WO2007043321A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、液晶表示装置及び照明装置 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセンス素子、液晶表示装置及び照明装置 Download PDF

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WO2007043321A1
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Tomoyuki Nakayama
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-elect mouth luminescence element, a liquid crystal display device, and a lighting device.
  • ELD electoluminescence display
  • organic EL devices organic electroluminescence devices
  • Inorganic EL devices have been used as planar light sources, but high AC voltages are required to drive light-emitting devices.
  • An organic EL device has a light emitting layer containing a light emitting compound sandwiched between a cathode and an anode, and injects excitons (excitons) by injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them. It is an element that emits light by utilizing the emission of light (fluorescence / phosphorescence) when this exciton is deactivated. It can emit light at a voltage of several volts to several tens of volts, and is self-luminous. Because of this, it is a thin-film, completely solid element that has a wide viewing angle and high visibility, and is attracting attention from the viewpoints of space saving and portability.
  • the organic EL element is also a major feature that it is a surface light source, unlike a main light source that has been put to practical use, for example, a light emitting diode.
  • Applications that can make effective use of this characteristic include lighting sources and backlights for various displays.
  • it is also suitable for use as a backlight for liquid crystal full-color displays, where demand has increased significantly in recent years.
  • white light is obtained by mixing two colors of light emitting materials having a complementary color relationship in the element, for example, a blue light emitting material and a yellow light emitting material.
  • a method of mixing colors using three luminescent materials is preferred ⁇ .
  • white organic EL elements can be obtained by doping high-efficiency phosphors of blue, green, and red as light emitting materials (for example, Patent Document 1). , 2).
  • Non-Patent Document 1, 2, Patent Document 3. 0 which is conventionally
  • the emission from the single phosphor is emission from the excited singlet, and the generation ratio of the singlet exciton and triplet exciton is 1: 3.
  • the emission from the excited triplet is useful.
  • the upper limit of the internal quantum efficiency is 100% due to the exciton generation ratio and the internal conversion from the singlet exciton to the triplet exciton.
  • the luminous efficiency is up to 4 times.
  • an organic layer configuration for obtaining white light by color mixing using a plurality of light emitting materials having different light emission colors in one element a method of mixing a plurality of light emitting materials having different light emission colors in one layer, light emission
  • a method of mixing a plurality of light emitting materials having different light emission colors in one layer light emission
  • There are known methods for forming elements having a multilayer light emitting layer structure by forming layers for light emitting materials of different colors, but brightness, color caused by the occurrence of excitation energy transfer between the light emitting materials is known. It is preferable to form a layer for each luminescent material with a different luminescent color because it can reduce the degree of instability.
  • the order of stacking the light emitting layers is not particularly limited, but generally the light emitting dopant on the long wavelength side is smaller and has ionic potential energy, so that the light emission containing a long wavelength light emitting dopant on the anode side.
  • the long wavelength light emitting dopant For example, Non-Patent Document 3 describes that it functions as a strong hole trapping center and the light emission efficiency on the short wavelength side is low and it is difficult to adjust the white balance.
  • the light-emitting dopant on the short wavelength side is disposed on the anode side, the light-emitting dopant is used. Therefore, the hole capturing ability is weak.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-207170
  • Patent Document 2 JP-A-2004-235168
  • Patent Document 3 U.S. Patent No. 6,097,147
  • Non-patent literature 1 MA Baldo et al., Nature, 395 ⁇ , 151-154 (1998)
  • Non-patent literature 2 MA Baldo et al., Nature, 403 ⁇ , 17, 750-753 (200 0) Year)
  • Non-Patent Document 3 B. W. D 'andrade et al., Advanced Materials, 14 ⁇ , pp. 147-151 (2002)
  • An object of the present invention is to provide an organic electoluminescence element that is excellent in power efficiency and easy to adjust the white balance, and a liquid crystal display device and an illumination device using the same.
  • An organic electroluminescent device comprising a phosphorescent dopant having a maximum emission wavelength of 440 to 490 nm in a solid state in at least one layer and having three or more emission layers having different emission wavelengths.
  • the ionization potential energy of the phosphorescent dopant An organic electoluminescence device characterized in that the lugi is smaller than the ionization potential energy of at least one other luminescent dopant smaller than 5. leV.
  • Ra represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group
  • Rb and Rc represent a hydrogen atom or a substituent
  • A1 forms an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring.
  • M represents Ir or Pt.
  • Ra represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group
  • 1 1 represents a hydrogen atom or a substituent
  • A1 represents a residue necessary to form an aromatic ring or an aromatic heterocycle
  • M represents Ir or Pt.
  • Ra represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group
  • Rb or Rc represents a hydrogen atom or a substituent
  • A1 forms an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring.
  • M represents Ir or Pt.
  • a liquid crystal display device comprising the organic electroluminescence device according to (1) or (2) as a backlight.
  • FIG. 1 is a schematic view of a lighting device according to the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the illumination device of the present invention.
  • the organic EL element having excellent power efficiency and easy white balance adjustment, and the We were able to provide liquid crystal display devices and lighting devices using organic EL elements.
  • the emission color of the organic EL element of the present invention is shown in Fig. 4.16 on page 108 of "New Color Science Handbook” (edited by the Japan Society for Color Science, University of Tokyo Press, 1985). Therefore, it is determined by the color when the result measured with the spectral radiance meter CS-1000 (Corporation Minolta Sensing) is applied to the CIE chromaticity coordinates.
  • the organic EL device of the present invention does not include a light collecting member such as a light collecting sheet!
  • a light collecting member such as a light collecting sheet!
  • the emission spectrum of the organic EL device of the present invention has a maximum emission wavelength of 440 to 490 nm (hereinafter referred to as a blue region), 500 to 540 nm (hereinafter referred to as a green region), 600 to 640 nm ( Hereinafter, it is preferable to have at least three light emitting layers having different emission wavelengths existing in each of the red regions).
  • the light emission maximum wavelength is in the respective regions of 440 to 490 nm, 500 to 540 nm, and 600 to 640 nm as the emission spectrum of the entire device.
  • the minimum emission intensity between each maximum wavelength is 60% or less of the emission maximum intensity in the adjacent wavelength region, and the blue region, between the green region or the green region, the red region.
  • the minimum emission wavelength between the blue region and the green region is 470 to 510 nm
  • the minimum emission wavelength between the green region and the red region is 570 to 600 nm.
  • the small emission wavelength is adjusted so as to satisfy the following relationship.
  • ⁇ is the minimum emission wavelength between the blue region and the green region
  • ⁇ is the green region and the red region
  • the minimum emission wavelength between, ⁇ is a blue color filter in the wavelength range 450-550nm
  • ⁇ is the wavelength of 550 to 630 nm
  • the wavelength at which the product of the transmittance of the green pixel and the transmittance of the red pixel in the color filter range is maximum.
  • the light emitting layer unit has at least three light emitting layers having different emission wavelengths, and has a non-light emitting intermediate layer between each light emitting layer.
  • the light emitting layer according to the present invention is a layer that emits light by recombination of electrons and holes injected from an electrode, an electron transport layer, or a hole transport layer, and the light emitting portion is within the layer of the light emitting layer. It may be the interface between the light emitting layer and the adjacent layer.
  • the configuration of the light emitting layer according to the present invention is not particularly limited as long as the light emission maximum wavelength satisfies the above requirements, but the light emission maximum wavelength is in the blue region and the green region in the blue region. It has at least three light emitting layers, a green light emitting layer and a red light emitting layer in the red region. And are preferred.
  • a layer having a maximum emission wavelength of 440 to 490 nm is referred to as a blue light-emitting layer, and 50
  • a layer having a thickness of 0 to 540 nm is referred to as a green light emitting layer, and a layer having a wavelength range of 600 to 640 nm is referred to as a red light emitting layer.
  • At least the main light emitter contained in the light emitting layer in the blue region is a phosphorescent dopant, and light emitting materials having other light emission wavelengths are also phosphorescent dopants. .
  • the main light emitter included in the light emitting layer is a light emitter that takes the largest part in the light emission intensity generated from the light emitting layer, and the light emitted by the main light emitter is 50% or more of the light emission of the light emitting layer. Preferably there is.
  • the total thickness of the light emitting layers in the present invention is preferably in the range of 2 to LOOnm, and more preferably 30 nm or less because a lower driving voltage can be obtained.
  • the total thickness of the light-emitting layers is the thickness including the intermediate layer when a non-light-emitting intermediate layer exists between the light-emitting layers.
  • each light emitting layer is preferably adjusted in the range of 2 to 50 nm, more preferably in the range of 2 to 20 nm. There are no particular restrictions on the relationship between the thickness of the blue, green, and red light-emitting layers.
  • the Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-282265 discloses an organic electoluminescence device having blue, green, and red light emitting layers, but the light emitting material is a fluorescent light emitter, and the ionic material of the blue light emitting material.
  • the soot potential energy is also different from the scope of the present invention.
  • WO05Z27586 pamphlet similarly discloses an organic electroluminescent device having blue, green, and red light emitting layers.
  • the light emitting material is a fluorescent light emitting material, and the ionic potential energy of the blue light emitting material is also shown. This is different from the scope of the present invention.
  • a light-emitting dopant or a host compound described later is manufactured by a known thin film method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink-jet method. It can be formed as a film.
  • a plurality of light-emitting compounds may be mixed in each light-emitting layer within a range that maintains the above spectral shape requirements. And fluorescent emitters in the same light-emitting layer.
  • the light emitting layer contains a host compound and a light emitting dopant (also referred to as a light emitting dopant complex) and emits light from the dopant.
  • a light emitting dopant also referred to as a light emitting dopant complex
  • the host compound contained in the light emitting layer of the organic EL device of the present invention is preferably a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C) of less than 0.1. More preferably, the phosphorescent quantum yield is less than 0.01.
  • the mass ratio in the layer is preferably 20% or more.
  • known host compounds may be used singly or in combination of two or more.
  • the organic EL device can be made highly efficient.
  • the light emitting host used in the present invention may be a conventionally known low molecular compound or a high molecular compound having a repeating unit, and a low molecular compound having a polymerizable group such as a bur group or an epoxy group (evaporation polymerization). Luminescent host).
  • the known host compound a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents the emission of light from being increased in wavelength, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
  • the glass transition point (Tg) is a value determined by a method based on JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Colorimetry).
  • Specific examples of known host compounds include the compounds described in the following documents.
  • JP 2001-257076, 2002-308855, 20 01-313179, 2002-319491, 2001-357977, 2002-334786, 2002-8860 No., 2002-334787, 2002-15871, 2002-334788, 2002-43056, 2002-334789, 2002-75645, 2002-338579 Gazette, 2002-105445 publication, 2002-343568 publication, 2002-141173 publication, 2002-352957 publication, 2002-203683 publication, 2002-363227 publication, 2002-231453 publication, 2003-3165 publication, 2002-234888 publication, 2003-27048 publication, 2002-255934 publication, 2002-260861 publication, 2002-280183 publication, 2002-299060 publication, The 2002-302516 publication, 2002-305083 publication, 2002-305084 publication, 2002-308837 publication, etc. are mentioned.
  • a fluorescent compound or a phosphorescent dopant (also referred to as a phosphorescent compound or a phosphorescent compound) is used.
  • the phosphorescent dopant according to the present invention is a compound in which emission of excited triplet force is observed, specifically, a compound that emits phosphorescence at room temperature (25 ° C), and has a phosphorescent quantum yield of 25.
  • the force defined as being a compound of 0.01 or higher at ° C.
  • the phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectra II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of Experimental Chemistry Course 4 of the 4th edition. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence emission dopant according to the present invention achieves the above phosphorescence quantum yield (0.01 or more) in any solvent. If you can.
