WO2014098014A1 - 透明電極、及び、電子デバイス - Google Patents

透明電極、及び、電子デバイス Download PDF

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ring
layer
transparent electrode
light emitting
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敏幸 木下
健 波木井
宏 石代
和央 吉田
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コニカミノルタ株式会社
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    • H10K2102/3031Two-side emission, e.g. transparent OLEDs [TOLED]

Definitions

  • the present invention relates to a transparent electrode and an electronic device including the transparent electrode.
  • An organic electroluminescence device (so-called organic EL device) using electroluminescence (hereinafter referred to as EL) of an organic material is a thin-film type completely solid device capable of emitting light at a low voltage of several V to several tens V. It has many excellent features such as high brightness, high luminous efficiency, thinness, and light weight. For this reason, it has been attracting attention in recent years as surface light emitters such as backlights for various displays, display boards such as signboards and emergency lights, and illumination light sources.
  • Such an organic electroluminescent element has a configuration in which a light emitting layer composed of an organic material is sandwiched between two electrodes, and emitted light generated in the light emitting layer passes through the electrode and is extracted outside. For this reason, at least one of the two electrodes is configured as a transparent electrode.
  • an oxide semiconductor material such as indium tin oxide (ITO) is generally used, but studies aiming at lowering resistance by laminating ITO and silver are also made. (For example, see Patent Document 1 and Patent Document 2 below).
  • ITO indium tin oxide
  • the material cost is high, and it is necessary to anneal at about 300 ° C. after film formation in order to reduce resistance. Therefore, a configuration in which a metal material such as silver having high electrical conductivity is thinned, and a configuration in which conductivity is ensured with a thinner film thickness than silver alone by mixing aluminum with silver (for example, the following patents) are proposed. Reference 3).
  • the present invention provides a transparent electrode having both sufficient conductivity and light transmittance, and an electronic device whose performance is improved by using this transparent electrode.
  • the transparent electrode of the present invention includes an AgAl layer containing 50 atm% or less of aluminum, and a conductive layer mainly composed of silver provided adjacent to the AgAl layer. Moreover, the electronic device of this invention is equipped with the said transparent electrode.
  • the conductive layer mainly composed of silver is provided adjacent to the AgAl layer containing 50 atm% or less of aluminum.
  • a conductive layer mainly composed of silver By forming a conductive layer mainly composed of silver on the AgAl layer, interaction between silver atoms and the compound constituting the AgAl layer can be obtained, and aggregation of silver is suppressed, and it is thin but uniform. A thick conductive layer is obtained. Therefore, in a transparent electrode using silver, it is possible to achieve both improvement in conductivity and improvement in light transmission. Moreover, the electronic device which is excellent in electroconductivity and light transmittance can be comprised using this transparent electrode.
  • the present invention it is possible to provide a transparent electrode and an electronic device that are excellent in conductivity and light transmittance.
  • FIG. 1 shows schematic structure of the transparent electrode of 1st Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the transparent electrode of 2nd Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the organic electroluminescent element of 3rd Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the organic electroluminescent element of 4th Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the organic electroluminescent element of 5th Embodiment. It is a figure which shows schematic structure of the organic electroluminescent element of 6th Embodiment.
  • 3 is a diagram showing a schematic configuration of a bottom emission type organic electroluminescence device produced in Example 2.
  • FIG. 1 the schematic block diagram (sectional drawing) of the transparent electrode of 1st Embodiment is shown.
  • the transparent electrode 10 includes an AgAl layer 12 and a conductive layer 13 and is formed on a substrate 11.
  • a conductive layer 13 is formed adjacent to one surface of the AgAl layer 12, and a substrate 11 is provided on the other surface side of the AgAl layer 12.
  • transparent means that the light transmittance at a wavelength of 550 nm is 50% or more.
