum, etc. Alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, acid salt typified by acid aluminum One thing buffer is one example.
  • the buffer layer is preferably a very thin film, although the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 100 nm, although it depends on the desired material.
  • This injection layer can be formed by thin-filming the above 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.
  • the thickness of the injection layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5000 nm. .
  • the injection layer may have a single layer structure that can be one or more of the above materials.
  • 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.
  • electrode substances include conductive transparent materials such as metals such as Au, Cul, indium tin oxide (ITO), SnO, and ZnO. IDIXO (In O
  • 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 photolithography, or when pattern accuracy is not so high (100 m or more) Degree), a pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered.
  • a transmittance of more than 10% it is desirable to have a transmittance of more than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ / mouth or less.
  • the film thickness depends on the material. Usually ⁇ ! It is selected in the range of ⁇ 1000nm, preferably 10nm ⁇ 200nm.
  • 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 is used.
  • an electron injecting metal a material having a low work function (4 eV or less) metal
  • an alloy a material having a low work function (4 eV or less) metal
  • an alloy a material having a low work function (4 eV or less) metal
  • an alloy referred to as an electron injecting metal
  • an alloy referred to as an electron injecting metal
  • an alloy an electrically conductive compound
  • a mixture thereof a mixture thereof.
  • electrode materials include sodium, sodium-powered rhodium alloy, magnesium, lithium, magnesium Z copper mixture, magnesium Z silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium Z indium mixture, aluminum Z acid aluminum (Al 2 O 3) mixture, indium, lithium Z aluminum mixture, dilute
  • Examples include earth metals.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance as a cathode is several hundred ⁇ / mouth or less, and the preferred film thickness is Usually, it is selected in the range of 10 nm to 1000 nm, preferably 50 nm to 200 nm. In order to transmit light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission luminance is improved, which is convenient.
  • Substrate also referred to as substrate, substrate, support, etc.
  • the substrate of the organic EL device of the present invention is not particularly limited as long as it is transparent or transparent, and there are no particular restrictions on the type of glass, plastic, etc.
  • Examples of substrates that are preferably used include glass, Examples thereof include quartz and a light-transmitting resin film.
  • the substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.
  • Examples of the resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, and polycarbonate. (PC), cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP) and the like.
  • a high barrier film film having a water vapor transmission rate of 0.01 g / m 2 'dayatm or less which may have an inorganic or organic coating or a hybrid coating of both on the surface of the resin film.
  • U prefer to be.
  • the external extraction quantum efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, more preferably 2% or more.
  • the external extraction quantum efficiency (%) the number of photons emitted to the outside of the organic EL element
  • Z the number of electrons X 100 flowing through the organic EL element.
  • a hue improving filter such as a color filter may be used in combination.
  • a roughened film (such as an antiglare film) can be used in combination in order to reduce unevenness in light emission.
  • an organic EL device comprising a Z cathode will be described.
  • a desired electrode material for example, a thin film having a material force for anode is 1 ⁇ m or less, preferably ⁇ !
  • An anode is formed by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of ⁇ 200 nm.
  • a thin film containing an organic compound such as a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, a hole blocking layer, and an electron transport layer, which is an element material, is formed thereon.
  • the deposition conditions vary due to kinds of materials used, generally baud preparative heating temperature 50 ° C ⁇ 450 ° C, vacuum degree of 10 one 6 ⁇ 10- 2 Pa It is desirable that the deposition rate is appropriately selected in the range of OlnmZ seconds to 50 ⁇ mZ seconds, substrate temperature of 50 ° C to 300 ° C, and film thickness of 0.1 nm to 5 ⁇ m.
  • 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 nm to 200 nm.
  • a desired organic EL device can be obtained.
  • the organic EL device is preferably produced from the hole injection layer to the cathode consistently by one evacuation, 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 display device of the present invention will be described.
  • the display device of the present invention may be single color or multicolor, but here, the multicolor display device will be described.
  • a shadow mask is provided only at the time of forming a light emitting layer, and a film can be formed on one surface by a vapor deposition method, a casting method, a spin coating method, an ink jet method, a printing method, or the like.
  • the method is not limited, but the vapor deposition method, the ink jet method, and the printing method are preferable.
  • the evaporation method remove the shadow mask. Patter Jung used is preferred.
  • the production order may be reversed, and the cathode, the electron transport layer, the hole blocking layer, the light emitting layer, the hole transport layer, and the anode may be produced in this order.
  • the multicolor display device can be used as a display device, a display, and various light 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.
  • Examples of the display device and display include a television, a computer, a mopile device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in a car.
  • the driving method when used as a display device for reproducing moving images 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, billboard advertisements, traffic lights, light sources of optical storage media, light sources of electrophotographic copying machines, light sources of optical communication processors, light sensors Although a light source etc. are mentioned, it is not limited to this.
  • the lighting device of the present invention will be described.
  • the organic EL element having a resonator structure such as the organic EL element having a resonator structure in the organic EL element of the present invention may be used as a light source of an optical storage medium, Examples include, but are not limited to, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, and light sources for optical sensors. Further, it may be used for the above application by causing laser oscillation.
  • the organic EL device 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, a still image or a moving image. You may use as a display device (display) of the type which directly recognizes. 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 diagram 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 has 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 the plurality of pixels based on image information from the outside.
  • the image information is displayed by sequentially emitting light according to the image data signal and displaying the image information.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
  • the display unit A includes a wiring unit including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6, a plurality of pixels 3 and the like on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below.
  • FIG. 2 shows the case where the light emitted from pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
  • the scanning lines 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 not shown).
  • the pixel 3 When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6, and emits light in accordance with 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.
  • Full-color display can be performed by using organic EL elements of red, green, and blue light emission as organic EL elements 10 in a plurality of pixels and arranging them on the same substrate.
  • the 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 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 driving of the switching transistor 11 is turned off. However, even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the capacitor 13 holds the potential of the charged image data signal, so that the driving of the driving transistor 12 is kept on and the next scanning signal is applied.
  • the organic EL device 10 continues to emit light until it is seen.
  • 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 the organic EL elements of each of the plurality of pixels 3.
  • the device 10 emits light.
  • 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. of On, even a talent! /.
  • the potential of the capacitor 13 may be maintained until the next scanning signal is applied, or may be discharged immediately before the next scanning signal is applied.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a display device based on 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 pixel 3 connected to the applied scanning line 5 emits light according to the image data signal.
  • the noisy matrix method pixel 3 has no active elements, and manufacturing costs can be reduced.
  • the organic EL material according to 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 the three maximum emission wavelengths of the three primary colors of blue, green, and blue, and it uses the relationship of complementary colors such as blue and yellow, and blue-green and orange 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 materials (light emitting dopants), a light emitting material that emits fluorescent or phosphorescent light, and
  • a combination with a dye material that emits light from the light emitting material as excitation light is acceptable, there is a method of combining a plurality of light emitting dopants in the white organic EL device according to the present invention. I like it.
  • the layer structure of the organic EL element for obtaining a plurality of emission colors there are a method in which a plurality of emission dopants are present in one emission layer, a plurality of emission layers, and each emission layer includes Examples include a method in which dopants having different emission 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 ink jet printing method, or the like during film formation, if necessary. Place to putter In this case, only the electrode may be patterned, the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire element layer may be patterned.
  • the light emitting material used for the light emitting layer is not particularly limited.
  • the light emitting material according to the present invention is adapted so as to conform to the wavelength range corresponding to the CF (color filter) characteristics. If you select a platinum complex or any of the known luminescent materials and combine them to make it white.
  • the white light-emitting organic EL element is used as a light-emitting light source and a lighting device in addition to the display device and the display as a kind 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.
  • the transparent support substrate with this ITO transparent electrode was ultrasonically washed with isopropyl alcohol. Boiled and dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
  • This transparent support substrate is fixed to the substrate holder of a commercially available vacuum evaporation system, while a-NPD, CBP, Ir-11, BCP, and Alq are attached to five tantalum resistance-fired thermal boats.
  • lithium fluoride was put in a resistance heating boat made of tantalum, and aluminum was put in a resistance heating boat made of tungsten, respectively, and attached to the second vacuum chamber of the vacuum evaporation apparatus.
  • the heated boat containing CBP and the boat containing Ir 11 are passed independently.
  • the light emitting host CBP and the light emitting dopant Ir-11 were adjusted to have a deposition rate of 100: 6, and were deposited to a thickness of 30 nm to provide a light emitting layer.
  • the heating boat containing BCP was energized and heated, and a hole blocking layer having a thickness of lOnm was provided at a deposition rate of 0. InmZ seconds to 0.2 nmZ seconds. Furthermore, the heating with Alq
  • the boat was energized and heated to provide an electron transport layer having a film thickness of 40 nm at a deposition rate of 0. InmZ seconds to 0.2 nmZ seconds.
  • the obtained illuminating device could be used as a thin illuminating device that emits white light with high luminous efficiency and long emission life.
  • 5 is a schematic diagram of the lighting device
  • FIG. 6 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.
  • the barium oxide used as the water catching agent is a high-purity barium oxide powder manufactured by Aldrich Co., Ltd., and is a fluoro resin semipermeable membrane with an adhesive (Microtex S-NTF8031Q manufactured by Nitto Denko Corporation). What was affixed on the glass cover 102 was prepared beforehand and used. An ultraviolet curable adhesive (not shown) was used for bonding the glass cover 102 and the organic EL element, and both were bonded by irradiating an ultraviolet lamp.
  • organic EL elements 2 to 16 were produced in the same manner except that the light-emitting host, the light-emitting dopant 1 and the hole blocking layer were changed.
  • the fabricated organic EL device was evaluated as follows. The evaluation results are shown in Table 1.