  • the light emission of the phosphorescent dopant includes two types in principle. One is the recombination of carriers on the host compound in which carriers are transported to generate an excited state of the host compound.
  • An energy transfer type in which light is transferred from the phosphorescent dopant by transferring energy to the phosphorescent dopant.
  • the other is that the phosphorescent dopant becomes a carrier trap, and carrier recombination occurs on the phosphorescent dopant, resulting in a phosphorescent dopant.
  • the excited state energy of the phosphorescent dopant is lower than the excited state energy of the host compound.
  • the phosphorescent light-emitting dopant can be appropriately selected from known materials used for the light-emitting layer of the organic EL device.
  • the phosphorescent dopant according to the present invention is preferably a complex compound containing a metal of group 8 to LO in the periodic table of elements, more preferably an iridium compound, an osmium compound, or a platinum compound. (Platinum complex compounds), rare earth complexes, and most preferred are iridium compounds.
  • At least one layer has a phosphorescent dopant characterized by having an emission maximum wavelength at 440 to 490 nm in a solid state and an ion potential energy of less than 5. leV.
  • the lower limit of the ionization potential energy is not particularly limited. However, since the highest occupied level of the phosphorescent dopant is located lower than the vacuum level, the ionic potential of the phosphorescent dopant used in the present invention is 2 It is in the range of 9 to 5 leV.
  • the ionization potential energy of a luminescent dopant is larger than 5.
  • leV and is known to be used for the white light-emitting organic electoluminescence device of the present invention.
  • leV is at least one other Smaller than the ionization potential energy of the seed luminescent dopant! /.
  • the phosphorescent dopant according to the present invention which has a maximum emission wavelength at 440 to 490 nm in a solid state in at least one layer and has an ionic potential energy of less than 5.
  • leV has the general formula It is preferable to have a partial structure of (A) to (C).
  • A1 represents a residue necessary for forming an aromatic ring or an aromatic heterocyclic ring
  • the aromatic ring includes a benzene ring, a biphenyl ring, and a naphthalene ring.
  • Ra represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, or a heterocyclic group
  • Rb, Rc, Rb, and Rc represent a hydrogen atom or a substituent.
  • an alkyl group for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, Pentadecyl group, etc.
  • cycloalkyl group eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.
  • alkenyl group eg, vinyl group, aryl group, etc.
  • alkyl group eg, ethynyl group, propargyl group, etc.
  • aryl Group for example, phenyl group, naphthyl group, etc.
  • aromatic heterocyclic group for example, furyl group, chael group, pyridyl group, pyr
  • a cycloalkylthio group for example, cyclopentylthio group, cyclohexylthio group, etc.
  • an arylthio group for example, phenylthio group, naphthylthio group, etc.
  • an alkoxycarbonyl group for example, a methyloxycarbol group, Ethyloxycarbonyl group, Butyloxycarboxyl group, Octyloxycarbon group, Dodecyloxycarboxyl group, etc.
  • Alyloxycarboxyl group for example, phenylcarboxyl group) Group, naphthyloxycarbonyl group, etc.
  • sulfamoyl group for example, aminosulfol group, methylaminosulfur group, dimethylaminosulfol group, butylaminosulfol group, hexylaminosulfur group, cyclohexane
  • Hexylaminosulfol group for example,
  • Aminocarbonyl group methylaminocarbol group, dimethylaminocarbole group, propylaminocarbol group, pentylaminocarbolo group, cyclohexylaminocarbolo group, octylamino Carbo group, 2-ethylhexylaminocarbo group, dodecylamino force group, phenolamino group, naphthylaminocarbol group, 2-pyridylaminocarbo group, etc.), ureido Groups (e.g.
  • arylsulfol group phenylsulfol group, naphthylsulfol group, 2-pyridylsulfol group, etc.
  • amino group eg, amino group, ethylamino group, dimethylamino group, butyramino group, cyclopentyl group
  • halogen atom eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, etc.
  • fluorinated hydrocarbon group eg, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, etc.
  • cyano group nitro group, hydroxyl group, mercapto group, silyl group (for example,
  • the structures of the general formulas (A) to (C) are partial structures, and a ligand corresponding to the valence of the central metal is necessary for the structure itself to be a phosphorescent light-emitting dopant having a completed structure.
  • halogen for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom or iodine atom
  • aryl group for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, biphenyl group).
  • M represents Ir or Pt, and Ir is particularly preferable! /.
  • Tris body which is a completed structure with 3 partial structures is preferred.
  • D-lacac, 4.0 g, phenol imidazole 2.6 g, and glycerin 300 ml are placed in a 500 ml three-necked flask, set on an oil bath stirrer with a thermometer and a cooling tube, and gradually heated. The bath temperature was adjusted so that the internal temperature was 150 ° C, and the reaction was completed after stirring for 5 hours. Crystals precipitated when cooled to room temperature. The reaction solution was diluted with 200 ml of methanol, and the crystals were filtered, washed well with methanol and dried to obtain 1.6 g (36.5%). The structure of this crystal was confirmed to be D-1 by 1 H-NMR and MASS.
  • a fluorescent substance can also be used in the organic electoluminescence device of the present invention.
  • fluorescent emitters include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, crocomium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamines.
  • dopants can also be used in the present invention.
  • a non-light emitting intermediate layer also referred to as an undoped region or the like used in the present invention will be described.
  • the non-light emitting intermediate layer is a layer provided between the light emitting layers when having a plurality of light emitting layers.
  • the film thickness of the non-light emitting intermediate layer is preferably in the range of 1 to 20 nm, and more preferably in the range of 3 to: LOnm, which suppresses interaction such as energy transfer between adjacent light emitting layers, and This is preferable because it does not give a large load to the current-voltage characteristics.
  • the material used for the non-light emitting intermediate layer may be the same as or different from the host compound of the light emitting layer, but the host material of at least one light emitting layer of two adjacent light emitting layers It is preferably the same as the charge.
  • the non-light-emitting intermediate layer may contain a non-light-emitting layer and a compound common to each light-emitting layer (for example, a host compound).
  • a compound common to each light-emitting layer for example, a host compound.
  • Each common host material Means the case where the physical properties such as phosphorescence emission energy and glass transition point are the same or the case where the molecular structure of the host compound is the same.)
  • the injection barrier between the two layers is reduced, and the effect of easily maintaining the injection balance of holes and electrons even when the voltage (current) is changed can be obtained.
  • using a host material that has the same physical characteristics or the same molecular structure as the host compound contained in each light emitting layer in the undoped light emitting layer is a major problem in conventional organic EL device fabrication. The complexity can be also eliminated.
  • the host material is responsible for carrier transport
  • a material having carrier transport capability is preferred.
  • carrier mobility is used as a physical property representing carrier transport ability
  • the carrier mobility of organic materials generally depends on electric field strength. Since a material having a high electric field strength dependency easily breaks the hole / electron injection / transport balance, it is preferable to use a material whose mobility is less dependent on the electric field strength as the intermediate layer material and the host material.
  • the non-light emitting intermediate layer functions as a blocking layer described later, that is, a hole blocking layer and an electron blocking layer. Moreover, it is mentioned as an aspect.
  • the injection layer is provided as necessary, and includes an electron injection layer and a hole injection layer, and as described above, exists between the anode and the light emitting layer or hole transport layer and between the cathode and the light emitting layer or electron transport layer. Hey.
  • the injection layer refers to a layer provided between the electrode and the organic layer in order to reduce the drive voltage and improve the light emission luminance.
  • the organic EL element and the forefront of industrialization June 30, 1998) (Published by ES Co., Ltd.) ”, Chapter 2“ Chapter 2 Electrode Materials ”(pages 123-166) in detail, the hole injection layer (anode buffer layer) and electron injection layer (cathode buffer layer) There is.
  • One anode buffer layer (hole injection layer) is disclosed in JP-A-9 45479 and 9-260062. The details are also described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-288069 and the like. Specific examples include a phthalocyanine buffer layer typified by copper phthalocyanine, an oxide buffer layer typified by vanadium oxide, and an amorphous carbon buffer.
  • a phthalocyanine buffer layer typified by copper phthalocyanine
  • an oxide buffer layer typified by vanadium oxide
  • an amorphous carbon buffer is a polymer buffer using a conductive polymer such as polyarrin (emeraldine) or polythiophene.
  • 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.
  • Metal buffer layer typified by aluminum or titanium
  • alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride
  • alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride
  • acid typified by acid aluminum
  • the buffer layer (injection layer) is preferably a very thin film, although the film thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 5 m, although it depends on the desired material.
  • Blocking layer hole blocking layer, electron blocking layer
  • the blocking layer is provided as necessary in addition to the basic constituent layer of the organic compound thin film as described above. For example, it is described in JP-A-11 204258, 11-204359, and “Organic EL device and the forefront of its industrialization” (published by NTS Corporation on November 30, 1998). There is a hole blocking layer.
  • the hole blocking layer has a function of an electron transport layer in a broad sense, and has a hole blocking material force that has a function of transporting electrons and has a very small ability to transport holes, and transports electrons. By blocking holes, the recombination probability of electrons and holes can be improved. Moreover, the structure of the electron carrying layer mentioned later can be used as a hole-blocking layer based on this invention as needed.
  • the hole blocking layer of the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the light emitting layer.
  • the electron blocking layer has a function of a hole transport layer in a broad sense, and has a function of transporting holes while being a material force with extremely small ability to transport electrons, thereby transporting holes.
  • the probability of recombination of electrons and holes can be improved.
  • the structure of the positive hole transport layer mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed.
  • the film thickness of the hole blocking layer and the electron transporting layer is preferably 3 to: LOOnm, more preferably 5 to 30 nm.
  • the hole transport layer is a hole transport material having a function of transporting holes.
  • a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer.
  • the hole transport layer can be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the hole transport material has any of hole injection or transport and electron barrier properties, and may be either organic or inorganic.
  • triazole derivatives for example, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, violazoline derivatives and pyrazolone derivatives, fluorenedamine derivatives, arylene amine derivatives, amino substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives
  • Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
  • 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 methane; N, N ' —Diphenyl N, N ′
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
  • Inorganic compounds such as P-type-Si and p-type-SiC can also be used as the hole injection material and hole transport material.
  • 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, a printing method including an ink jet method, or an LB method. Can be formed.
  • a vacuum deposition method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method.
  • a vacuum deposition method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method.
  • a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method.
  • a vacuum deposition method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method.
  • the hole transport layer
  • a hole transport layer having a high p property doped with impurities can be used. Examples thereof include those described in JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, 2001-102175, J. Appl. Phys., 95, 5773 (2004), etc. S can be named.
  • 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. Single or multiple electron transport layers may be provided. Togashi.
  • an electron transport material also serving as a hole blocking material
  • Any material can be selected from conventionally known compounds as long as it has a function of transmitting electrons injected from the electrode to the light-emitting layer.
  • Examples include fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide oxide derivatives, strength rubodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, oxadiazole derivatives, and the like.
  • a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxaziazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain or these materials are used as a polymer main chain can also be used.
  • Metal complexes of 8 quinolinol derivatives such as tris (8 quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-1-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dive mouth) 8 quinolinol) aluminum, tris (2methyl 8quinolinol) aluminum, tris (5-methyl 8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc.
  • the central metals of these metal complexes are In, Mg, Metal complexes replacing Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as electron transport materials.
  • metal free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material.
  • distyrylvirazine derivatives exemplified as materials for the light-emitting layer can also be used as an electron transport material, and inorganic semiconductors such as n-type Si and n-type SiC can be used for electron transport as well as hole injection layers and hole transport layers. It can be used as a transport material.
  • the electron transport layer is obtained by thin-filming the electron transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, a printing method including an ink jet method, or an LB method. Can be formed. Although there is no restriction
  • the electron transport layer may be a single layer structure having one or more of the above materials.
  • an electron transport layer having a high n property doped with impurities can be used.
  • the support substrate (hereinafter also referred to as a substrate, substrate, substrate, support, etc.) according to the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, etc. Also, it is transparent or opaque. There may be. In the case where the supporting substrate side force also extracts light, the supporting substrate is preferably transparent. Examples of the transparent support substrate preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of imparting flexibility to the organic EL element.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellose diacetate, senorelose triacetate, sanolose acetate butyrate, senore mouth.
  • Cellulose esters such as Sacetate Propionate (CAP), Cellulose Acetate Phthalate (TAC), Cellulose Nitrate or their derivatives, Polysalt vinylidene, Polybulal alcohol, Polyethylenebutal alcohol, Syndiotactic polystyrene , Polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide, polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones, polyether Luimide, Polyetherketoneimide, Polyamide, Fluororesin, Nylon, Polymethylmethacrylate, Acrylic or Polyarylates, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Abel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals), Tatsuta cycloolefin Examples include greaves.
  • an inorganic film, an organic film, or a noble coating film of both may be formed on the surface of the resin film.
  • Water vapor permeability measured by a method in accordance with JIS K 7129-1992 is used. 0. 01gZm 2 'day'atm or less barrier film is preferred It further ⁇ Contact IS K 7126- oxygen permeability measured by the method conforming to 1992 is 10- 3 g / m 2Zday less, water vapor permeability is high
  • Roh rear film follows 10- 3 gZm 2 Zday preferred device the water vapor permeability, it is more preferable oxygen permeability are both less 10- 5 gZm 2 Zday.
  • any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like may be used. it can.
  • the formation method of the noria film for example, vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weighting. Force capable of using a combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, etc. A method using an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A No. 2004-68143 is particularly preferable.
  • the opaque supporting substrate examples include a metal plate such as aluminum and stainless steel, a film made of an opaque resin substrate, a ceramic substrate, and the like.
  • Examples of the sealing means used for sealing the organic EL element of the present invention include a method of bonding a sealing member, an electrode, and a support substrate with an adhesive.
  • the sealing member may be in the form of a concave plate or a flat plate as long as it is disposed so as to cover the display region of the organic EL element. Moreover, transparency and electrical insulation are not particularly limited.
  • a glass plate, a polymer plate, a film, a metal plate, a film and the like can be mentioned.
  • the glass plate include soda-lime glass, norlium strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, norium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
  • Metal plate Examples thereof include stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum group force selected from one or more metals or alloy forces selected.
  • a polymer film and a metal film can be preferably used because the element can be thinned. Furthermore polymer films an oxygen transmission rate 10- 3 g / m 2 Zday less, it is preferable that the following water vapor permeability 10- 3 gZm 2 Zday. Further, the water vapor permeability, oxygen permeability, it is more preferred displacement also below 10- 5 g / m 2 / day .
  • Processing the sealing member into a concave shape is performed by sandblasting, chemical etching, or the like.
  • adhesives include photo-curing and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups such as acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture-curing adhesives such as 2-cyanoacrylate esters. Can do.
  • an epoxy-based thermal and chemical curing type two-component mixing
  • hot-melt type polyamides, polyesters and polyolefins can be mentioned.
  • a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
  • the adhesive can be hardened up to a room temperature force of 80 ° C. Further, a desiccant may be dispersed in the adhesive.
  • the adhesive can be applied to the sealing part using a commercially available dispenser or printing like screen printing! /.
  • the electrode and the organic layer are covered outside the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and an inorganic or organic layer is formed in contact with the support substrate to form a sealing film.
  • the material for forming the film may be any material that has a function of suppressing intrusion of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, etc. can be used.
  • the method for forming these films is not particularly limited, for example, vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma weighting.
  • Legal, plasma CVD, laser A CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
  • an inert gas such as nitrogen or argon, or an inert liquid such as fluorocarbon or silicon oil is injected in the gas phase or liquid phase. It is preferable to do this.
  • a vacuum can also be used. It is also possible to seal hygroscopic compounds inside.
  • Examples of the hygroscopic compound include, for example, metal oxides (for example, acid sodium, acid potassium, acid calcium, barium oxide, magnesium oxide, acid aluminum, etc.), sulfate (For example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate, etc.), metal halides (for example, calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, nordium iodide) , Magnesium iodide, etc.), perchloric acids (for example, barium perchlorate, magnesium perchlorate, etc.) and the like, and sulfates, metal halides and perchloric acids are preferably anhydrous salts. Used.
  • metal oxides for example, acid sodium, acid potassium, acid calcium, barium oxide, magnesium oxide, acid aluminum, etc.
  • sulfate for example, sodium sulfate, calcium
  • a protective film or a protective plate may be provided outside the sealing film or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween.
  • the mechanical strength is not necessarily high. Therefore, it is preferable to provide such a protective film and a protective plate.
  • a material that can be used for this the same glass plate, polymer plate 'film, metal plate' film, etc. that are used for the sealing can be used. It is preferable to use a polymer film.
  • an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound or a mixture thereof having a large work function (4 eV or more) is preferably used.
  • electrode materials include metals such as Au, and conductive transparent materials such as Cul, indium tinoxide (ITO), SnO, and ZnO. IDIXO (In O—ZnO) etc.
  • amorphous material that can produce a transparent conductive film.
  • a pattern of the desired shape may be formed by a single photolithography method, or pattern accuracy is not so necessary (About 100 ⁇ m or more), the pattern may be formed through a mask of a desired shape during the deposition or sputtering of the electrode material.
  • wet film forming methods such as a printing system and a coating system, can also be used.
  • the transmittance In the case of taking out light emission from this anode, it is desirable to make the transmittance larger than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred ⁇ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 to: LOOOnm, preferably 10 to 200 nm.
  • a cathode having a work function (4 eV or less) metal referred to as an electron injecting metal
  • an alloy referred to as an electrically conductive compound
  • a mixture thereof is used.
  • electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium Z copper mixture, magnesium Z silver mixture, magnesium Z aluminum mixture, magnesium Z indium mixture, aluminum Z acid aluminum Um (Al O)
  • a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this for example, Magnesium Z Silver Mixture, Magnesium Z Aluminum Mixture, Magnesium Z Indium Mixture, Aluminum Z Acid Aluminum (Al 2 O)
  • 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 the cathode is preferably several hundred ⁇ or less, and the preferred film thickness is usually in the range of 1011111 to 5111, preferably 50 to 200 nm.
  • the emission luminance is improved, which is convenient.
  • a transparent transparent or translucent cathode is manufactured by forming the conductive transparent material mentioned in the description of the anode thereon. By applying this, an element in which both the anode and the cathode are transmissive can be manufactured. [0138] ⁇ Method for Fabricating Organic EL Element >>
  • a desired electrode material for example, a thin film having a material force for an anode is formed on a suitable support substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 ⁇ m or less, preferably 10 to 200 nm.
  • An anode is produced.
  • the deposition conditions are different due to kinds of materials used, generally boat temperature 50 to 450 ° C, vacuum degree of 10- 6 to 10-2 Pa, deposition rate 0. 01 ⁇ 50nmZ seconds, substrate temperature-50 ⁇ 300. C, film thickness of 0.1 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm, preferably selected appropriately.
  • a thin film that also has a material force for the cathode is formed thereon by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably in the range of 50 to 200 nm.
  • a desired organic EL device can be obtained by providing a cathode.
  • the organic EL device is preferably manufactured from the hole injection layer to the cathode consistently by a single vacuum, but it may be taken out halfway and subjected to different film forming methods. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
  • the order of preparation may be reversed, and the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode may be formed in this order.
  • a DC voltage is applied to the multicolor liquid crystal display device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 2 to 40 V with the anode as + and the cathode as one polarity.
  • An alternating voltage may be applied.
  • the AC waveform to be applied may be arbitrary.
  • the organic EL element emits light inside the layer having a refractive index higher than air (refractive index: 1.6 to 2.1), and can extract only about 15 to 20% of the light generated in the light emitting layer.
  • a technique for improving the light extraction efficiency for example, a method of forming irregularities on the surface of the transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (for example, US Pat. No. 4,774,435). No.), a method for improving efficiency by providing a light condensing property to a substrate (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-314795), a method for forming a reflective surface on a side surface of an element (for example, Japanese Patent Laid-Open No. — 220394), a method of introducing an antireflection film by introducing a flat layer having an intermediate refractive index between the substrate and the light emitter (eg, Japanese Patent Laid-Open No.
  • these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention, but a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter.
  • a method of forming a diffraction grating between any one of the substrate, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
  • the low refractive index layer examples include air-mouthed gel, porous silica, magnesium fluoride, and fluorine-based polymer. Since the refractive index of the transparent substrate is generally about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Still more than 1.35 Preferably it is below.
  • the thickness of the low refractive index medium is preferably at least twice the wavelength in the medium. This is because the effect of the low refractive index layer is diminished when the thickness of the low refractive index medium is about the wavelength of light and the electromagnetic wave exuded by evanescent enters the substrate.
  • the method of introducing a diffraction grating into an interface that causes total reflection or! /, Or any medium has a feature that the effect of improving the light extraction efficiency is high.
  • This method utilizes the property that the diffraction grating can change the direction of light to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction, such as first-order diffraction and second-order diffraction. Among them, light that cannot be emitted due to total reflection between layers, etc. is diffracted by introducing a diffraction grating into any layer or medium (in the transparent substrate or transparent electrode), They are trying to take it out.
  • the diffraction grating to be introduced has a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted from the light-emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution only in one direction, only light traveling in a specific direction can be obtained. It is not diffracted and the light extraction efficiency does not increase so much. However, by making the refractive index distribution a two-dimensional distribution, the light traveling in all directions is diffracted, and the light extraction efficiency increases.
  • the position where the diffraction grating is introduced may be in any of the layers or in the medium (in the transparent substrate or the transparent electrode) as described above, but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.
  • the period of the diffraction grating is preferably about 1Z2 to about 3 times the wavelength of light in the medium.
  • the arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, or a honeycomb lattice.
  • the organic EL device of the present invention is processed to provide a structure on the microlens array, for example, on the light extraction side of the support substrate, or is combined with a so-called light collecting sheet, for example, in a specific direction, for example, Condensing light in the front direction with respect to the element light emitting surface can increase the luminance in a specific direction.
  • one side is 30 ⁇ m on the light extraction side of the substrate, and A square pyramid with a 90 degree angle is arranged in two dimensions.
  • One side is preferably 10: LOO m. If it is smaller than this, a diffraction effect will be generated and colored, and if it is too large, the thickness will be increased, which is not preferable.
  • the light condensing sheet for example, a sheet that has been put to practical use in an LED backlight of a liquid crystal display device can be used.
  • a brightness enhancement film (BEF) manufactured by Sumitomo 3EM may be used.
  • the shape of the prism sheet for example, the base material may be formed with stripes having a vertex angle of 90 degrees and a pitch of 50 111, a shape with rounded vertex angles, and a random pitch. It may be a changed shape or other shapes.
  • a light diffusing plate 'film may be used in combination with the light collecting sheet in order to control the light emission angle from the light emitting element.
  • a diffusion film (light-up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
  • the organic EL element of the present invention can be used as a display device, a display, and various light sources.
  • light sources include home lighting, interior lighting, back lights for watches and liquid crystals, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, light sources for optical sensors.
  • it can be effectively used as a knock light for a liquid crystal liquid crystal display device combined with a color filter, or as a light source for illumination.
  • the transparent support substrate to which this ITO transparent electrode was attached was isopropyl. Ultrasonic cleaning with alcohol and dry nitrogen gas And UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
  • This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus.