  • the external extraction quantum efficiency (%) was measured when a printing current of 2.5 mA / cm 2 constant current was applied in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C.
  • a spectral radiance meter CS-1000 manufactured by Co-Kaminolta Sensing was used.
  • the quantum efficiency is expressed as a relative value when the organic EL element 1 is 100.
  • the organic EL device was continuously lit at a constant current of 2.5 mAZcm 2 at room temperature, and the time ( ⁇ 1Z9) required to reach 90% of the initial luminance was measured.
  • a spectral radiance meter CS-1000 manufactured by Co-Camino Norta Sensing was used in the same manner.
  • the light emission lifetime is expressed as a relative value when the organic EL element 1 is 100.
  • ITO indium stannate
  • the surface resistance of this anode was 10 ⁇ gloss.
  • Polyvinyl carbazole (hole transporting binder polymer) Z (4-1) Z (3-4) Z (3-6) Z2— (4-biphenyl) 5- (4-t —Butylphenol) — 1, 3, 4-Oxadiazo-nore (electron transport material) 200Z3Z3Z2Z50 (mass ratio) was prepared, and the dissolved dichloroethane solution was applied with a spin coater to obtain a light emitting layer of lOOnm.
  • a patterned mask (a mask with a light emitting area of 5 mm x 5 mm) is placed on this organic compound layer, and 0.5 nm of lithium fluoride is deposited as a cathode buffer layer and 150 nm of aluminum is deposited as a cathode in a deposition apparatus.
  • a negative electrode was provided.
  • a light emitting device is made by using aluminum lead wires from the anode and cathode respectively. Made.
  • the light-emitting element was placed in a glove box substituted with nitrogen gas, and sealed with a glass sealing container using an ultraviolet curable adhesive (XNR5493, manufactured by CHI Nagase) to produce an organic EL element.
  • L element materials can be used to fabricate organic EL elements by coating.
  • the organic EL device 14 of Example 1 was used as a blue light emitting device.
  • the organic EL device 12 of Example 1 was used as a green light emitting device.
  • the organic EL device 15 of Example 1 was used as a red light emitting device.
  • each of the red, green, and blue light-emitting organic EL elements produced above was juxtaposed on the same substrate to produce an active matrix type full-color display device having the configuration shown in FIG. 1, and FIG. Only the schematic view of the display part A of the produced display device is shown.
  • a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of juxtaposed pixels 3 (emission color is a red region pixel, a green region pixel, a blue region pixel, etc.)
  • the scanning line 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at the orthogonal positions. (Details not shown).
  • the plurality of pixels 3 are driven by an active matrix system provided with an organic EL element corresponding to each emission color, a switching transistor as an active element, and a driving transistor, and a scanning signal is applied from a scanning line 5. Then, an image data signal is received from the data line 6 and light is emitted according to the received image data.
  • a full-color display device was produced by juxtaposing the red, green, and blue pixels appropriately.
  • Example 4 [Production of white light-emitting element and white illumination device]
  • the electrode of the transparent support substrate of Example 1 was patterned to 20 mm ⁇ 20 mm, and ⁇ -NPD was formed to a thickness of 25 nm as a hole injection / transport layer on the same as in Example 1, Compound 74, which is a light emitting host, and compound, which is a light emitting host, by energizing the heated boat containing compound 74, the boat containing compound (17), and the boat containing compound (29) independently.
  • the boat and the compound (2-9) containing (1-9) were deposited so that the deposition rate was 100: 6: 1 and deposited to a thickness of 40 nm, and a light emitting layer was provided. It was.
  • a hole blocking layer was formed by forming BCP into lOnm. Furthermore, Alq is deposited at 40nm
  • An electron transport layer was provided.
  • Example 2 a square perforated mask having substantially the same shape as the transparent electrode made of stainless steel was placed on the electron transport layer, and lithium fluoride 0.5 nm and the cathode were used as a cathode buffer layer. As a film, 150 nm of aluminum was deposited.
  • This element has the same method as in Example 1 and, similarly, a sealed structure in which the inside is replaced with nitrogen as shown in FIGS. 5 and 6, and can be used as a flat lamp type lighting device.
  • EL device 1 was fabricated.
  • the obtained illuminating device could be used as a thin illuminating device that emits white light with high luminous efficiency and long emission life.
  • 5 is a schematic diagram of the lighting device
  • FIG. 6 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.

Abstract

　本発明は、合成収率と発光効率が高く、発光寿命の長い有機ＥＬ素子用材料及びこれを用いた有機ＥＬ素子、該有機ＥＬ素子を用いた表示装置及び照明装置を提供する。

Description

明 細 書
有機 EL素子用材料、有機 EL素子、表示装置及び照明装置
技術分野
[0001] 本発明は、有機 EL素子用材料、及びこれを用いた有機 EL素子、表示装置及び照 明装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、発光型の電子ディスプレイデバイスとして、 ELディスプレイ（以下、 ELDと!ヽ う）がある。 ELDの構成要素としては、無機 EL素子や有機 EL素子が挙げられる。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。有機 EL素子は発光する化合物を含有する発光層が陰極 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 · 燐光)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 、さら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、携帯性等の観点から注目されている。
[0003] し力しながら、今後の実用化に向けた有機 EL素子においては、さらに低消費電力 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。
[0004] 特許第 3093796号公報では、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、有 機 EL素子の長寿命化を達成して 、る。
[0005] また、 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有機 EL素子 (例えば、特開昭 63— 264692 号公報）、 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、これにキナタリ ドン系色素をドープした有機発光層を有する有機 EL素子 (例えば、特開平 3— 255 190号公報）等が知られている。
[0006] 以上のように励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子 の生成比が 1 : 3であるため発光性励起種の生成確率が 25%であり、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。
[0007] ところが、プリンストン大より励起三重項力もの燐光発光を用いる有機 EL素子の報 告（M. A. Baldo et al. , Nature, 395卷， 151〜154頁（1998年））力されて以 来、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている。例えば、 M. A. Baldo et al. , Nature, 403卷， 17号， 750〜753頁（2000年）、また米国特許第 6, 0
97, 147号明細書等にも開示されている。
[0008] 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力 倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得ら れる可能性があることから照明用途としても注目されている。
[0009] 例えば、 S. Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. , 123卷， 4304頁（2001 年)等においては、多くの化合物がイリジウム錯体系等重金属錯体を中心に合成検 討されている。