  • Each of the deposition crucibles in the vacuum deposition apparatus was filled with the constituent material of each layer in an optimum amount for device fabrication.
  • the crucible for vapor deposition was made of molybdenum or tungsten resistance heating material.
  • Co-evaporation was performed in InmZ seconds to form a lOnm red phosphorescent light emitting layer.
  • the compound (A-1) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0. InmZ seconds.
  • the compound (A-1) was vapor-deposited with a deposition rate of 0. InmZ seconds at 3 nm to form an intermediate layer. Exactly the same Thus, an organic EL element 2 was produced.
  • the pressure was reduced to a vacuum degree 4 X 10- 4 Pa, heated by supplying an electric current to the evaporation crucible containing the m-MTDATA, deposition rate 0. lnm Vapor deposition was performed on a transparent support substrate at a rate of / sec and a 20 nm hole injection layer was provided.
  • oc-NPD was deposited in the same manner to provide a 40 nm hole transport layer.
  • each light emitting layer and its intermediate layer were provided by the following procedure.
  • Evaporation rate of compound (A-2) and compound (D-1) at a film thickness ratio of 96: 4 is 0.1 nm.
  • Co-evaporation was performed in Z seconds to form a 12 nm blue phosphorescent light emitting layer.
  • the compound (A-1) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0. InmZ seconds to form an intermediate layer.
  • Co-evaporation was performed in InmZ seconds to form a lOnm red phosphorescent light emitting layer.
  • the compound (A-1) was deposited by 3 nm at a deposition rate of 0. InmZ seconds.
  • compound (A-1) and compound (Ir-l) were co-deposited at a deposition rate of 0.1 nmZ seconds so that the film thickness ratio was 96: 4, and 2.5 nm green phosphorescence was emitted. A layer was formed.
  • the deposition crucible containing BAlq was energized and heated, and 5 nm was deposited on the layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to form a hole blocking layer.
  • BCP and CsF The film thickness ratio
  • Organic EL device 4 was produced in exactly the same manner as organic EL device 3, except that compound (D-43) was used instead of compound (D-1) used in organic EL device 3.
  • the emission wavelength of compound (D-43) is within the scope of the present invention, and the ionization potential was less than 5. leV.
  • each of the organic EL elements 1 to 4 Cover the non-light emitting surface of each of the organic EL elements 1 to 4 with a glass case.
  • the sealing work with the glass cover is a glove botton (purity 99. In an atmosphere of high-purity nitrogen gas of 999% or more)
  • the spectral radiance meter CS-1000 manufactured by Koryo Minolta Sensing was used.
  • the power efficiency and chromaticity of each organic EL device were evaluated. The evaluation results are shown in Table 1.
  • the In Table 1, the power efficiency is shown as a relative value with the power efficiency of the organic EL element 1 at a luminance of 800 cd / m 2 as 100.
  • the organic EL elements 1, 3, and 4 exhibited almost white light emission, but the organic EL element 2 had an orange to red emission color, and white light emission was not obtained.
  • Organic EL elements 3 and 4 showed superior power efficiency compared to organic EL element 1.
  • the organic EL device of the present invention also showed good performance when used as a knocklight for a liquid crystal display device.

Abstract

　本発明は、電力効率に優れた、白色バランスの調整が容易な有機エレクトロルミネッセンス素子、及びこれを用いた液晶表示装置、照明装置を提供する。この有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも１層に固体状態において４４０～４９０ｎｍに発光極大波長を有する燐光発光ドーパントを含有し、発光波長の異なる３層以上の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該燐光発光ドーパントのイオン化ポテンシャルエネルギーが５．１ｅＶより小さく、少なくとも他の１種の発光ドーパントのイオン化ポテンシャルエネルギーより小さいことを特徴とする。

Description

有機エレクト口ルミネッセンス素子、液晶表示装置及び照明装置 技術分野
[0001] 本発明は有機エレクト口ルミネッセンス素子、液晶表示装置及び照明装置に関する 背景技術
[0002] 発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクト口ルミネッセンスディスプレイ（EL D)がある。 ELDの構成要素としては、無機エレクト口ルミネッセンス素子（無機 EL素 子)や有機エレクト口ルミネッセンス素子（以下、有機 EL素子とも 、う）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。
[0003] 有機 EL素子は、発光する化合物を含有する発光層を陰極と陽極で挟んで有し、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、更に自己発光型であるため に視野角に富み、視認性が高ぐ薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、 携帯性等の観点から注目されて 、る。
[0004] また、有機 EL素子は従来実用に供されてきた主要な光源、例えば、発光ダイォー ドゃ冷陰極管と異なり、面光源であることも大きな特徴である。この特性を有効に活用 できる用途として、照明用光源、さまざまなディスプレイのバックライトがある。特に近 年、需要の増加が著しい液晶フルカラーディスプレイのバックライトとして用いることも 好適である。
[0005] このようなフルカラーディスプレイのバックライトとして用いる場合には、白色光源とし て用いることになる。有機 EL素子で白色光を得るには、 1つの素子中に発光材料を 調整して混色により白色を得る方法、多色の発光画素、例えば、青 '緑'赤の 3色を 塗り分け同時に発光させ混色して白色を得る方法、色変換色素を用い白色を得る方 法 (例えば、青発光材料と色変換蛍光色素の組み合わせ)等がある。 [0006] し力しながら、低コスト、高生産性、簡便な駆動方法等バックライトに求められる諸要 求から見て、 1つの素子中に発光材料を調整して混色により白色を得る方法がこの 用途には有効であると考えられる。
[0007] この方法において、白色光を得るには更に詳細に述べれば素子中に補色の関係 にある 2色の発光材料、例えば、青発光材料と黄発光材料を用い混色して白色を得 る方法、青 *緑'赤の 3色の発光材料を用い混色して白色を得る方法がある力 色再 現性、カラーフィルターでの光損失をより少なくするといつた観点力も青 '緑'赤の 3色 の発光材料を用い混色する方法が好まし ヽ。
[0008] 例えば、効率の高い青、緑、赤の 3色の蛍光体を発光材料としてドープすることによ つて、白色の有機 EL素子が得られることが報告されている（例えば、特許文献 1、 2 参照。）。
[0009] また、より高輝度の有機 EL素子が得られることから、近年、燐光発光材料の開発が 進められている（例えば、非特許文献 1、 2、特許文献 3参照。 )0これは従来の蛍光 体からの発光が励起一重項からの発光であり、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%であるのに対し、励起三重 項からの発光を利
用する燐光材料の場合には、前記励起子生成比率と一重項励起子から三重項励起 子への内部変換により内部量子効率の上限が 100%となるため、蛍光発光材料の場 合に比べて原理的に発光効率が最大 4倍となることによる。
[0010] 複数の発光色の異なる発光材料を 1素子中に用いて混色により白色光を得るため の有機層構成としては、 1層中に発光色の異なる複数の発光材料を混合させる方法 、発光色の異なる発光材料ごとに層を形成し、多層発光層の構造を有する素子を作 成する方法などが知られて 、るが、発光材料間の励起エネルギー移動の発生に起 因する輝度、色度の不安定性を少なくできることから発光色の異なる発光材料ごとに 層を形成する方法が好ま Uヽ。
[0011] この場合発光層の積層順としては特に制限はないが、一般に長波長側の発光ドー パントはより小さ 、イオンィ匕ポテンシャルエネルギーを有するため、陽極側により長波 長の発光ドーパントを含有する発光層を配置した場合、該長波長の発光ドーパント が強い正孔捕獲中心として機能し、短波長側の発光効率が低くなつたり、白色バラン スを調整することが困難なことが、例えば、非特許文献 3などに記載されている。しか しながら、一方で短波長側の発光ドーパントを陽極側に配置した場合、該発光ドーパ
Figure imgf000004_0001
、ため、正孔捕獲能が弱ぐ この場合にも短波長側の発光効率が低くなつたり、白色バランスを調整することが困 難になる。このため、陽極側に配置した短波長発光層の陰極側に隣接して正孔阻止 層を他のより長波長発光層との間に設けることが行われている (例えば、非特許文献 3参照。；)。この場合、各発光材料の発光効率は良好となり白色バランスの調整も容 易であるが、前記正孔阻止層の存在により駆動電圧が高くなり、電力効率が低下す るという課題がある。
特許文献 1：特開平 6 - 207170号公報
特許文献 2 :特開 2004— 235168号公報
特許文献 3 :米国特許第 6, 097, 147号明細書
非特許文献 1 : M. A. Baldo et al. , Nature, 395卷、 151〜154頁（1998年） 非特許文献 2 : M. A. Baldo et al. , Nature, 403卷、 17号、 750〜753頁（200 0年）
非特許文献 3 : B. W. D 'andrade et al. , Advanced Materials, 14卷、 147〜 151頁（2002年）
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0012] 本発明の目的は、電力効率に優れた、白色バランスの調整が容易な有機エレクト口 ルミネッセンス素子、及びこれを用いた液晶表示装置、照明装置を提供することにあ る。
課題を解決するための手段
[0013] 本発明の上記目的は、下記構成により達成される。
[0014] (1)少なくとも 1層に固体状態において 440〜490nmに発光極大波長を有する燐 光発光ドーパントを含有し、発光波長の異なる 3層以上の発光層を有する有機エレク トロルミネッセンス素子にぉ 、て、該燐光発光ドーパントのイオン化ポテンシャルエネ ルギ一が 5. leVより小さぐ少なくとも他の 1種の発光ドーパントのイオン化ポテンシ ャルエネルギーより小さいことを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[0015] (2)前記 440〜490nmに発光極大波長を有する燐光発光ドーパントが下記一般 式 (A)〜 (C)から選ばれる部分構造を持つことを特徴とする前記（1)に記載の有機 エレクトロノレミネッセンス素子。
[0016] [化 1] 一般式 (A)
A1、-
Figure imgf000005_0001
[0017] (式中、 Raは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 Rb、 Rcは水素原子 または置換基を表し、 A1は芳香族環、芳香族複素環を形成するのに必要な残基を 表し、 Mは Ir、 Ptを表す。 )
[0018] [化 2]
—般式 (B)
Figure imgf000005_0002
[0019] (式中、 Raは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 Rb、 Rc、 Rb、 Rc
1 1 は水素原子または置換基を表し、 A1は芳香族環、芳香族複素環を形成するのに必 要な残基を表し、 Mは Ir、 Ptを表す。 )
[0020] [化 3] 一般式 (C)
Figure imgf000006_0001
[0021] (式中、 Raは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 Rb、 Rcは水素原子 または置換基を表し、 A1は芳香族環、芳香族複素環を形成するのに必要な残基を 表し、 Mは Ir、 Ptを表す。 )
(3)前記（1)または（2)に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子をバックライトとし て有することを特徴とする液晶表示装置。
[0022] (4)前記（1)または（2)に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を光源として用 いることを特徴とする照明装置。
発明の効果
[0023] 本発明により、電力効率に優れた、白色バランスの調整が容易な有機エレクト口ルミ ネッセンス素子、及びこれを用いた液晶表示装置、照明装置を提供することができた 図面の簡単な説明
[0024] [図 1]本発明の照明装置の概略図である。
[図 2]本発明の照明装置の断面図である。
符号の説明
[0025] 101 有機 EL素子
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
[0026] 本発明では、請求の範囲第 1項〜第 4項のいずれか 1項に規定する構成とすること により、電力効率に優れた、白色バランスの調整が容易な有機 EL素子、及び該有機 EL素子を用いた液晶表示装置、照明装置を提供することができた。
[0027] 以下、本発明に係る各構成要素の詳細について順次説明する。
[0028] 《有機 EL素子》
本発明の有機 EL素子について説明する。
[0029] 《有機 EL素子の発光と正面輝度》
本発明の有機 EL素子ゃ該有機 EL素子に係る化合物の発光色は、「新編色彩科 学ハンドブック」（日本色彩学会編、東京大学出版会、 1985)の 108頁の図 4. 16に ぉ 、て、分光放射輝度計 CS - 1000 (コ-力ミノルタセンシング社製)で測定した結 果を CIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
[0030] 本発明の有機 EL素子は、集光シート等の集光部材を付属しな!、状態で 2度視野 角正面輝度が lOOOcdZm2において、 CIE1931表色系における色度力 X=0. 3 3±0. 07、 Y=0. 33±0. 07にあること力 子まし!/、。
[0031] また、本発明の有機 EL素子の発光スペクトルは、発光極大波長が各々 440〜490 nm (以下、青領域と呼称）、 500〜540nm (以下、緑領域と呼称）、 600〜640nm( 以下、赤領域と呼称)の各領域に存在する発光波長の異なる少なくとも 3つの発光層 を有することが好ましい。
[0032] 本発明にお 、ては、これらの発光層を用い、素子全体の発光スペクトルとして、発 光極大波長が各々 440〜490nm、 500〜540nm、 600〜640nmの各領域にある ことが好ましい。更には液晶表示装置に用いる上では、各極大波長間の最小発光強 度が隣接する前記波長領域にある発光極大強度の 60%以下であり、青領域、緑領 域間ないし緑領域、赤領域間のいずれかは 45%以下であることが好ましぐ前記青 領域と緑領域間の最小発光波長が 470〜510nmにあり、前記緑領域と赤領域間の 最小発光波長が 570〜600nmにあるか、カラーフィルターを組み合わせて発光パネ ル、液晶表示装置を形成する際に、そのカラーフィルターの分光透過特性と前記最 小発光波長が下記の関係を満たすように調整されていることがなお好ましい。
[0033] λ - 20nm≤ λ ≤ λ + 10nm
BG 1 BG
λ - 20nm≤ λ ≤ λ + 10nm
GR 2 GR
ここで、 λ は前記青領域と緑領域間の最小発光波長、 λ は前記緑領域と赤領域
1 2
間の最小発光波長、 λ は波長 450〜550nmの範囲におけるカラーフィルタ一青
BG
画素の透過率と緑画素の透過率の積が最大となる波長、 λ は波長 550〜630nm
GR
の範囲におけるカラーフィルター緑画素の透過率と赤画素の透過率の積が最大とな る波長である。
[0034] なお、本発明の有機 EL素子に係る発光層については、後述する有機 EL素子の層 構成のところで詳細に説明する。
[0035] 次に、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。
[0036] (i)陽極 Z発光層ユニット Z電子輸送層 Z陰極
(ii)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層ユニット Z電子輸送層 Z陰極
(iii)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層ユニット Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極
(iv)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層ユニット Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極バッ ファー層 Z陰極
(v)陽極 Z陽極バッファ一層 Z正孔輸送層 Z発光層ユニット Z正孔阻止層 Z電子 輸送層 Z陰極バッファ一層 Z陰極
ここで、発光層ユニットは、前記少なくとも発光波長の異なる 3層の発光層を有し、ま た各発光層間には非発光性の中間層を有して 、ることが好まし 、。
[0037] 《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層カゝら注入されてくる 電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であつ ても発光層と隣接層との界面であってもよ 、。
[0038] 本発明に係る発光層は、発光極大波長が前記要件を満たしていれば、その構成に は特に制限はないが、発光極大波長が前記青領域にある青発光層、前記緑領域に ある緑発光層、前記赤領域にある赤発光層の少なくとも 3層の発光層を有して 、るこ とが好ましい。
[0039] また、発光層の数力 層より多い場合には、同一の発光スペクトルや発光極大波長 を有する層が複数層あってもよい。
[0040] なお、以下本発明では、発光極大波長が 440〜490nmにある層を青発光層、 50
0〜540nm〖こある層を緑発光層、 600〜640nmの範囲〖こある層を赤発光層と称す る。
[0041] 各発光層間には非発光性の中間層を有して!/、ることが好ま U、。
[0042] 本発明にお 、ては、少なくとも青領域の発光層に含まれる主たる発光体は燐光発 光ドーパントであり、更には他の発光波長を有する発光材料も燐光発光ドーパントで あることが好ましい。
[0043] 発光層に含まれる主たる発光体とは、当該発光層より生ずる発光強度において、最 大の部分を担う発光体をいい、主たる発光体による発光が該発光層の発光の 50% 以上であることが好ましい。
[0044] 本発明における発光層の膜厚の総和は 2〜： LOOnmの範囲にあることが好ましぐ 更に好ましくはより低い駆動電圧を得ることができることから 30nm以下である。なお、 本発明で!/、うところの発光層の膜厚の総和とは、発光層間に非発光性の中間層が存 在する場合には、該中間層も含む膜厚である。
[0045] 個々の発光層の膜厚としては 2〜50nmの範囲に調整することが好ましぐ更に好 ましくは 2〜20nmの範囲に調整することである。青、緑、赤の各発光層の膜厚の関 係については、特に制限はない。
[0046] 前記特開 2003— 282265号公報には、青、緑、赤発光層を有する有機エレクト口 ルミネッセンス素子が開示されているが、発光材料は蛍光発光体であり、また青発光 材料のイオンィ匕ポテンシャルエネルギーも本発明の範囲とは異なるものである。また 、国際公開第 05Z27586号パンフレットにも同様に青、緑、赤発光層を有する有機 エレクト口ルミネッセンス素子が開示されている力 発光材料は蛍光発光体であり、青 発光材料のイオンィ匕ポテンシャルエネルギーも本発明の範囲とは異なるものである。
[0047] 発光層の作製には、後述する発光ドーパントやホストイ匕合物を、例えば、真空蒸着 法、スピンコート法、キャスト法、 LB法、インクジェット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。
[0048] 本発明にお 、ては、前記のスペクトル形状要件を維持する範囲にお!、て、各発光 層には複数の発光性ィ匕合物を混合してもよぐまた燐光発光ドーパントと蛍光発光体 を同一発光層に混合して用いてもょ 、。
[0049] 本発明にお ヽては、発光層の構成としてホスト化合物、発光ドーパント (発光ドーパ ントイ匕合物とも 、う）を含有し、ドーパントより発光させることが好まし 、。
[0050] 本発明の有機 EL素子の発光層に含まれるホストイ匕合物としては、室温（25°C)に おける燐光発光の燐光量子収率が 0. 1未満の化合物が好ましい。更に好ましくは燐 光量子収率が 0. 01未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層 中での質量比が 20%以上であることが好ましい。
[0051] ホストイ匕合物としては、公知のホストイ匕合物を単独で用いてもよぐまたは複数種併 用して用いてもよい。ホストイ匕合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整すること が可能であり、有機 EL素子を高効率ィ匕することができる。また、後述する発光ドーパ ントを複数種用いることで異なる発光を混ぜることが可能となり、これにより任意の発 光色を得ることができる。
[0052] 本発明に用いられる発光ホストとしては、従来公知の低分子化合物でも、繰り返し 単位をもつ高分子化合物でもよく、ビュ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 、 、。
[0053] 公知のホストイ匕合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ発光の長 波長化を防ぎ、なお且つ高 Tg (ガラス転移温度)である化合物が好ましい。ここでガ ラス転移点（Tg)とは、 DSC (Differential Scanning Colorimetry：示差走査熱 量法）を用いて、 JIS—K— 7121に準拠した方法により求められる値である。
[0054] 公知のホストイ匕合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が挙 げられる。例えば、特開 2001— 257076号公報、同 2002— 308855号公報、同 20 01— 313179号公報、同 2002— 319491号公報、同 2001— 357977号公報、同 2002— 334786号公報、同 2002— 8860号公報、同 2002— 334787号公報、同 2002— 15871号公報、同 2002— 334788号公報、同 2002— 43056号公報、同 2002— 334789号公報、同 2002— 75645号公報、同 2002— 338579号公報、 同 2002— 105445号公報、同 2002— 343568号公報、同 2002— 141173号公報 、同 2002— 352957号公報、同 2002— 203683号公報、同 2002— 363227号公 報、同 2002— 231453号公報、同 2003— 3165号公報、同 2002— 234888号公 報、同 2003— 27048号公報、同 2002— 255934号公報、同 2002— 260861号 公報、同 2002— 280183号公報、同 2002— 299060号公報、同 2002— 302516 号公報、同 2002— 305083号公報、同 2002— 305084号公報、同 2002— 3088 37号公報等が挙げられる。
[0055] 次に、本発明に係る発光ドーパントについて説明する。
[0056] 本発明に係る発光ドーパントとしては、蛍光性化合物、燐光発光ドーパント (燐光性 化合物、燐光発光性ィ匕合物等ともいう）を用いる。
[0057] 本発明に係る燐光発光ドーパントは励起三重項力 の発光が観測される化合物で あり、具体的には室温 (25°C)にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が 25
°Cにおいて 0. 01以上の化合物であると定義される力 好ましい燐光量子収率は 0.