[0010] また、前述の M. A. Baldo et al. , Nature, 403卷， 17号， 750〜753頁（200 0年）においては、ドーパントとしてトリス（2—フエ-ルビリジン)イリジウムを用いた検 討がされている。
[0011] その他、 M. E. Tompson等は The 10th International
Workshop on Inorganic and urganic Electroluminescence (EL ' 00、 浜松）において、ドーパントとして L Ir (acac)、例えば、（ppy) Ir (acac)を、また Moo
2 2
n-Jae Youn. Og, Tetsuo Tsutsui等はやはり The 10th International Wo rkshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松) において、ドーパントとして、トリス（2— (p—トリル)ピリジン)イリジウム (Ir (ptpy) )、ト
3 リス (ベンゾ [h]キノリン)イリジウム (Ir (bzq) )等を用いた検討を行っている。なおこれ
3
らの金属錯体は一般にオルトメタル化イリジウム錯体と呼ばれている。
[0012] また、前記 S. Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. , 123卷， 4304頁（20 01年)等においても、各種イリジウム錯体を用いて有機 EL素子化する試みがされて いる。
[0013] また、高い発光効率を得るために、 The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松)では、 Ikai等 はホール輸送性の化合物を燐光性ィ匕合物のホストとして用いている。また、 M. E. T ompson等は各種電子輸送性材料を燐光性ィ匕合物のホストとして、これらに新規なィ リジゥム錯体をドープして用いて 、る。
[0014] 中心金属をイリジウムの代わりに白金としたオルトメタルイ匕錯体も注目されて 、る。こ の種の錯体に関しては、配位子に特徴を持たせた例が多数知られている（例えば、 特許文献 1〜7参照。）。
[0015] 何れの場合も主にフエ-ルビリジン等、二つの配位原子によって中心金属に結合 する二座配位子及びその誘導体がオルトメタルィ匕錯体の好適な例として用いられて きた。しかしこれらを発光素子とした場合の発光輝度や発光効率は、その発光する光 が燐光に由来することから、従来の有機 EL素子に比べ大幅に改良されるものである 1S 有機 EL素子の発光寿命にっ 、ては従来の有機 EL素子よりも低 、ことが知られ ている。
[0016] 近年、三つの配位原子を有する三座配位子を用いた白金錯体及びイリジウム錯体 が報告されている (例えば、特許文献 8、 9及び非特許文献 1参照。 ) 0し力しながらこ れら有機 EL素子の発光特性はいまだ不十分であり、実用化に耐えうる、さらに高特 性なりん光発光材料を用いた有機 EL素子の開発が望まれて 、た。
特許文献 1：特開 2001— 181617号公報
特許文献 2：特開 2001— 247859号公報
特許文献 3 :特開 2002— 332291号公報
特許文献 4：特開 2002— 332292号公報
特許文献 5：特開 2002— 338588号公報
特許文献 6：特開 2002 - 226495号公報
特許文献 7：特開 2002— 234894号公報
特許文献 8：特開 2003 - 73355号公報
特許文献 9 :国際公開第 04Z39781号パンフレット
非特許文献 1 : Inorganic Chemistry,第 43卷，第 21号， 6513〜6515頁（2004 年）
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0017] 本発明の目的は、合成収率と発光効率が高ぐ発光寿命の長い有機 EL素子用材 料及びこれを用いた有機 EL素子、該有機 EL素子を用いた表示装置及び照明装置 を提供することである。
課題を解決するための手段
[0018] 本発明の上記目的は、下記構成により達成された。
[0019] 1.下記一般式（1)で表される金属錯体であって、配位子部分に二座配位を抑制 する置換基を少なくとも一つ有することを特徴とする有機 EL素子用材料。
[0020] [化 1]
Figure imgf000005_0001
[0021] (式中、 Mは金属である。 X、 Y、 Z、 X、 Y、 Zは炭素原子または窒素原子であり、
1 1 1 1 2 2 2
(X、 Y、 Z )または (X、 Y、 Z )の組み合わせのうち少なくとも一つは炭素原子であ
1 1 1 2 2 2
り、それぞれ環 A〜環 Fの構成要素の一部であるとともに金属 Mに結合している。 R
1 1
〜Rは置換基であり、 nl〜n6は 0または 1以上の整数である。 )
6
2.前記一般式（1)において、（環 A、環 B、環 C)または（環 D、環 E、環 F)の組み合 わせのうち、それぞれ少なくとも一つの環に炭素原子で結合した置換基を有すること を特徴とする前記 1に記載の有機 EL素子用材料。
[0022] 3.前記一般式（1)にお 、て、環 B及び環 Eがファンデルワールス体積 (VDW)が 3 OA3以上の置換基を少なくとも一つ有することを特徴とする前記 1または 2に記載の 有機 EL素子用材料。
[0023] 4.前記一般式（1)において、環 Bの置換基 Rの少なくとも一つがファンデルワール
2
ス体積 (VDW)が 55 A3以上であることを特徴とする前記 1〜3のいずれか 1項に記載 の有機 EL素子用材料。
[0024] 5.前記一般式（1)において、環 A〜環 Fのうち少なくとも一つは 5員環構造を有す ることを特徴とする前記 1〜4のいずれか 1項に記載の有機 EL素子用材料。
[0025] 6.前記金属 Mは Ir、 Rhまたは Osであることを特徴とする前記 1〜5のいずれか 1
1
項に記載の有機 EL素子用材料。
[0026] 7.前記一般式（1)で表される金属錯体が高分子の主鎖または側鎖の一部であるこ とを特徴とする前記 1〜6のいずれ力 1項に記載の有機 EL素子用材料。
[0027] 8.前記 1〜7のいずれか 1項に記載の有機 EL素子用材料を有機 EL素子を形成 する構成層の一つに含有することを特徴とする有機 EL素子。
[0028] 9.前記構成層の一つが発光層であり、該発光層に前記 1〜7のいずれか 1項に記 載の有機 EL素子用材料を含有することを特徴とする前記 8に記載の有機 EL素子。
[0029] 10.前記構成層の少なくとも一層が、下記一般式 (2)で表される化合物を含有する ことを特徴とする前記 8または 9に記載の有機 EL素子。
[0030] [化 2] 一般式 (2)
Figure imgf000006_0001
[0031] (式中、 Z は芳香族複素環を形成する原子群を表し、 Z は芳香族複素環または芳
21 22
香族炭化水素環を形成する原子群を表し、 Z は 2価の連結基または単なる結合手
23
を表す。 R は水素原子または置換基を表す。 )
21
11.前記 8〜10のいずれか 1項に記載の有機 EL素子を有することを特徴とする表 示装置。
[0032] 12.前記 8〜： L0のいずれか 1項に記載の有機 EL素子を有することを特徴とする照 明装置。
発明の効果
[0033] 本発明により、合成収率と発光効率が高ぐ発光寿命の長い有機 EL素子用材料及 びこれを用いた有機 EL素子、該有機 EL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
[0034] [図 1]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。
[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]照明装置の模式図である。
符号の説明
[0035] 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 [0036] 本発明の有機 EL素子用材料は、 6配位の中心金属と三座で結合可能な三座配位 子を二つ有することで完成構造を示すことを特徴とする。該三座配位子は 3つの環を 有し、それぞれの環は直接結合されている。このような三座配位子は、これまで用い られてきたフエ-ルビリジンのような二座配位子に比べ中心金属との結合手が多いた め、金属、配位子間のエネルギー移動が容易になり、高効率な発光が可能になる。 またさらには錯体形成に伴う、より大きな安定ィ匕エネルギーを得ることができる。
[0037] 本発明においては、請求の範囲第 1項〜 7項のいずれか 1項に記載の有機 EL素 子用材料を用い、請求の範囲第 1項〜第 10項のいずれか 1項に記載の構成により、 合成収率と発光効率が高ぐ発光寿命の長い有機 EL素子を得ることができた。
[0038] 本発明者等は上記の問題点について鋭意検討を行った結果、これまで多方面で 検討されてきた二座配位子に代えて、前記一般式（1)で表されるように 6配位の中心 金属と二つの三座配位子によって完成構造をなす金属錯体を用いることで、発光効 率が高ぐしかも発光寿命が大幅に改善される有機 EL素子用材料を提供できること を見出した。
[0039] 一般式（1)にお 、て、配位原子はそれぞれの三座配位子で 3つずつ存在するが、 炭素 金属結合は金属錯体の安定性を向上させるため、それぞれ少なくとも一つの 配位原子は炭素原子であることを特徴とする。
[0040] このとき配位子は金属錯体の合成収率向上のため二座配位を抑制する置換基を 有することを特徴とする。このような置換基は、二つの三座配位子のうち一方の三座 配位子にのみあってもよいが、さらなる合成収率向上のために両方の配位子にこの ような置換基を有することが好ましい。この置換基は、三座配位子の中央の環である 環 Bあるいは環 Eに炭素原子で結合した置換基であることが特に好ま U、。置換基は ファンデルワールス体積 (VDW)が 30 A3以上であることが好ましぐ 3θΑ3〜25θΑ3 であることがより好ましぐ 30 A3〜200A3であることさらにより好ましぐ 45A3〜150 A3であることが最も好ま 、。一方の配位子にのみ二座配位を抑制する置換基を有 する場合には、さらに嵩高い置換基としてファンデルワールス体積 (VDW)力 5Α3 以上であることが好ましぐ 55Α3〜45θΑ3であることがより好ましぐ 55Α3〜25θΑ3 であることがさらにより好ましぐ 55Α3〜15θΑ3であることが最も好ましい。 [0041] 三座配位子は環 A〜環 Fの 6つの環構造を有し、金属に結合可能な環であれば特 に限定されな 、が、 5員あるいは 6員の芳香族炭化水素環 (芳香族炭素環とも!、う）、 芳香族複素環 (複素芳香環とも 、う）ある 、は複素環であることが好ましく、特に環 B 及び環 Eは 6員環構造を有することがさらに好ましい。また発光波長の調整のために 少なくとも一つの環は 5員環構造を有することが好ましい。
[0042] また、有機 EL素子用材料は対イオンを有してもょ ヽが、全体として中性であること 力 Sさらに好ましい。
[0043] 中心金属としては、 6配位可能であり電界発光が得られるものであれば特に限定さ れな 、が、周期表にぉ 、て 8族〜 11族に含まれる遷移金属元素であることが好ましく 、 Ir、 Osまたは Rhであることがさらに好ましい。
[0044] 有機 EL素子の作製法は特に限定されないが、湿式によることが好ましぐ本発明に おける金属錯体は高分子鎖の主鎖あるいは側鎖の一部であることが好まし 、。
[0045] 本発明の有機 EL素子用材料は、有機 EL素子の構成層のいずれか〖こ用いられる 力 構成層の一つである発光層に用いられることが好ましい。さらなる高効率発光の ために発光層にドーパントとして用いられることが好ましい。このとき、用いる電子輸 送層ゃ正孔輸送層、発光ホスト等、他の有機層を構成する材料との適切な組み合わ せによって、さらなる高輝度、高効率な発光、さらには有機 EL素子の長寿命化が可 能である。こうした観点から有機層のうち少なくとも一層に前記一般式（2)で表される 化合物を用いることが好ましぐ発光ホストまたは正孔阻止材料として用いることがさら に好ましい。
[0046] 以下、本発明を詳細に説明する。
[0047] 〔一般式 (1)で表される金属錯体〕
本発明の前記一般式（1)で表される金属錯体について説明する。
[0048] 本発明者等は、これまで多方面で検討されてきた二座配位子に代えて、前記一般 式（1)で表されるような三座配位子を二つ有する金属錯体を用いることで、合成収率 と発光効率が高ぐしかも発光寿命が大幅に改善される有機 EL素子用材料を提供 できた。
[0049] 本発明における三座配位子は、二座配位を抑制する置換基を有することが特徴で あり、特に三座配位子の中央の環である環 B及び環 Eにはファンデルワールス体積 ( VDW)が 30 A3以上である置換基を有ことが好ましぐ 30A3〜250A3であることがよ り好ましぐ 3θΑ3〜20θΑ3であることさらにより好ましぐ 45Α3〜15θΑ3であることが 最も好ましい。また、二つの三座配位子の内、一方の配位子にのみ二座配位を抑制 する置換基を有する場合には、さらに嵩高い置換基としてファンデルワールス体積（
VDW)が 55 A3以上であることが好ましぐ 55 A3〜450A3であることがより好ましぐ
O C
55 A3〜250A3であること卜 ilO— LがO C il—さらにより好ましぐ 55Α3〜15θΑ3であることが最も好ま
〇
した IDN卜
、。こう O C
L 嵩高 、置換基によO LO Lって金属が該配位子と選択的に三座配位可能にな り、望ましくな 、二座配位錯体の生成を抑止することができる。
置換基のファンデルワールス (VDW)体積とは、アクセルリス社製分子シミュレーシ ヨンソフト Cerius2を用いて求められるパラメーターを用いる力 ベンゼン環に置換基 を導入し、 Dreiding Force Fieldを用いて、 MM計算で分子構造を最適化して、 Connoly Surfaceを用いて求めた Volume値と定義する。具体的な置換基のファ ンデノレヮーノレス (VDW)体積を下記に示す。
置換基 A3
メチル基 25. 4
ェチル基
イソプロピノレ基
tert—ブチノレ基
フエ-ル基
メトキシ基
アミノ基 22. 2
ヒドロキシ基
Figure imgf000010_0001
塩素原子 22. 4
臭素原子
フッ素原子
トリフルォロメチル基
トリメチルシリル基 フエノキシ基 88. 9
ジメチルァミノ基 54. 6
環 A〜環 Fは芳香族炭化水素環、芳香族複素環または複素環である。
[0052] 環 A〜環 Fを構成する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフエ-ル環、ナ フタレン環、ァズレン環、アントラセン環、フエナントレン環、ピレン環、タリセン環、ナフ タセン環、トリフエ-レン環、 o—テルフエ-ル環、 m—テルフエ-ル環、 p—テルフエ -ル環、ァセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタセン 環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン環、 アンスラアントレン環等が挙げられる。