1以上である。
[0058] 上記燐光量子収率は第 4版実験化学講座 7の分光 IIの 398頁（1992年版、丸善） に記載の方法により測定できる。溶液中での燐光量子収率は種々の溶媒を用いて 測定できるが、本発明に係る燐光発光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおい て上記燐光量子収率 (0. 01以上）が達成されればょ 、。
[0059] 燐光発光ドーパントの発光は原理としては 2種挙げられ、一つはキャリアが輸送され るホストイ匕合物上でキャリアの再結合が起こってホストイ匕合物の励起状態が生成し、 このエネルギーを燐光発光ドーパントに移動させることで燐光発光ドーパントからの 発光を得るというエネルギー移動型、もう一つは燐光発光ドーパントがキャリアトラッ プとなり、燐光発光ドーパント上でキャリアの再結合が起こり燐光発光ドーパントから の発光が得られるというキャリアトラップ型である力 いずれの場合においても、燐光 発光ドーパントの励起状態のエネルギーはホストィヒ合物の励起状態のエネルギーよ りも低いことが条件である。
[0060] 燐光発光ドーパントは、有機 EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適 宜選択して用いることができる。 [0061] 本発明に係る燐光発光ドーパントとしては、好ましくは元素の周期表で 8〜： LO族の 金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化 合物、または白金化合物（白金錯体系化合物）、希土類錯体であり、中でも最も好ま し!ヽのはイリジウム化合物である。
[0062] 以下に燐光発光ドーパントとして用いら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。これらの化合物は、例えば、 Inorg. Chem. 40卷、 1704〜17 11に記載の方法等により合成できる。
[0063] [化 4]
Figure imgf000012_0001
[0064] [化 5]
置s006
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0002
T7
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S068TC/900Zdf/X3d υεε滅 ooz OA
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Figure imgf000015_0002
υεε滅 ooz OA [0069] 本発明においては、少なくとも 1層に固体状態において 440〜490nmに発光極大 波長を有しイオンィ匕ポテンシャルエネルギーが 5. leVより小さ 、ことを特徴とする燐 光発光ドーパントを有する。イオン化ポテンシャルエネルギーの下限については、特 に制限はないが、燐光ドーパントの最高被占有準位は真空準位より低く位置すること から、本発明で用いられる前記燐光発光ドーパントのイオンィ匕ポテンシャルは、 2. 9 〜5. leVの範囲にある。
[0070] 一般に発光ドーパント、特に 440〜490nmに燐光発光ドーパントのイオン化ポテン シャルエネルギーは 5. leVより大きぐ本発明の白色発光の有機エレクト口ルミネッ センス素子に用 、られた事例は知られて 、な 、。
[0071] 本発明にお!/、ては、前記 440〜490nmに発光極大波長を有し、イオン化ポテンシ ャルエネルギーが 5. leVより小さいことを特徴とする燐光発光ドーパントが、少なくと も他の 1種の発光ドーパントのイオン化ポテンシャルエネルギーより小さ!/、。これにより 、陽極側に 440〜490nmに発光極大波長を有する、所謂青発光ドーパントを配した 場合にも、より陰極側に位置する他の発光ドーパントの少なくとも 1種より正孔捕獲能 が高くなりやすいため、該青発光ドーパントの陰極側に正孔阻止層を設けずとも、効 率よ 、白色発光が可能となる。
[0072] 本発明に係る、少なくとも 1層に固体状態において 440〜490nmに発光極大波長 を有しイオンィ匕ポテンシャルエネルギーが 5. leVより小さ 、ことを特徴とする燐光発 光ドーパントは、前記一般式 (A)〜 (C)の部分構造を持つことが好ま 、。
[0073] 一般式 (A)〜（C)において、 A1は芳香族環、芳香族複素環を形成するのに必要 な残基を表し、該芳香族環としてはベンゼン環、ビフヱニル環、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 二レン環、 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、該芳香族複素環としては、フラン環、チオフ 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、ジァザカルバゾー 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更に窒素原子で置 換されて!/ヽる環を示す)等が挙げられる。
一般式 (A)〜 (C)にお 、て、 Raは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表 し、 Rb、 Rc、 Rb、 Rcは水素原子または置換基を表すが、 Rb、 Rc、 Rb、 Rcが表す
1 1 1 1 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、ビニル基、ァリル基等）、アルキ- 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、フエ二ル基、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、キナゾリニル基、フタラジュル基等）、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、オタ 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、フエ二ルチオ基、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-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ニル基 、ォクチルカルボ-ル基、 2—ェチルへキシルカルボ-ル基、ドデシルカルポ-ル基 、フエ-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-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-ル カルボニルォキシ基等）、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 ルボニルァミノ基、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、ォクチルカルポ-ルァミノ基、ドデシルカルボ-ルァミノ基、フエ-ルカル ボニルァミノ基、ナフチルカルボ-ルァミノ基等）、力ルバモイル基 (例えば、アミノカ ルボニル基、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、ドデシルァミノ力 ルポ-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-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、ぺ ンチルウレイド基、シクロへキシルウレイド基、ォクチルゥレイド基、ドデシルウレイド基 、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- 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-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 -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 ニル基、ドデシルスルホ -ル
基等）、ァリールスルホ -ル基（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 、ブチルァミノ基、シクロペンチルァミノ基、 2—ェチルへキシルァミノ基、ドデシルアミ 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、ヒドロキシル基、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更に置換されて 、てもよ 、。
[0075] 一般式 (A)〜 (C)の構造は部分構造であり、それ自身が完成構造の燐光発光ドー ノ ントとなるには、中心金属の価数に対応した配位子が必要である。具体的には、ハ ロゲン (例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子または沃素原子等）、ァリール基（ 例えば、フエ-ル基、 p クロロフヱ-ル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ビフエ -ル基、ナフチル基、アントリル基、フエナントリル基等）、アルキル基 (例えば、メチル 基、ェチル基、イソプロピル基、ヒドロキシェチル基、メトキシメチル基、トリフルォロメ チル基、 t ブチル基等）、アルキルォキシ基、ァリールォキシ基、アルキルチオ基、 ァリールチオ基、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、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、フタラジニル基 等)、一般式 (A)〜 (C)の金属を除 、た部分構造等が挙げられる。
[0076] 一般式 (A)〜（C)にお!/、て、 Mは Ir、 Ptを表し、特に Irが好まし!/、。また一般式 (A)
〜 (C)の部分構造 3個で完成構造となるトリス体が好ま 、。
[0077] 以下、本発明に係る燐光発光ドーパントの前記一般式 (A)〜 (C)の部分構造を持 つ化合物を例示するが、これらに限定されるものではない。
[0078] [化 10] [π¾] [6ζοο]
Figure imgf000020_0001
[Zl^ [0800]
Figure imgf000021_0001
S068TC/900Zdf/X3d 03 1 £滅 00Z OAV i [ΐ8οο]
Figure imgf000022_0001
Figure imgf000023_0001
[0082] [化 14]
Figure imgf000024_0001
[0083] [化 15] D-63 D一 64
Figure imgf000025_0001
[0084] 以下、一般式 (A)〜 (C)の部分構造を持つ化合物の合成例を示す。
[0085] [化 16]
Figure imgf000025_0002
D— lacac D-1
[0086] 500ml三つ口フラスコに D— lacac, 4. 0g、フエ-ルイミダゾール 2. 6g、グリセリン 300mlを入れ、温度計、冷却管を付けて油浴スターラー上にセットし、徐々に加熱し て内温が 150°Cになる様に浴温を調節し、 5時間撹拌して反応終了とした。室温まで 冷却すると結晶が析出してきた。反応液をメタノール 200mlで希釈し、結晶を濾過し てメタノールで良く洗浄して乾燥し、 1. 6g (36. 5%)を得た。この結晶は D— 1である ことを1 H— NMRと MASSにて構造を確認した。
[0087] 本発明の有機エレクト口ルミネッセンス素子には、蛍光発光体を用いることもできる。
蛍光発光体 (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 ァニン系色素、クロコ-ゥム系色素、スクァリウム系色素、ォキソベンツアントラセン系 色素、フルォレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、 スチルベン系色素、ポリチオフ ン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられ る。
[0088] また、従来公知のドーパントも本発明に用いることができ、例えば、国際公開第 00 Z70655号パンフレツ卜、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 2001— 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— 332291号公報、同 2002— 50484号公報、同 2002— 332292号公報、同 2002— 83684号公報、特 表 2002— 540572号公報、特開 2002— 117978号公報、同 2002— 338588号公 報、同 2002— 170684号公報、同 2002— 352960号公報、国際公開第 01,936 42号パンフレツ卜、特開 2002— 50483号公報、同 2002— 100476号公報、同 200 2— 173674号公報、同 2002— 359082号公報、同 2002— 175884号公報、同 2 002— 363552号公報、同 2002— 184582号公報、同 2003— 7469号公報、特表 2002— 525808号公報、特開 2003— 7471号公報、特表 2002— 525833号公報 、特開 2003— 31366号公報、同 2002— 226495号公報、同 2002— 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— 10047 4号公報、同 2002— 203679号公報、同 2002— 343572号公報、同 2002— 203 678号公報等が挙げられる。
[0089] 本発明に用いられる非発光性の中間層（非ドープ領域等ともいう）について説明す る。
[0090] 非発光性の中間層とは、複数の発光層を有する場合、その発光層間に設けられる 層である。非発光性の中間層の膜厚としては 1〜 20nmの範囲にあるのが好ましく、 更には 3〜： LOnmの範囲にあることが隣接発光層間のエネルギー移動等相互作用を 抑制し、且つ素子の電流電圧特性に大きな負荷を与えな 、と 、うことから好ま 、。
[0091] この非発光性の中間層に用いられる材料としては、発光層のホスト化合物と同一で も異なっていてもよいが、隣接する 2つの発光層の少なくとも一方の発光層のホスト材 料と同一であることが好ましい。
[0092] 非発光性の中間層は非発光層、各発光層と共通の化合物 (例えば、ホスト化合物 等）を含有していてもよぐ各々共通ホスト材料 (ここで、共通ホスト材料が用いられる とは、燐光発光エネルギー、ガラス転移点等の物理ィ匕学的特性が同一である場合や ホスト化合物の分子構造が同一である場合等を示す。）を含有することにより、発光 層 非発光層間の層間の注入障壁が低減され、電圧 (電流)を変化させても正孔と 電子の注入バランスが保ちやすいという効果を得ることができる。更に、非ドープ発光 層に各発光層に含まれるホストィヒ合物と同一の物理的特性または同一の分子構造を 有するホスト材料を用いることにより、従来の有機 EL素子作製の大きな問題点である 素子作製の煩雑さをも併せて解消することができる。
[0093] 本発明の有機 EL素子においては、ホスト材料はキャリアの輸送を担うため、キヤリ ァ輸送能を有する材料が好まし 、。キャリア輸送能を表す物性としてキャリア移動度 が用いられるが、有機材料のキャリア移動度は一般的に電界強度に依存性が見られ る。電界強度依存性の高い材料は正孔と電子注入 ·輸送バランスを崩しやすいため 、中間層材料、ホスト材料は移動度の電界強度依存性の少ない材料を用いることが 好ましい。
[0094] また、一方では正孔ゃ電子の注入バランスを最適に調整するためには、非発光性 の中間層は後述する阻止層、即ち正孔阻止層、電子阻止層として機能することも好 ま 、態様として挙げられる。
[0095] 《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、上記の如く陽極と 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。
[0096] 注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる 層のことで、「有機 EL素子とその工業化最前線（ 1998年 11月 30日ェヌ'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。
[0097] 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
[0098] 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。上記バッファ一層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましぐ素材にもよる がその膜厚は 0. lnm〜5 mの範囲が好ましい。
[0099] 《阻止層：正孔阻止層、電子阻止層》
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けら れるものである。例えば、特開平 11 204258号公報、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頁等に記載されて 、る正孔阻止（ホールブロック）層がある。
[0100] 正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有 しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料力 なり、電子を輸送しつ つ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、 後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る正孔阻止層として用いる ことができる。
[0101] 本発明の有機 EL素子の正孔阻止層は、発光層に隣接して設けられていることが好 ましい。
[0102] 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。本発明 に係る正孔阻止層、電子輸送層の膜厚としては好ましくは 3〜： LOOnmであり、更に 好ましくは 5〜30nmである。
[0103] 《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料力 なり、広い意味で 正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数 層設けることができる。
[0104] 正孔輸送材料としては、正孔の注入または輸送、電子の障壁性の 、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、ビラ ゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フ -レンジァミン誘導体、ァリールァミン誘導 体、ァミノ置換カルコン誘導体、ォキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、 フルォレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ァニリ 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。
[0105] 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 3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 3級アミンィ匕合 物を用いることが好ましい。
[0106] 芳香族第 3級アミンィ匕合物及びスチリルアミンィ匕合物の代表例としては、 N, N, N ' , N' —テトラフエニル一 4, 4' —ジァミノフエ-ル； N, N' —ジフエ-ル一 N, N ' —ビス（3—メチルフエ-ル）一〔1, 1' —ビフエ-ル〕一 4, 4' —ジァミン（TPD) ; 2, 2 ビス（4 ジ一 p トリルァミノフエ-ル）プロパン； 1, 1—ビス（4 ジ一 p トリ ルァミノフエ-ル）シクロへキサン； N, N, N' , N' —テトラ一 p トリル一 4, 4' - ジアミノビフエ-ル； 1 , 1 ビス（4 ジ一 p トリルァミノフエ-ル） 4 フエ-ルシク 口へキサン；ビス（4 -ジメチルァミノ 2 メチルフエ-ル）フエニルメタン；ビス（4 -ジ —p トリルァミノフエ-ル）フエ-ルメタン； N, N' —ジフエ-ル一 N, N' —ジ（4— メトキシフエ-ル） 4, 4' ージアミノビフエニル； N, N, N' , N' —テトラフエ-ル —4, 4' ージアミノジフエ-ルエーテル； 4, 4' ビス（ジフエ-ルァミノ）クオ一ドリフ ェ -ル； N, N, N トリ（p トリル）ァミン； 4— (ジ— p トリルァミノ）— 4' —〔4— (ジ —p トリルァミノ）スチリル〕スチルベン； 4— N, N ジフエ-ルァミノ—（2 ジフエ- ルビ-ル）ベンゼン； 3—メトキシ一 4' — N, N ジフエニルアミノスチルベンゼン； N フエ-ルカルバゾール、更には米国特許第 5, 061 , 569号明細書に記載されて いる 2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、 4, 4' ビス〔N—（1ーナ フチル） N フエ-ルァミノ〕ビフヱ-ル（NPD)、特開平 4 308688号公報に記 載されているトリフエ-ルァミンユニットが 3つスターバースト型に連結された 4, 4' , A" —トリス〔?^— (3—メチルフエ-ル） N フエ-ルァミノ〕トリフエ-ルァミン（MTD ATA)等が挙げられる。