[0053] 環 A〜環 Fを構成する芳香族複素環としては、フラン環、チォフェン環、ピリジン環、 ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、ォキサ ジァゾール環、トリァゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、インド ール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾォキサゾール環、キノキ サリン環、キナゾリン環、フタラジン環、力ルバゾール環、カルボリン環、ジァザ力ルバ ゾール環 (カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒素原子 で置換されて ヽる環を示す)等が挙げられる。
[0054] R〜Rは置換基であり、置換基としては、アルキル基 (例えば、メチル基、ェチル基
1 6
、プロピル基、イソプロピル基、 tert—ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ォクチル 基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル 基 (例えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基等）、アルケニル基 (例えば、ビュル 基、ァリル基等）、アルキニル基 (例えば、ェチニル基、プロパルギル基等）、ァリール 基 (例えば、フ ニル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基 (例えば、フリル基、チェ -ル基、ピリジル基、ピリダジ -ル基、ピリミジ -ル基、ビラジニル基、トリアジ-ル基、 イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリ-ル基、フタラジニル基等）、複 素環基 (例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、ォキサゾリジル基等） 、アルコキシ基 (例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルォキシ基、ペンチルォキシ 基、へキシルォキシ基、ォクチルォキシ基、ドデシルォキシ基等）、シクロアルコキシ ル基 (例えば、シクロペンチルォキシ基、シクロへキシルォキシ基等）、ァリールォキ シ基 (例えば、フエノキシ基、ナフチルォキシ基等）、アルキルチオ基 (例えば、メチル チォ基、ェチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、へキシルチオ基、ォクチ ルチオ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基 (例えば、シクロペンチルチオ 基、シクロへキシルチオ基等）、ァリールチオ基 (例えば、フエ-ルチオ基、ナフチル チォ基等）、アルコキシカルボ-ル基（例えば、メチルォキシカルボ-ル基、ェチルォ キシカルボニル基、ブチルォキシカルボニル基、ォクチルォキシカルボニル基、ドデ シルォキシカルボ-ル基等）、ァリールォキシカルボ-ル基（例えば、フエ-ルォキシ カルボ-ル基、ナフチルォキシカルボ-ル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノス ルホニル基、メチルアミノスルホ -ル基、ジメチルアミノスルホ -ル基、ブチルアミノス ルホ-ル基、へキシルアミノスルホ -ル基、シクロへキシルアミノスルホ -ル基、ォクチ ルアミノスルホ -ル基、ドデシルアミノスルホ-ル基、フエ-ルアミノスルホ -ル基、ナ フチルアミノスルホ -ル基、 2—ピリジルアミノスルホ -ル基等）、ァシル基（例えば、ァ セチル基、ェチルカルボ-ル基、プロピルカルボ-ル基、ペンチルカルボ-ル基、シ クロへキシルカルボ-ル基、ォクチルカルポ-ル基、 2—ェチルへキシルカルボ-ル 基、ドデシルカルボ-ル基、フヱ-ルカルボ-ル基、ナフチルカルボ-ル基、ピリジル カルボ-ル基等）、ァシルォキシ基（例えば、ァセチルォキシ基、ェチルカルボ-ル ォキシ基、ブチルカルボ-ルォキシ基、ォクチルカルボ-ルォキシ基、ドデシルカル ボニルォキシ基、フエ-ルカルポ-ルォキシ基等）、アミド基（例えば、メチルカルボ- ルァミノ基、ェチルカルボ-ルァミノ基、ジメチルカルボ-ルァミノ基、プロピルカルボ -ルァミノ基、ペンチルカルボ-ルァミノ基、シクロへキシルカルボ-ルァミノ基、 2— ェチルへキシルカルボ-ルァミノ基、ォクチルカルボ-ルァミノ基、ドデシルカルボ- ルァミノ基、フエ-ルカルポ-ルァミノ基、ナフチルカルボ-ルァミノ基等）、カルバモ ィル基（例えば、ァミノカルボ-ル基、メチルァミノカルボ-ル基、ジメチルァミノカル ボ-ル基、プロピルアミノカルボ-ル基、ペンチルァミノカルボ-ル基、シクロへキシ ルァミノカルボ-ル基、ォクチルァミノカルボ-ル基、 2—ェチルへキシルァミノカルボ -ル基、ドデシルァミノカルボ-ル基、フエ-ルァミノカルボ-ル基、ナフチルァミノ力 ルポ-ル基、 2—ピリジルァミノカルボ-ル基等）、ウレイド基 (例えば、メチルウレイド 基、ェチルウレイド基、ペンチルゥレイド基、シクロへキシルウレイド基、ォクチルゥレイ ド基、ドデシルゥレイド基、フエ-ルゥレイド基ナフチルウレイド基、 2—ピリジルアミノウ レイド基等）、スルフィエル基（例えば、メチルスルフィエル基、ェチルスルフィ -ル基 、ブチルスルフィ-ル基、シクロへキシルスルフィエル基、 2—ェチルへキシルスルフ ィ-ル基、ドデシルスルフィ-ル基、フエ-ルスルフィ-ル基、ナフチルスルフィ-ル 基、 2—ピリジルスルフィエル基等）、アルキルスルホ -ル基（例えば、メチルスルホ- ル基、ェチルスルホ -ル基、ブチルスルホ -ル基、シクロへキシルスルホ -ル基、 2— ェチルへキシルスルホ -ル基、ドデシルスルホ -ル基等）、ァリールスルホ -ル基（例 えば、フエ-ルスルホ-ル基、ナフチルスルホ-ル基、 2—ピリジルスルホ -ル基等） 、アミノ基 (例えば、アミノ基、ェチルァミノ基、ジメチルァミノ基、プチルァミノ基、シク 口ペンチルァミノ基、 2—ェチルへキシルァミノ基、ドデシルァミノ基、ァ-リノ基、ナフ チルァミノ基、 2—ピリジルァミノ基等）、ハロゲン原子 (例えば、フッ素原子、塩素原 子、臭素原子等）、フッ化炭化水素基 (例えば、フルォロメチル基、トリフルォロメチル 基、ペンタフルォロェチル基、ペンタフルォロフエ-ル基等）、シァノ基、ニトロ基、ヒド ロキシ基、メルカプト基、シリル基 (例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロビルシリル 基、トリフエ-ルシリル基、フエ-ルジェチルシリル基等）等が挙げられる。これらの置 換基は上記の置換基によってさらに置換されて 、てもよ 、。
[0055] nl〜n6は 0または正の整数であり、 0〜4の整数が好ましい。
[0056] 以下に、本発明に係る一般式（1)で表される金属錯体の具体例を挙げるが、本発 明はこれらに限定されない。
[0057] [化 3]
Figure imgf000014_0001
[0058] [化 4]
Figure imgf000015_0001
窗¾〔005
Figure imgf000015_0002
)7-
Figure imgf000016_0001
[0060] [化 6]
[Ϊ900]
Figure imgf000017_0001
£^ 0£/900Zd /lDd 9 V SZ600T/900Z OAV
Figure imgf000018_0001
[0062] [ィ匕 8]
[£9oo]
Figure imgf000019_0001
Figure imgf000020_0001
§00
Figure imgf000021_0001
[0065] これらのィ匕合物は、 Andrew J. Wilkinson et al. , Inorganic Chemistry, 第 43卷，第 21号， 6513〜6515頁（2004年)等を参照して合成することができる。
[0066] 本発明に係る一般式（1)で表される化合物は、有機 EL素子の構成層（有機層）の 少なくとも一層に用いることが好ましい。さらなる発光効率の向上のために構成層の 一つが発光層であり、この発光層に一般式（1)で表される化合物をドーパントとして 用いることが好ましい。このとき、用いる電子輸送層ゃ正孔輸送層、発光ホスト等、他 の有機層を構成する材料との適切な組み合わせによって、さらなる高輝度、高効率 な発光、更に、有機 EL素子の長寿命化が可能である。
[0067] 〔有機 EL素子材料の有機 EL素子への適用〕 本発明の有機 EL素子材料を用いて、有機 EL素子を作製する場合、有機 EL素子 の構成層（詳細は後述する）の中で、発光層に用いることが好ましい。また、発光層 中では上記のように、発光ドーパントとして好ましく用いられる。
[0068] (発光ホストと発光ドーパント）
発光層中の主成分となるホストイ匕合物である発光ホストに対する発光ドーパントとの 混合比は、好ましくは 0. 1質量％〜30質量％未満である。
[0069] ただし、発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いてもよぐ混合する相手 は構造を異にする、その他の金属錯体やその他の構造を有するリン光性ドーパント や蛍光性ドーパントでもよ 、。
[0070] ここで、発光ドーパントとして用いられる金属錯体と併用してもよいドーパント（リン光 性ドーパント、蛍光性ドーパント等）について述べる。発光ドーパントは、大きく分けて
、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの 2種類が ある。
[0071] 前者 (蛍光性ドーパント)の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シ了ニ ン系色素、クロコニゥム系色素、スクァリウム系色素、ォキソベンツアントラセン系色素 、フルォレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチ ルベン系色素、ポリチォフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
[0072] 後者 (リン光性ドーパント）の代表例としては、好ましくは元素の周期表で 8族〜 10 族の遷移金属元素を含む錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、 オスミウム化合物が挙げられる力 中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
[0073] 具体的には、以下の特許公報に記載されている化合物が挙げられる。
[0074] 国際公開第 OOZ70655号パンフレツ K特開 2002— 280178号公報、同 2001— 181616号公報、同 2002— 280179号公報、同 2001— 181617号公報、同 2002 — 280180号公報、同 2001— 247859号公報、同 2002— 299060号公報、同 20 01— 313178号公報、同 2002— 302671号公報、同 2001— 345183号公報、同 2002— 324679号公報、国際公開第 02,15645号パンフレット、特開 2002— 33 2291号公報、同 2002— 50484号公報、同 2002— 332292号公報、同 2002— 8 3684号公報、特表 2002— 540572号公報、特開 2002— 117978号公報、同 200 2— 338588号公報、同 2002— 170684号公報、同 2002— 352960号公報、国際 公開第 01Z93642号パンフレツ卜、特開 2002— 50483号公報、同 2002— 10047 6号公報、同 2002— 173674号公報、同 2002— 359082号公報、同 2002— 175 884号公報、同 2002— 363552号公報、同 2002— 184582号公報、同 2003— 7 469号公報、特表 2002— 525808号公報、特開 2003— 7471号公報、特表 2002 — 525833号公報、特開 2003— 31366号公報、同 2002— 226495号公報、同 20 02— 234894号公報、同 2002— 235076号公報、同 2002— 241751号公報、同 2001— 319779号公報、同 2001— 319780号公報、同 2002— 62824号公報、 同 2002— 100474号公報、同 2002— 203679号公報、同 2002— 343572号公報 、同 2002— 203678号公報等。
[0075] その具体例の一部を下記に示す。
[0076] [化 11]
[Zl^ [ ZOO]
Figure imgf000024_0001
CSSl70C/900Zdf/X3d SZ600T/900Z OAV
[ετ^ ] [8ζοο]
Figure imgf000025_0001
Pt-1 Pt-2
Figure imgf000026_0001
[0079] (発光ホスト）
ここで、本発明においてホストイ匕合物とは、発光層に含有される化合物のうちで室 温（25°C)においてリン光発光のリン光量子収率が、 0. 01未満の化合物と定義され る。
[0080] 本発明に用いられる発光ホストとしては、併用される発光ドーパントのリン光 0— 0バ ンドよりも短波長なリン光 0— 0バンドを持つ化合物が好ましぐ発光ドーパントにその リン光 0— 0バンド力 80nm以下である青色の発光成分を含む化合物を用いる場合 には、発光ホストとしてはリン光 0— 0バンド力 50nm以下であることが好ましい。
[0081] 本発明に係る発光ホストとしては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカル バゾール誘導体、トリアリールァミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化 合物、チォフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴァリーレン化合物等の基本骨格を有 し、かつ前記 0— 0バンドが 450nm以下の化合物が好ましい化合物として挙げられる 。また、本発明に係る発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化 合物でもよぐビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物 (蒸着 重合性発光ホスト)でも 、 、。
[0082] 発光ホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ発光の長波長化を 防ぎ、なおかつ高 Tg (ガラス転移温度)である化合物が好ま 、。