[0107] 更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とし た高分子材料を用いることもできる。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。
[0108] また、特開平 11— 251067号公報、 J. Huang et. al.著文献 (Applied Physic s Letters 80 (2002) , p. 139)に記載されているような所謂、 p型正孔輸送材料 を用いることもできる。本発明においては、より高効率の発光素子が得られることから 、これらの材料を用いることが好ましい。
[0109] 正孔輸送層は上記正孔輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャス ト法、インクジェット法を含む印刷法、 LB法等の公知の方法により、薄膜ィ匕することに 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 5nm〜5 μ m程度、好ましくは 5〜200nmである。この正孔輸送層は上記材料の 1 種または 2種以上力もなる一層構造であってもよ 、。
[0110] また、不純物をドープした p性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例とし ては、特開平 4— 297076号公報、特開 2000— 196140号公報、同 2001— 1021 75号公報、 J. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004)等に記載されたもの力 S挙げ、られる。
[0111] 本発明においては、このような p性の高い正孔輸送層を用いることが、より低消費電 力の素子を作製することができるため好ましい。
[0112] 《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設けるこ とがでさる。
[0113] 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、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、例えば、 -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、力 ルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導 体、ォキサジァゾール誘導体等が挙げられる。更に、上記ォキサジァゾール誘導体 にお 、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。更にこれらの材料を高分子鎖に導入した、 またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
[0114] 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—ジブ口 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）アルミニウム 、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（Znq )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 一もしくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基ゃスルホン酸基等 で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光 層の材料として例示したジスチリルビラジン誘導体も電子輸送材料として用いることが できるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に n型 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。
[0115] 電子輸送層は上記電子輸送材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャス ト法、インクジェット法を含む印刷法、 LB法等の公知の方法により、薄膜ィ匕することに より形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5nm〜5 μ m程度、好ましくは 5〜200nmである。電子輸送層は上記材料の 1種ま たは 2種以上力もなる一層構造であってもよ 、。 [0116] また、不純物をドープした n性の高い電子輸送層を用いることもできる。その例とし ては、特開平 4— 297076号公報、同 10— 270172号公報、特開 2000— 196140 号公報、同 2001— 102175号公報、 Appl. Phys. , 95, 5773 (2004)等に記載 されたものが挙げられる。
[0117] 本発明においては、このような η性の高い電子輸送層を用いることがより低消費電 力の素子を作製することができるため好ましい。
[0118] 《支持基板》
本発明の有機 EL素子に係る支持基板 (以下、基体、基盤、基材、支持体等ともいう )としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなぐまた、透明であっても 不透明であってもよい。支持基板側力も光を取り出す場合には、支持基板は透明で あることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明 榭脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機 EL素子にフレキ シブル性を与えることが可能な榭脂フィルムである。
[0119] 榭脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリエチレンナ フタレート（PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セル口 ースジアセテート、セノレローストリアセテート、セノレロースアセテートブチレート、セノレ口 ースアセテートプロピオネート（CAP)、セルロースアセテートフタレート（TAC)、セル ロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩ィ匕ビユリ デン、ポリビュルアルコール、ポリエチレンビュルアルコール、シンジォタクティックポ リスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン榭脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケ トン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリフエ-レンスルフイド、ポリスルホン 類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素榭脂、ナイロン、ポ リメチルメタタリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン (商品名 JSR社製） あるいはアベル (商品名三井化学社製) 、つたシクロォレフイン系榭脂等を挙げら れる。
[0120] 榭脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のノヽイブリツド被 膜が形成されていてもよぐ JIS K 7129— 1992に準拠した方法で測定された水 蒸気透過度が 0. 01gZm2'day'atm以下のバリア性フィルムであることが好ましぐ 更に ίお IS K 7126— 1992に準拠した方法で測定された酸素透過度が 10— 3g/m 2Zday以下、水蒸気透過度が 10— 3gZm2Zday以下の高ノ リア性フィルムであること が好ましぐ前記の水蒸気透過度、酸素透過度がいずれも 10— 5gZm2Zday以下で あることが更に好ましい。
[0121] バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入 を抑制する機能を有する材料であればよぐ例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化 珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するためにこれら無機層と有 機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層 順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
[0122] 《バリア膜の形成方法》
ノ リア膜の形成方法については特に限定はなぐ例えば、真空蒸着法、スパッタリ ング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、 イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマ CVD法 、レーザー CVD法、熱 CVD法、コーティング法等を用いることができる力 特開 200 4— 68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に 好ましい。
[0123] 不透明な支持基板としては、例えば、アルミ、ステンレス等の金属板'フィルムゃ不 透明榭脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
[0124] 《封止》
本発明の有機 EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と 電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
[0125] 封止部材としては有機 EL素子の表示領域を覆うように配置されておればよぐ凹板 状でも、平板状でもよい。また透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
[0126] 具体的には、ガラス板、ポリマー板、フィルム、金属板、フィルム等が挙げられる。ガ ラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、ノ リウム 'ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス 、アルミノケィ酸ガラス、ホウケィ酸ガラス、ノ リウムホウケィ酸ガラス、石英等を挙げる ことができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレ フタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を挙げることができる。金属板 としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チ タン、モリブテン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタル力 なる群力 選ばれる一種以 上の金属または合金力もなるものが挙げられる。
[0127] 本発明においては、素子を薄膜ィ匕できるということ力もポリマーフィルム、金属フィル ムを好ましく使用することができる。更にはポリマーフィルムは酸素透過度 10— 3g/m2 Zday以下、水蒸気透過度 10— 3gZm2Zday以下のものであることが好ましい。また、 前記の水蒸気透過度、酸素透過度が 、ずれも 10— 5g/m2/day以下であることが更 に好ましい。
[0128] 封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使 われる。接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマー の反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、 2 シァノアクリル酸エス テル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及 びィ匕学硬化型（二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリ エステル、ポリオレフインを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬 化型エポキシ榭脂接着剤を挙げることができる。
[0129] なお、有機 EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温力 80°Cまでに 接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいても よい。封止部分への接着剤の塗布は、市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリ ーン印刷のように印刷してもよ!/、。
[0130] また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に、該電極と有機層を被 覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適に できる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたら すものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよぐ例えば、酸化珪素、二酸 化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に該膜の脆弱性を改良するためにこれ ら無機層と有機材料カゝらなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の 形成方法については、特に限定はなぐ例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反 応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレ 一ティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマ CVD法、レーザー CVD法、熱 CVD法、コーティング法等を用いることができる。
[0131] 封止部材と有機 EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では窒素、アル ゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコンオイルのような不活性液体を注入す ることが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性ィ匕合物を 封人することちでさる。
[0132] 吸湿性ィ匕合物としては、例えば、金属酸化物（例えば、酸ィ匕ナトリウム、酸ィ匕カリウム 、酸ィ匕カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸ィ匕アルミニウム等）、硫酸塩（ 例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等）、金属 ハロゲン化物（例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タ ンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、沃化ノ リウム、沃化マグネシウム等）、過塩 素酸類 (例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸 塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類にぉ 、ては無水塩が好適に用いられる。
[0133] 《保護膜、保護板》
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルム の外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよ い。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずし も高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用するこ とができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板'フィル ム、金属板'フィルム等を用いることができる力 軽量且つ薄膜ィ匕ということからポリマ 一フィルムを用いることが好まし 、。
[0134] 《陽極》
有機 EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい (4eV以上)金属、合金、電 気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。こ のような電極物質の具体例としては Au等の金属、 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— ZnO)等
2 2 3 非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもょ ヽ。陽極はこれらの電極物質を 蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィ一法で所望 の形状のパターンを形成してもよぐあるいはパターン精度をあまり必要としない場合 は（100 μ m以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマ スクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性ィ匕合物のように塗布 可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いる こともできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を 10%より大きくすること が望ましぐまた陽極としてのシート抵抗は数百 ΩΖ口以下が好ましい。更に膜厚は 材料にもよるが、通常 10〜： LOOOnm、好ましくは 10〜200nmの範囲で選ばれる。
[0135] 《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい (4eV以下)金属 (電子注入性金属と称する )、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる 。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム一カリウム合金、マグネ シゥム、リチウム、マグネシウム Z銅混合物、マグネシウム Z銀混合物、マグネシウム Zアルミニウム混合物、マグネシウム Zインジウム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミ -ゥム (Al O )
2 3混合物、インジウム、リチウム Zアルミニウム混合物、希土類金属等が 挙げられる。
[0136] これらの中で、電子注入性及び酸ィ匕等に対する耐久性の点から、電子注入性金属 とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マ グネシゥム 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インジゥ ム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミニウム (Al O )