[0083] 発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が好適である。
例えば、特開 2001— 257076号公報、同 2002— 308855号公報、同 2001— 313 179号公報、同 2002— 319491号公報、同 2001— 357977号公報、同 2002— 3 34786号公報、同 2002— 8860号公報、同 2002— 334787号公報、同 2002— 1 5871号公報、同 2002— 334788号公報、同 2002— 43056号公報、同 2002— 3 34789号公報、同 2002— 75645号公報、同 2002— 338579号公報、同 2002— 105445号公報、同 2002— 343568号公報、同 2002— 141173号公報、同 2002 — 352957号公報、同 2002— 203683号公報、同 2002— 363227号公報、同 20
02— 231453号公報、同 2003— 3165号公報、同 2002— 234888号公報、同 20
03— 27048号公報、同 2002— 255934号公報、同 2002— 260861号公報、同 2 002— 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。
[0084] 次に、代表的な有機 EL素子の構成について述べる。
[0085] 〔有機 EL素子の構成層〕
本発明の有機 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。（1)陽極 Z発光層 Z電子輸送層 Z陰極 (2)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層 Z電子輸送層 Z陰極 (3)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 (4)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 (5)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
〔発光層〕
本発明においては、有機 EL素子用材料は発光層に用いることが好ましいが、これ ら以外にも上記のような公知の発光ホストや発光ドーパントを併用してもよい。
[0086] ここで、本発明の効果をさらに向上させる観点から、発光層が前記一般式 (2)で表 される化合物を含有することが好まし ヽ。これらの化合物は発光層にお ヽて発光ホス トとして好ましく用いられる。
[0087] 前記一般式 (2)にお ヽて、 Z は置換基を有してもよ!ヽ芳香族複素環を形成する原
21
子群を表し、 z は置換基を有してもよい芳香族複素環または芳香族炭化水素環を
22
形成する原子群を表し、 Z は 2価の連結基または単なる結合手を表す。 R は水素
23 21 原子または置換基を表す。
[0088] Z 、Z の原子群から表される芳香族複素環としては、フラン環、チォフェン環、ピリ
21 22
ジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾイミダゾール環、 ォキサジァゾール環、トリァゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、チアゾール環、 インドール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾォキサゾール環、 キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、力ルバゾール環、カルボリン環、ジァザ 力ルバゾール環 (カルボリン環を構成する炭化水素環の炭素原子の一つがさらに窒 素原子で置換されている環を示す)等が挙げられる。さらに前記芳香族複素環は、後 述する R で表される置換基を有してもよい。
21
[0089] Z の原子群から表される芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフエニル環、
22
ナフタレン環、ァズレン環、アントラセン環、フエナントレン環、ピレン環、タリセン環、 ナフタセン環、トリフエ-レン環、 o—テルフエ-ル環、 m—テルフエ-ル環、 p—テル フエ-ル環、ァセナフテン環、コロネン環、フルオレン環、フルオラントレン環、ナフタ セン環、ペンタセン環、ペリレン環、ペンタフェン環、ピセン環、ピレン環、ピラントレン 環、アンスラアントレン環等が挙げられる。さらに前記芳香族炭化水素環は、後述す る R で表される置換基を有してもよい。
21
[0090] R で表される置換基としては、アルキル基（例えば、メチル基、ェチル基、プロピル
21
基、イソプロピル基、 tert—ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ォクチル基、ドデシ ル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基 (例えば 、シクロペンチル基、シクロへキシル基等）、ァルケ-ル基 (例えば、ビュル基、ァリル 基等）、アルキニル基 (例えば、ェチニル基、プロパルギル基等）、ァリール基 (例えば
、フエ-ル基、ナフチル基等)、芳香族複素環基 (例えば、フリル基、チェ-ル基、ピリ ジル基、ピリダジ -ル基、ピリミジ -ル基、ピラジュル基、トリアジニル基、イミダゾリル 基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリ-ル基、フタラジニル基等）、複素環基 (例 えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、ォキサゾリジル基等）、アルコキ シ基 (例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルォキシ基、ペンチルォキシ基、へキシ ルォキシ基、ォクチルォキシ基、ドデシルォキシ基等）、シクロアルコキシル基 (例え ば、シクロペンチルォキシ基、シクロへキシルォキシ基等）、ァリールォキシ基 (例え ば、フエノキシ基、ナフチルォキシ基等）、アルキルチオ基 (例えば、メチルチオ基、ェ チルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、へキシルチオ基、ォクチルチオ基、 ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基 (例えば、シクロペンチルチオ基、シクロ へキシルチオ基等）、ァリールチオ基 (例えば、フエ-ルチオ基、ナフチルチオ基等） 、アルコキシカルボ-ル基（例えば、メチルォキシカルボ-ル基、ェチルォキシカルボ ニル基、ブチルォキシカルボ-ル基、ォクチルォキシカルボ-ル基、ドデシルォキシ カルボ-ル基等）、ァリールォキシカルボ-ル基（例えば、フエ-ルォキシカルボ-ル 基、ナフチルォキシカルボ-ル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホ -ル基 、メチルアミノスルホ -ル基、ジメチルアミノスルホ -ル基、ブチルアミノスルホ -ル基 、へキシルアミノスルホ -ル基、シクロへキシルアミノスルホ -ル基、ォクチルアミノス ルホ-ル基、ドデシルアミノスルホ-ル基、フエ-ルアミノスルホ -ル基、ナフチルアミ ノスルホ -ル基、 2—ピリジルアミノスルホ -ル基等）、ァシル基 (例えば、ァセチル基 、ェチルカルボ-ル基、プロピルカルボ-ル基、ペンチルカルボ-ル基、シクロへキ シルカルボ-ル基、ォクチルカルポ-ル基、 2—ェチルへキシルカルボ-ル基、ドデ シルカルボ-ル基、フ -ルカルポ-ル基、ナフチルカルボ-ル基、ピリジルカルボ -ル基等）、ァシルォキシ基 (例えば、ァセチルォキシ基、ェチルカルボニルォキシ 基、ブチルカルボ-ルォキシ基、ォクチルカルボ-ルォキシ基、ドデシルカルボ -ル ォキシ基、フエニルカルボ-ルォキシ基等）、アミド基 (例えば、メチルカルボ-ルアミ ノ基、ェチルカルボ-ルァミノ基、ジメチルカルボ-ルァミノ基、プロピルカルボ-ルァ ミノ基、ペンチルカルボ-ルァミノ基、シクロへキシルカルボ-ルァミノ基、 2—ェチル へキシルカルボ-ルァミノ基、ォクチルカルボ-ルァミノ基、ドデシルカルボ-ルァミノ 基、フ -ルカルポ-ルァミノ基、ナフチルカルボ-ルァミノ基等）、力ルバモイル基（ 例えば、ァミノカルボ-ル基、メチルァミノカルボ-ル基、ジメチルァミノカルボ-ル基 、プロピルアミノカルボ-ル基、ペンチルァミノカルボ-ル基、シクロへキシルァミノ力 ルポ-ル基、ォクチルァミノカルボ-ル基、 2—ェチルへキシルァミノカルボ-ル基、 ドデシルァミノカルボ-ル基、フエ-ルァミノカルボ-ル基、ナフチルァミノカルボ-ル 基、 2—ピリジルァミノカルボニル基等）、ウレイド基 (例えば、メチルウレイド基、ェチ ルゥレイド基、ペンチルゥレイド基、シクロへキシルウレイド基、ォクチルゥレイド基、ド デシルゥレイド基、フ ニルゥレイド基ナフチルウレイド基、 2—ピリジルアミノウレイド 基等）、スルフィエル基（例えば、メチルスルフィ-ル基、ェチルスルフィ-ル基、プチ ルスルフィ-ル基、シクロへキシルスルフィエル基、 2—ェチルへキシルスルフィエル 基、ドデシルスルフィエル基、フヱニルスルフィ-ル基、ナフチルスルフィ-ル基、 2— ピリジルスルフィ -ル基等）、アルキルスルホ -ル基（例えば、メチルスルホ -ル基、ェ チルスルホ-ル基、ブチルスルホ -ル基、シクロへキシルスルホ -ル基、 2—ェチル へキシルスルホ -ル基、ドデシルスルホ -ル基等）、ァリールスルホ -ル基（例えば、 フエ-ルスルホ-ル基、ナフチルスルホ-ル基、 2—ピリジルスルホ -ル基等）、ァミノ 基 (例えば、アミノ基、ェチルァミノ基、ジメチルァミノ基、プチルァミノ基、シクロペン チルァミノ基、 2—ェチルへキシルァミノ基、ドデシルァミノ基、ァ-リノ基、ナフチルァ ミノ基、 2—ピリジルァミノ基等）、ハロゲン原子 (例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素 原子等）、フッ化炭化水素基 (例えば、フルォロメチル基、トリフルォロメチル基、ペン タフルォロェチル基、ペンタフルオロフェ-ル基等）、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基
、メルカプト基、シリル基 (例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロビルシリル基、トリフ ェ -ルシリル基、フエ-ルジェチルシリル基等）等が挙げられる。
これらの置換基は上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。また、これら の置換基は複数が互いに結合して環を形成して 、てもよ 、。好ま 、置換基としては 、アルキル基、シクロアルキル基、フッ化炭化水素基、ァリール基、芳香族複素環基 である。
[0092] 2価の連結基としては、アルキレン、ァルケ-レン、アルキ-レン、ァリーレン等の炭 化水素基の他、ヘテロ原子を含むものであってもよぐまたチォフェン 2, 5 ジィ ル基ゃピラジン 2, 3 ジィル基のような芳香族複素環を有する化合物 (ヘテロ芳 香族化合物ともいう）に由来する 2価の連結基であってもよいし、酸素や硫黄等の力 ルコゲン原子であってもよい。また、アルキルイミノ基、ジアルキルシランジィル基ゃジ ァリールゲルマンジィル基のようなヘテロ原子を会して連結する基でもよい。
[0093] 単なる結合手とは、連結する置換基同士を直接結合する結合手である。
[0094] 本発明にお 、ては、前記一般式（2)の Z が形成する環は 6員環であることが好まし
21
い。これにより、より発光効率を高くすることができる。また、本発明においては、 z が
22 形成する環は 6員環であることが好ましい。これにより、より発光効率を高くすることが できる。さらに Z と Z を共に 6員環とすることで、より一層発光効率と高くすることがで
21 22
きるので好ましい。
[0095] 以下に、本発明に係る一般式 (2)で表される化合物の具体例を示すが、本発明は これらに限定されない。
[0096] [化 14]
Figure imgf000032_0001
[0097] [化 15]
Figure imgf000033_0001
[0098] [化 16]
Figure imgf000034_0001
[0099] [化 17]
Figure imgf000035_0001
[0100] [化 18] さ/:12
Figure imgf000036_0001
§星6
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[0102] [化 20]
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[0103] [化 21]
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[0104] [化 22] 化合物 中心骨格
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23]
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[0106] [化 24]
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[0107] [化 25]
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[0108] [化 26]
Figure imgf000044_0001
[0109] [化 27]
Figure imgf000045_0001
бοπο
[6 ] [ΐΐΐθ]
Figure imgf000046_0001
£^ 0£/900Zd /lDd 9P SZ600T/900Z OAV
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[0112] [化 30]
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[0113] [化 31]
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[0114] [化 32]
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33]
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[0116] [化 34]
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[0117] [化 35] [8Π0]
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Ġ §01197
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[8S^ ] [02 TO]
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[0121] [化 39]
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147
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42]
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[0125] [化 43]
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[0126] [化 44]
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[0127] [化 45]
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[0129] [化 47]
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[0130] [化 48]
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本発明に係る発光層は上記化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キヤ スト法、 LB法等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 、し、または 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。 [0132] また、この発光層は特開昭 57— 51781号公報に記載されているように、榭脂等の 結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等 により薄膜ィ匕して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜厚につ いては特に制限はなぐ状況に応じて適宜選択することができる力 通常は 5ηπ！〜 5 μ mの範囲である。
[0133] 〔阻止層（正孔阻止層、電子阻止層）〕
本発明に係る阻止層（例えば、正孔阻止層、電子阻止層）について説明する。本発 明に係る阻止層の膜厚としては好ましくは 3ηπ！〜 1 OOnmであり、さらに好ましくは 5n m〜30nmである。
[0134] (正孔阻止層）
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有 しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料力 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。
[0135] 本発明においては、発光層に隣接する隣接層、例えば、正孔阻止層、電子阻止層 等に、本発明の有機 EL素子用材料を正孔阻止層に好ましく用いることができる。
[0136] 正孔阻止層としては、例えば、特開平 11 204258号公報、同 11 204359号公 報、及び「有機 EL素子とその工業化最前線（1998年 11月 30日 ェヌ'ティー 'エス 社発行)」の 237頁等に記載の正孔阻止（ホールブロック)層等を本発明に係る正孔 阻止層として適用可能である。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本 発明に係る正孔阻止層として用いることができる。
[0137] 本発明に係る正孔阻止層は、前記一般式 (2)で表される化合物を含有することが 好ましい。また、本発明に係る正孔阻止層には、ボロン誘導体が含まれることが好ま しい。
[0138] (電子阻止層）
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機 能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料力 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。また、後述 する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることができる。 [0139] また、本発明においては、発光層に隣接する隣接層、即ち正孔阻止層、電子阻止 層に、上記の本発明の有機 EL素子用材料を用いることが好ましぐ特に正孔阻止層 に用いることが好ましい。
[0140] 〔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を含み、広い意味で正孔注入 層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けるこ とがでさる。
[0141] 正孔輸送材料としては特に制限はなぐ従来、光導伝材料において、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。
[0142] 正孔輸送材料は正孔の注入または輸送、電子の障壁性のいずれかを有するもの であり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリァゾール誘導体、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。
[0143] 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 、。
[0144] 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、さらには米国特許第 5, 061, 569号明細書に記載されて いる 2個の縮合芳香族炭化水素環を分子内に有するもの、例えば、 4, 4' ビス〔N 一（1 ナフチル） N—フエ-ルァミノ〕ビフエ-ル（NPD)、特開平 4— 308688号 公報に記載されているトリフエニ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）一 N フエ-ルァミノ〕トリフエ-ルアミ ン（MTDATA)等が挙げられる。
[0145] さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖と した高分子材料を用いることもできる。また、 p型— Si、 p型— SiC等の無機化合物も 正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。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 く、リン光の 0— 0バンドが 450nm以下であることがさらに好ましい。また、正孔輸送材 料は高 Tgであることが好ま 、。
[0146] 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。
[0147] 〔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力 なり、広い意味で電子注入 層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層を設ける ことができる。
[0148] 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。さらに、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。
[0149] 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 フタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルポジイミド、フレオレニリデ ンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、ォキサジァゾール誘導体 等が挙げられる。さらに上記ォキサジァゾール誘導体において、ォキサジァゾール環 の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られ ているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いること ができる。
[0150] さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖と した高分子材料を用いることもできる。
[0151] 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)等、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 一またはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基ゃスルホン酸基等 で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光 層の材料として例示したジスチリルビラジン誘導体も、電子輸送材料として用いること 力 Sできるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、 n型— Si、 n型— SiC等の無機半導 体も電子輸送材料として用いることができる。
[0152] この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 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。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5ηπ！〜 50 OOnm程度である。この電子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。
[0153] 次に、本発明の有機 EL素子の構成層として用いられる、注入層について説明する
[0154] 〔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。
[0155] 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。
[0156] 陽極バッファ一層（正孔注入層）は、特開平 9— 45479号公報、同 9 260062号 公報、同 8— 288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フ タロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファ一層、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
[0157] 陰極バッファ一層（電子注入層）は、特開平 6— 325871号公報、同 9 17574号 公報、同 10— 74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロン チウム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。
[0158] 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〜100nmの範囲が好ましい。
[0159] この注入層は上記材料を、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、 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 。注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5nm〜5000nm程度である 。この注入層は上記材料の一種または二種以上力もなる一層構造であってもよい。
[0160] 〔陽極〕
本発明の有機 EL素子に係る陽極としては、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 (ITO)、 SnO、 ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、 IDIXO (In O
2 2 3
-ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよ!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ー 法で所望の形状のパターンを形成してもよぐまたはパターン精度をあまり必要としな い場合は（100 m以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形 状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には 、透過率を 10%より大きくすることが望ましぐまた、陽極としてのシート抵抗は数百 Ω /口以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよる力 通常 ΙΟηπ！〜 1000nm、好まし くは 10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
[0161] 〔陰極〕
一方、本発明に係る陰極としては、仕事関数の小さい (4eV以下)金属 (電子注入 性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするも のが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム一力リウ ム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム Z銅混合物、マグネシウム Z銀混合物 、マグネシウム /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、インジウム、リチウム Zアルミニウム混合物、希
2 3
土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の 点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金 属との混合物、例えば、マグネシウム Z銀混合物、マグネシウム 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