2 3混合物、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 ΩΖ口以下が好ましぐ膜厚は通常1011111〜5 111、好まし くは 50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光した光を透過させるため、有機 EL 素子の陽極または陰極のいずれか一方力 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。
[0137] また、陰極に上記金属を l〜20nmの膜厚で作製した後に、陽極の説明で挙げた 導電性透明材料をその上に作製することで、透明または半透明の陰極を作製するこ とができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製する ことができる。 [0138] 《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陰極からなる有機 EL素子の作製法につい て説明する。
[0139] まず適当な支持基板上に所望の電極物質、例えば、陽極用物質力 なる薄膜を 1 μ m以下、好ましくは 10〜200nmの膜厚になるように蒸着やスパッタリング等の方法 により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に有機 EL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、電子輸送層の有機化合物薄膜を形成させ る。
[0140] この有機化合物薄膜の薄膜ィ匕の方法としては、前記の如く蒸着法、ウエットプロセス
(スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法)等があるが、均質な膜が得ら れやすぐ且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法、スピンコート法、 インクジェット法、印刷法が特に好ましい。更に層毎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 50〜450°C、真空度 10—6〜10—2Pa、蒸着速度 0. 01 〜50nmZ秒、基板温度— 50〜300。C、膜厚 0. lnm〜5 μ m、好ましくは 5〜200 nmの範囲で適宜選ぶことが望まし 、。
[0141] これらの層を形成後、その上に陰極用物質力もなる薄膜を 1 μ m以下好ましくは 50 〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば、蒸着やスパッタリング等の方法により 形成させ、陰極を設けることにより所望の有機 EL素子が得られる。この有機 EL素子 の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが好まし いが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても構わない。その際、作業を乾燥不活 性ガス雰囲気下で行う等の配慮が必要となる。
[0142] また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、 正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた多色の 液晶表示装置に直流電圧を印加する場合には、陽極を +、陰極を一の極性として電 圧 2〜40V程度を印加すると発光が観測できる。また交流電圧を印加してもよい。な お、印加する交流の波形は任意でよい。 [0143] 有機 EL素子は空気よりも屈折率の高い (屈折率 1. 6〜2. 1程度)層の内部で発光 し、発光層で発生した光のうち 15〜20%程度の光しか取り出せないと一般的に言わ れている。これは、臨界角以上の角度 Θで界面 (透明基板と空気との界面）に入射す る光は全反射を起こし、素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし 発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波 し、結果として光が素子側面方向に逃げるためである。
[0144] この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸 を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法 (例えば、米国特許第 4, 774 , 435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法 (例えば 、特開昭 63— 314795号公報）、素子の側面等に反射面を形成する方法 (例えば、 特開平 1— 220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導 入し、反射防止膜を形成する方法 (例えば、特開昭 62— 172691号公報）、基板と 発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法 (例えば、特開 200 1— 202827号公報）、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間 (含む、基板と 外界間）に回折格子を形成する方法 (例えば、特開平 11— 283751号公報)等があ る。
[0145] 本発明においては、これらの方法を本発明の有機 EL素子と組み合わせて用いるこ とができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方 法、あるいは基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間 (含む、基板と外界間） に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。本発明はこれらの手段を 組み合わせることにより、更に高輝度あるいは耐久性に優れた素子を得ることができ る。
[0146] 透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚みで形成する と、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど外部への取り出し効率が 高くなる。
[0147] 低屈折率層としては、例えば、エア口ゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ 素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に 1. 5〜1. 7程度であるの で、低屈折率層は屈折率がおよそ 1. 5以下であることが好ましい。また更に 1. 35以 下であることが好ましい。
[0148] また、低屈折率媒質の厚みは媒質中の波長の 2倍以上となるのが望ましい。これは 、低屈折率媒質の厚みが光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波 が基板内に入り込む膜厚になると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
[0149] 全反射を起こす界面または!/、ずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光 取り出し効率の向上効果が高 、と 、う特徴がある。この方法は回折格子が 1次の回 折や 2次の回折といった、所謂ブラッグ回折により光の向きを屈折とは異なる特定の 向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での 全反射等により外に出ることができない光をいずれかの層間もしくは媒質中 (透明基 板内や透明電極内）に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そう とするちのである。
[0150] 導入する回折格子は二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、 発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周 期的な屈折率分布を持っている一般的な 1次元回折格子では、特定の方向に進む 光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。しかしながら、屈折率分 布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り 出し効率が上がる。
[0151] 回折格子を導入する位置としては、前述のとおりいずれかの層間もしくは媒質中（ 透明基板内や透明電極内）でもよいが、光が発生する場所である有機発光層の近傍 が望ましい。
[0152] このとき、回折格子の周期は媒質中の光の波長の約 1Z2〜3倍程度が好ましい。
回折格子の配列は正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、 2次 元的に配列が繰り返されることが好ましい。
[0153] 本発明の有機 EL素子は支持基板の光取出し側に、例えば、マイクロレンズアレイ 上の構造を設けるように加工したり、あるいは所謂集光シートと組み合わせることによ り特定方向、例えば、素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上 の輝度を高めることができる。
[0154] マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が 30 μ mでその頂 角が 90度となるような四角錐を 2次元に配列する。一辺は 10〜： LOO mが好ましい。 これより小さくなると回折の効果が発生して色付き、大きすぎると厚みが厚くなり好まし くない。
[0155] 集光シートとしては、例えば、液晶表示装置の LEDバックライトで実用化されている ものを用いることが可能である。このようなシートとして、例えば、住友スリーェム社製 輝度上昇フィルム (BEF)等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例 えば、基材に頂角 90度、ピッチ 50 111の 状のストライプが形成されたものであって もよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の 形状であってもよい。
[0156] また、発光素子からの光放射角を制御するために光拡散板'フィルムを集光シート と併用してもよい。例えば、（株)きもと製拡散フィルム (ライトアップ)等を用いることが できる。
[0157] 《用途》
本発明の有機 EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いる ことができる。発光光源として、例えば、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が 、特にカラーフィルターと組み合わせた液晶液晶表示装置のノ ックライト、照明用光 源としての用途に有効に用いることができる。
[0158] カラーフィルターと組み合わせてディスプレイのバックライトとして用いる場合には、 輝度を更に高めるため、前記の集光シートと組み合わせて用いるのが好ましい。 実施例
[0159] 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
[0160] 実施例
《有機 EL素子 1の作製》
陽極として 30mmX 30mm、厚さ 0. 7mmのガラス基板上に、 ITO (インジウムチン ォキシド)を 120nm成膜した支持基板にパターユングを行った後、この ITO透明電 極を付けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガス で乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5分間行った。この透明支持基板を市販の真空蒸着装 置の基板ホルダーに固定した。
[0161] 真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最 適の量充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製抵抗加熱用材 料で作製されたものを用いた。
[0162] 次 、で、真空度 4 X 10— 4Paまで減圧した後、 m— MTDATAの入った前記蒸着用 るつぼに通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZ秒で透明支持基板に蒸着し、 20nm の正孔注入層を設けた。次いで、 a—NPDを同様にして蒸着し 40nmの正孔輸送 層を設けた。次いで、以下の手順で各発光層及びその中間層を設けた。
[0163] 化合物 (A— 2)と化合物 (Ir— 12)を、膜厚比で 95 : 5になるように蒸着速度 0. In mZ秒で共蒸着し、 12nmの青燐光発光層を形成した。次いで、化合物 (A— 3)を 蒸着速度 0. InmZ秒で 3nm蒸着し、青発光層に陰極側に隣接する正孔阻止層を 形成した。
[0164] 次に化合物 (A—1)と化合物 (Ir—14)を、膜厚比で 92 : 8になるように蒸着速度 0.
InmZ秒で共蒸着し、 lOnmの赤燐光発光層を形成した。次いで、化合物 (A— 1) を蒸着速度 0. InmZ秒で 3nm蒸着した。
[0165] 次に、化合物 (A—1)と化合物 (Ir—l)を、膜厚比で 96 :4になるように蒸着速度 0.
InmZ秒で共蒸着し、 2. 5nmの緑燐光発光層を形成した。次いで、 BAlqの入った 前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZ秒で前記層上に 5nm蒸 着して正孔阻止層を作製し、次いで BCP及び CsFを膜厚比 3 : 1、蒸着速度 0. Inm
Z秒で 40nm共蒸着し、電子輸送層を設けた。
[0166] 更にアルミニウム l lOnmを蒸着して陰極を形成し、有機 EL素子 1を作製した。青 発光層に用いた燐光発光ドーパントの発光極大波長は 459nmにあり、イオンィ匕ポテ ンシャルエネルギーは 5. 8eVであり、発光ドーパント（Ir 1)のイオン化ポテンシャ ノレエネノレギ一は 5. 5eVであった。
[0167] 《有機 EL素子 2の作製》
青発光層に陰極側に隣接して形成した正孔阻止層に代わり、化合物 (A— 1)を蒸 着速度 0. InmZ秒で 3nm蒸着し、中間層を形成した以外は有機 EL素子 1と全く同 様にして有機 EL素子 2を作製した。
[0168] 《有機 EL素子 3の作製》
有機 EL素子 1で用いたのと同様の基板上に、真空度 4 X 10— 4Paまで減圧した後、 m— MTDATAの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度 0. lnm/ 秒で透明支持基板に蒸着し、 20nmの正孔注入層を設けた。次いで、 oc— NPDを 同様にして蒸着し、 40nmの正孔輸送層を設けた。次いで、以下の手順で各発光層 及びその中間層を設けた。
[0169] 化合物 (A— 2)と化合物（D—1)を、膜厚比で 96 :4になるように蒸着速度 0. lnm
Z秒で共蒸着し、 12nmの青燐光発光層を形成した。次いで、化合物 (A— 1)を蒸 着速度 0. InmZ秒で 3nm蒸着し、中間層を形成した。
[0170] 次に化合物 (A—1)と化合物 (Ir—14)を、膜厚比で 92 : 8になるように蒸着速度 0.
InmZ秒で共蒸着し、 lOnmの赤燐光発光層を形成した。次いで、化合物 (A— 1) を蒸着速度 0. InmZ秒で 3nm蒸着した。
[0171] 次に化合物 (A—1)と化合物 (Ir—l)を、膜厚比で 96 :4になるように蒸着速度 0. 1 nmZ秒で共蒸着し、 2. 5nmの緑燐光発光層を形成した。
[0172] 次いで、 BAlqの入った前記蒸着用るつぼに通電して加熱し、蒸着速度 0. lnm/ 秒で前記層上に 5nm蒸着して正孔阻止層を作製し、次 、で BCP及び CsFを膜厚比
3 : 1、蒸着速度 0. InmZ秒で 40nm共蒸着し、電子輸送層を設けた。
[0173] 更にアルミニウム l lOnmを蒸着して陰極を形成し、有機 EL素子 3を作製した。青 発光層に用いた燐光発光ドーパントの発光極大波長は 470nmにあり、イオンィ匕ポテ ンシャルエネルギーは 5. OeVであり、発光ドーパント（Ir—l)より小さ力つた。
《有機 EL素子 4の作製》
有機 EL素子 3で用いたィ匕合物（D— 1)の代わりに化合物（D— 43)を用いた以外 は、有機 EL素子 3と全く同様にして有機 EL素子 4を作製した。化合物 (D— 43)の発 光波長は本発明内にあり、イオン化ポテンシャルは 5. leVより小さかった。
[0174] [化 17]
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000043_0002
Figure imgf000043_0003
Figure imgf000043_0004
《有機 EL素子の封止化処理と電力効率、駆動電圧の評価》
有機 EL素子 1〜4の各々の非発光面をガラスケースで覆 ヽ（なお、ガラスカバーで の封止作業は有機 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 タス（純度 99. 999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下）で行った。）、図 1、図 2に 示すような照明装置とした後、分光放射輝度計 CS - 1000 (コ-力ミノルタセンシング 社製)を用いて、各有機 EL素子の電力効率、色度を評価した。評価結果を表 1に示 す。表 1において、電力効率は輝度 800cd/m2における有機 EL素子 1の電力効率 を 100とした相対値で示す。
[表 1]
Figure imgf000044_0001
有機 EL素子 1、 3、 4はほぼ白色発光を呈したが、有機 EL素子 2は橙〜赤の発光 色となり、白色発光は得られな力つた。有機 EL素子 3及び 4は有機 EL素子 1に対し 電力効率において優れた特性を示した。また本発明の有機 EL素子は、液晶表示装 置のノ ックライトとして用いた場合にも良好な性能を示した。

Claims

請求の範囲 [1] 少なくとも 1層に固体状態において 440〜490nmに発光極大波長を有する燐光発 光ドーパントを含有し、発光波長の異なる 3層以上の発光層を有する有機エレクト口 ルミネッセンス素子にお 、て、該燐光発光ドーパントのイオン化ポテンシャルェネル ギ一が 5. leVより小さぐ少なくとも他の 1種の発光ドーパントのイオン化ポテンシャ ルエネルギーより小さいことを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。 [2] 前記 440〜490nmに発光極大波長を有する燐光発光ドーパントが下記一般式 (A) 〜 (C)力 選ばれる部分構造を持つことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有 機エレクト口ルミネッセンス素子。
[化 1] 一般式 (A)
A1 - - .
八 、、、、、、、、
Rb Rc
(式中、 Raは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 Rb、 Rcは水素原子 または置換基を表し、 A1は芳香族環、芳香族複素環を形成するのに必要な残基を 表し、 Mは Ir、 Ptを表す。 )
[化 2]
—般式 (B)
Figure imgf000045_0001
(式中、 Raは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 Rb、 Rc、 Rb、 Rc
1 1 は水素原子または置換基を表し、 A1は芳香族環、芳香族複素環を形成するのに必 要な残基を表し、 Mは Ir、 Ptを表す。 )
[化 3] 一般式 (C)
Figure imgf000046_0001
(式中、 Raは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基を表し、 Rb、 Rcは水素原子 または置換基を表し、 A1は芳香族環、芳香族複素環を形成するのに必要な残基を 表し、 Mは Ir、 Ptを表す。 )
[3] 請求の範囲第 1項または第 2項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子をバックラ イトとして有することを特徴とする液晶表示装置。
[4] 請求の範囲第 1項または第 2項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を光源とし て用いることを特徴とする照明装置。
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