2 3 物、リチウム Zアルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極はこれらの電 極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより作製する ことができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百 Ω /口以下が好ましぐ膜厚は通 常 10nm〜1000nm、好ましくは 50nm〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光を 透過させるため、有機 EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半 透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
[0162] 〔基体 (基板、基材、支持体等ともいう)〕
本発明の有機 EL素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に 限定はなぐまた透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板と しては、例えば、ガラス、石英、光透過性榭脂フィルムを挙げることができる。特に好 ま 、基体は、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。
[0163] 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)、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテル エーテルケトン、ポリフエ-レンスルフイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート (PC)、セルローストリアセテート (TAC)、セルロースアセテートプロピオネート（CAP )等力 なるフィルム等が挙げられる。
[0164] 榭脂フィルムの表面には、無機物または有機物の被膜またはその両者のハイブリツ ド被膜が形成されていてもよぐ水蒸気透過率が 0. 01g/m2'dayatm以下の高バ リア性フィルムであることが好ま U、。
[0165] 本発明の有機 EL素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、 1%以上 であることが好ましぐより好ましくは 2%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。
[0166] 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よい。
[0167] 照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム（ アンチグレアフィルム等）を併用することもできる。
[0168] 多色表示装置として用いる場合は少なくとも 2種類の異なる発光極大波長を有する 有機 EL素子カゝらなるが、有機 EL素子を作製する好適な例を説明する。
[0169] 〔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正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極バッファ一層 Z陰極からなる有機 EL 素子の作製法について説明する。
[0170] 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 ΙΟηπ！〜 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、正孔阻止層、電子輸送層等の有機化合物を含有する薄膜を形 成させる。
[0171] この有機化合物を含有する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、印刷法等があるが、均質な膜が得られや すぐかつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法 が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採 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が、一般にボ ート加熱温度 50°C〜450°C、真空度 10一6〜 10— 2Pa、蒸着速度 0. OlnmZ秒〜 50η mZ秒、基板温度 50°C〜300°C、膜厚 0. lnm〜5 μ mの範囲で適宜選ぶことが 望ましい。
[0172] 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 5 0nm〜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 E L素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが 好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。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。
[0173] 〔表示装置〕
本発明の表示装置について説明する。
[0174] 本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは多色表示装置について説 明する。多色表示装置の場合は発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面に蒸 着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる。
[0175] 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 、。
[0176] また作製順序を逆にして、陰極、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、 陽極の順に作製することも可能である。
[0177] 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 2V〜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い。さらに交流電圧を 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 、。
[0178] 多色表示装置は表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができ る。表示デバイス、ディスプレイにおいて、青、赤、緑発光の 3種の有機 EL素子を用 いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
[0179] 表示デバイス、ディスプレイとしてはテレビ、ノ ソコン、モパイル機器、 AV機器、文 字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生 する表示装置として使用してもよ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 もどちらでもよい。
[0180] 発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告 、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光 センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではない。
[0181] 〔照明装置〕
本発明の照明装置について説明する。
[0182] 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ぐこ 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 力 これらに限定されない。またレーザー発振をさせることにより、上記用途に使用し てもよい。
[0183] また、本発明の有機 EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使 用してもよいし、画像を投影するタイプのプロジェクシヨン装置や、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 、。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。
[0184] 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説明する
[0185] 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。
[0186] 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。
[0187] 制御部 Bは、表示部 Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画 像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線ごとの 画素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部
Aに表示する。
[0188] 図 2は、表示部 Aの模式図である。
[0189] 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においては、画 素 3の発光した光が、白矢印方向（下方向）へ取り出される場合を示して 、る。
[0190] 配線部の走査線 5及び複数のデータ線 6は、各々導電材料からなり、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)。
[0191] 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 一表示が可能となる。
[0192] 次に、画素の発光プロセスを説明する。 [0193] 図 3は、画素の模式図である。
[0194] 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。
[0195] 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。
[0196] 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。
[0197] 制御部 Bの順次走査により走査信号が次の走査線 5に移ると、スイッチングトランジ スタ 11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ 11の駆動がオフしてもコン デンサ 13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ 12 の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機 EL素子 1 0の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に 同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ 12が駆動して有機 E L素子 10が発光する。
[0198] 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。
[0199] 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、才フでもよ！/、。
[0200] 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ょ 、。
[0201] 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。
[0202] 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 、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。
[0203] 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く、製造コストの低減が計れる。
[0204] 本発明に係わる有機 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。
[0205] 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!/、が、本発明に係わる白色有機 EL素子にぉ 、て は、発光ドーパントを複数組み合わせる方式が好まし 、。
[0206] 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。
[0207] 本発明に係わる白色有機 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いいし、電極と発光層をパターユングしてもいい し、素子全層をパターユングしてもいい。
[0208] 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、本発明に係わる白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択 して組み合わせて白色化すればょ 、。
[0209] 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。
[0210] 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、さらには表示装置を 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
[0211] 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。
[0212] 実施例 1
〔有機 EL素子 1の作製〕
陽極としてガラス上に ITO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 iso プロ ピルアルコールで超音波洗净し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間行 つた。この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、 5つのタンタル製抵抗力卩熱ボートに、 a— NPD、 CBP、 Ir— 11、 BCP、 Alqをそれ
3 ぞれ入れ、真空蒸着装置 (第 1真空槽)に取付けた。
[0213] さらに、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化リチウムを、タングステン製抵抗加熱ボ ートにアルミニウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第 2真空槽に取り付けた。
[0214] まず、第 1の真空槽を 4 X 10—4Paまで減圧した後、 a—NPDの入った前記加熱ボ ートに通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZ秒〜 0. 2nmZ秒で透明支持基板に膜 厚 25nmの厚さになるように蒸着し、正孔注入 Z輸送層を設けた。
[0215] さらに、 CBPの入った前記加熱ボートと Ir 11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 CBPと発光ドーパントである Ir— 11の蒸着速度が 100： 6にな るように調節し膜厚 30nmの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
[0216] ついで、 BCPの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZ秒 〜0. 2nmZ秒で厚さ lOnmの正孔阻止層を設けた。さらに、 Alqの入った前記加熱
3
ボートを通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZ秒〜 0. 2nmZ秒で膜厚 40nmの電子 輸送層を設けた。
[0217] 次に、前記の如く電子輸送層まで製膜した素子を真空のまま第 2真空槽に移した 後、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクが配置されるように装置 外部からリモートコントロールして設置した。
[0218] 第 2真空槽を 2 X 10— 4Paまで減圧した後、フッ化リチウム入りのボートに通電して蒸 着速度 0. OlnmZ秒〜 0. 02nmZ秒で膜厚 0. 5nmの陰極バッファ一層を設け、 次いでアルミニウムの入ったボートに通電して蒸着速度 1 nmZ秒〜 2nmZ秒で膜厚 150nmの陰極をつけた。さらにこの有機 EL素子を大気に接触させることなく窒素雰 囲気下のグローブボックス（純度 99. 999%以上の高純度窒素ガスで置換したグロ ーブボックス)へ移し、図 5、図 6に示したような内部を窒素で置換した封止構造にし て、照明装置として使用可能な有機 EL素子 1を作製した。
[0219] 得られ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。尚、図 5は照明装置の概略図で、図 6は照明装 置の断面図である。有機 EL素子 101をガラスカバー 102で覆った。
[0220] 図 6において、 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。
[0221] なお、捕水剤として用いた酸化バリウムは、アルドリッチ社製の高純度酸化バリウム 粉末を、粘着剤付きのフッ素榭脂系半透過膜 (ミクロテックス S-NTF8031Q 日 東電工社製)でガラスカバー 102に貼り付けたものを予め準備して使用した。ガラス カバー 102と有機 EL素子の接着には紫外線硬化型接着剤（図示していない）を用 い、紫外線ランプを照射することで両者を接着した。
[0222] 〔有機 EL素子 2〜16の作製〕 有機 EL素子 1の作製において、表 1に記載のように、発光ホスト、発光ドーパン 1 び正孔阻止層を変更した以外は同様にして、有機 EL素子 2〜16を作製した。
[化 49]
Figure imgf000080_0001
[0224] 〔有機 EL素子の評価〕
作製した有機 EL素子にっ 、て下記のような評価を行った。評価の結果を表 1に示 す。
[0225] (外部取り出し量子効率）
得られた有機 EL素子について、 23°C、乾燥窒素ガス雰囲気下で 2. 5mA/cm2 定電流を印力 tlした時の外部取り出し量子効率 (％)を測定した。測定には分光放射 輝度計 CS— 1000 (コ-カミノルタセンシング社製)を用いた。なお、量子効率は有機 EL素子 1を 100とした時の相対値で表した。
[0226] (発光寿命）
有機 EL素子を室温下、 2. 5mAZcm2の定電流条件下による連続点灯を行い、初 期輝度の 90%の輝度になるのに要する時間（ τ 1Z9)を測定した。測定には同様に 分光放射輝度計 CS— 1000 (コ-カミノルタセンシング社製)を用いた。なお、発光 寿命は有機 EL素子 1を 100とした時の相対値で表した。
[0227] [表 1] 有機 EL素子 発光 外部取り出し
発光ホス卜 正孔阻止層 発光寿命 備考
No. ドーバント 置子効率
1 CBP lr-11 BCP 100 100 比較例
2 CBP Pt-2 BCP 90 74 比較例
3 CBP (1 -2) BCP 116 124 本発明
4 CBP (1 -9) BCP 121 118 本発明
5 CBP (2-6) BCP 119 120 本発明
6 CBP (2-9) BCP 124 128 本発明
7 CBP (3-3) BCP 117 125 本発明
8 CBP (3-7) 38 127 131 本発明
9 CBP (4-3) BCP 113 121 本発明
10 CBP (4-4) 74 129 133 本発明
11 CBP (4-8) BCP 115 123 本発明
12 74 (1 -5) BCP 130 1 4 本発明
13 74 (4-10) 74 1 0 1 5 本発明
14 74 (3-2) 74 138 135 本発明
15 74 (3-5) 74 134 141 本発明
16 74 (4-1) 38 140 137 本発明
[0228] 表 1から、本発明に係る金属錯体を発光層に用いた有機 EL素子は、比較の有機 E L素子に比べ、発光効率が高ぐ発光寿命が長いことが明らかである。また、請求の 範囲第 14項に記載の一般式（2)で表される化合物を発光ホスト及び または正孔 阻止層に用レヽることで、さらに量子効率が向上することが分かる。
[0229] 実施例 2
〔塗布による白色有機 EL素子の作製〕
25mm X 25mm XO.5mmのガラス支持基板上に直流電源を用い、スパッタ法に てインジウム錫酸ィ匕物（ITO、インジウム Ζ錫 = 95Ζ5モル比）の陽極を形成した（厚 み 200nm)。この陽極の表面抵抗は 10 Ωグロであった。これにポリビニルカルバゾ ール (正孔輸送性バインダーポリマー) Z(4— 1)Z(3— 4)Z(3— 6)Z2—（4ービ フエ-リル）一 5— (4— t—ブチルフエ-ル）— 1, 3, 4—ォキサジァゾ—ノレ（電子輸送 材） =200Z3Z3Z2Z50(質量比）を調製、溶解したジクロロエタン溶液をスピンコ ータ—で塗布し、 lOOnmの発光層を得た。この有機化合物層の上にパタ—ユングし たマスク (発光面積が 5mm X 5mmとなるマスク）を設置し、蒸着装置内で陰極バッフ ァ一層としてフッ化リチウム 0.5nm及び陰極としてアルミニウム 150nmを蒸着して陰 極を設けた。陽極、陰極よりそれぞれアルミニウムのリード線を出して発光素子を作 製した。該発光素子を窒素ガスで置換したグローブボックス内に入れ、ガラス製の封 止容器で紫外線硬化型接着剤 (長瀬チバ製、 XNR5493)を用いて封止して有機 E L素子を作製した。
[0230] この有機 EL素子に通電したところほぼ白色の光が得られ、本発明における有機 E
L素子用材料は塗布による有機 EL素子の作製が可能であることが分力 た。
[0231] 実施例 3
〔フルカラー表示装置の作製〕
(青色発光素子の作製）
実施例 1の有機 EL素子 14を青色発光素子として用 ヽた。
[0232] (緑色発光素子の作製）
実施例 1の有機 EL素子 12を緑色発光素子として用 ヽた。
[0233] (赤色発光素子の作製）
実施例 1の有機 EL素子 15を赤色発光素子として用 ヽた。
[0234] 上記で作製した、各々赤色、緑色、青色発光有機 EL素子を同一基板上に並置し、 図 1に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製 し、図 2には、作製した前記表示装置の表示部 Aの模式図のみを示した。即ち、同一 基板上に、複数の走査線 5及びデータ線 6を含む配線部と、並置した複数の画素 3 ( 発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走 查線 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)。前記 複数画素 3は、それぞれの発光色に対応した有機 EL素子、アクティブ素子であるス イッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方 式で駆動されており、走査線 5から走査信号が印加されると、データ線 6から画像デ ータ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。このように各赤、緑、 青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
[0235] このフルカラー表示装置を駆動することにより、輝度が高ぐ高耐久性を有し、かつ 、鮮明なフルカラー動画表示が得られることが分力つた。
[0236] 実施例 4 〔白色発光素子及び白色照明装置の作製〕
実施例 1の透明支持基板の電極を 20mm X 20mmにパターユングし、その上に実 施例 1と同様に正孔注入/輸送層として α— NPDを 25nmの厚さで製膜し、さらに、 化合物 74の入った前記加熱ボートと、化合物（1 7)の入ったボート及び化合物（2 9)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化合物 74と発光ド 一パントである化合物（1 7)の入ったボート及びィ匕合物（2— 9)の蒸着速度が 100 : 6 : 1になるように調整し膜厚 40nmの厚さになるように蒸着し、発光層を設けた。
[0237] っ 、で、 BCPを lOnm製膜して正孔阻止層を設けた。さらに、 Alqを 40nmで製膜
3
し電子輸送層を設けた。
[0238] 次に、実施例 1と同様に、電子輸送層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ 形状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファ一層としてフッ化リチウム 0. 5nm 及び陰極としてアルミニウム 150nmを蒸着製膜した。
[0239] この素子を実施例 1と同様な方法及び同様に、図 5、図 6に示したような内部を窒素 で置換した封止構造にして、平面ランプ型の照明装置として使用可能な有機 EL素 子 1を作製した。
[0240] 得られ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。尚、図 5は照明装置の概略図で、図 6は照明装 置の断面図である。有機 EL素子 101をガラスカバー 102で覆った。図 6において、 1 05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。
[0241] この平面ランプに通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置として使用でき ることが分かった。

Claims

請求の範囲 下記一般式（1)で表される金属錯体であって、配位子部分に二座配位を抑制する置 換基を少なくとも一つ有することを特徴とする有機 EL素子用材料。
[化 1]
Figure imgf000084_0001
(式中、 Mは金属である。 X、 Y、 Z、 X、 Y、 Zは炭素原子または窒素原子であり、
1 1 1 1 2 2 2
(X、 Y、 Z )または (X、 Y、 Z )の組み合わせのうち少なくとも一つは炭素原子であ
1 1 1 2 2 2
り、それぞれ環 A〜環 Fの構成要素の一部であるとともに金属 Mに結合している。 R
1 1
〜Rは置換基であり、 nl〜n6は 0または 1以上の整数である。 )
6
[2] 前記一般式（1)において、（環 A、環 B、環 C)または (環 D、環 E、環 F)の組み合わせ のうち、それぞれ少なくとも一つの環に炭素原子で結合した置換基を有することを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機 EL素子用材料。
[3] 前記一般式（1)にお 、て、環 B及び環 Eがファンデルワールス体積 (VDW)が 30 A3 以上の置換基を少なくとも一つ有することを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2 項に記載の有機 EL素子用材料。
[4] 前記一般式（1)において、環 Bの置換基 Rの少なくとも一つがファンデルワールス体
2
積 (VDW)が 55 A3以上であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれ カゝ 1項に記載の有機 EL素子用材料。
[5] 前記一般式（1)において、環 A〜環 Fのうち少なくとも一つは 5員環構造を有すること を特徴とする請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 1項に記載の有機 EL素子用材 料。
[6] 前記金属 Mは Ir、 Rhまたは Osであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項の V、ずれか 1項に記載の有機 EL素子用材料。
[7] 前記一般式（1)で表される金属錯体が高分子の主鎖または側鎖の一部であることを 特徴とする請求の範囲第 1項〜第 6項のいずれか 1項に記載の有機 EL素子用材料
[8] 請求の範囲第 1項〜第 7項のいずれか 1項に記載の有機 EL素子用材料を有機 EL 素子を形成する構成層の一つに含有することを特徴とする有機 EL素子。
[9] 前記構成層の一つが発光層であり、該発光層に請求の範囲第 1項〜第 7項のいず れか 1項に記載の有機 EL素子用材料を含有することを特徴とする請求の範囲第 8項 に記載の有機 EL素子。
[10] 前記構成層の少なくとも一層が、下記一般式 (2)で表される化合物を含有することを 特徴とする請求の範囲第 8項または第 9項に記載の有機 EL素子。
[化 2]
—般式 (2)
F
, - 、 -、、
、 "-C、 ノ
(式中、 Z は芳香族複素環を形成する原子群を表し、 Z は芳香族複素環または芳
21 22
香族炭化水素環を形成する原子群を表し、 Z
23は 2価の連結基または単なる結合手 を表す。 R
21は水素原子または置換基を表す。 )
[11] 請求の範囲第 8項〜第 10項のいずれか 1項に記載の有機 EL素子を有することを特 徴とする表示装置。
[12] 請求の範囲第 8項〜第 10項のいずれか 1項に記載の有機 EL素子を有することを特 徴とする照明装置。
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