  • the substrate 11 on which the transparent electrode 10 is formed examples include, but are not limited to, glass and plastic. Further, the substrate 11 may be transparent or opaque. When the transparent electrode 10 is used for an electronic device that extracts light from the substrate 11 side, the substrate 11 is preferably transparent. Examples of the transparent substrate 11 that is preferably used include glass, quartz, and a transparent resin film. When the transparent electrode 10 is used for an electronic device that extracts light from the side opposite to the base material 11, the base material 11 may be transparent or opaque.
  • the glass examples include silica glass, soda lime silica glass, lead glass, borosilicate glass, and alkali-free glass.
  • physical treatment such as polishing, coating films made of inorganic or organic materials, and the like, as necessary A hybrid film combining the films is formed.
  • polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by J
  • a film made of an inorganic material or an organic material or a hybrid film combining these films may be formed on the surface of the resin film.
  • Such coatings and hybrid coatings have a water vapor transmission rate (25 ⁇ 0.5 ° C., relative humidity 90 ⁇ 2% RH) measured by a method according to JIS-K-7129-1992 of 0.01 g / ( m 2 ⁇ 24 hours) or less of a barrier film (also referred to as a barrier film or the like) is preferable.
  • the oxygen permeability measured by the method according to JIS-K-7126-1987 is 10 ⁇ 3 ml / (m 2 ⁇ 24 hours ⁇ atm) or less, and the water vapor permeability is 10 ⁇ 5 g / (m (2 ⁇ 24 hours) or less is preferable.
  • the material for forming the barrier film as described above a material having a function of suppressing the intrusion of elements such as moisture and oxygen causing deterioration of the resin film is used.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used.
  • the method for forming the barrier film is not particularly limited.
  • the vacuum deposition method, the sputtering method, the reactive sputtering method, the molecular beam epitaxy method, the cluster ion beam method, the ion plating method, the plasma polymerization method, the atmospheric pressure plasma weight A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
  • the atmospheric pressure plasma polymerization method described in JP-A-2004-68143 can be preferably used.
  • the base material 11 is opaque
  • a metal substrate such as aluminum or stainless steel, an opaque resin substrate, a ceramic substrate, or the like can be used. These substrates may be in the form of a film that bends flexibly.
  • the AgAl layer 12 includes silver (Ag) and aluminum (Al), and includes 50 atm% or less of Al.
  • the AgAl layer 12 is a layer formed adjacent to the conductive layer 13. By forming the AgAl layer 12 in contact with the conductive layer 13, the diffusion distance of silver atoms on the surface of the AgAl layer 12 is reduced due to the interaction between silver, which is the main component of the conductive layer 13, and Al constituting the AgAl layer 12. It reduces and aggregation of silver is suppressed.
  • the Al content when the Al content exceeds 50 atm%, the Al content is excessively increased and flatness and uniformity are deteriorated. Since Al easily oxidizes, the influence of Al oxidation becomes dominant on the AgAl layer 12 when the Al content increases. Specifically, when Al is oxidized, the growth of the Al oxide causes further aggregation of the Al oxide, and the AgAl layer 12 has protrusions and holes. For this reason, the film uniformity of the AgAl layer 12 is lowered, and light scattering and the like become remarkable. Therefore, when the Al content increases, the optical influence due to the shape change of the AgAl layer 12 due to the oxidation of Al becomes dominant, and the optical characteristics of the AgAl layer 12, particularly the light transmission and visibility are reduced. To do.
  • the content of Al is preferably 50 atm% or less. Further, the content of Al is preferably as small as possible within a range in which the aggregation suppressing effect of the conductive layer 13 containing Ag as a main component can be exhibited. For example, the Al content is preferably 0.5 atm% or more.
  • a metal other than Al and Ag may be added.
  • these metals for example, magnesium (Mg), copper (Cu), indium (In), iridium (Ir), gold (Au), lithium (Li), or the like may be added.
  • the AgAl layer 12 has a thickness that does not hinder the light transmittance of the transparent electrode 10, and is preferably 5 nm or less, for example. Further, as the thickness of the AgAl layer 12 is increased, the properties of the conductive layer 13 are improved and the conductivity of the transparent electrode 10 is improved. For this reason, the AgAl layer 12 needs to be thick enough to ensure the conductivity of the transparent electrode 10. For example, the AgAl layer 12 has a thickness of about 0.5 nm and is preferably a continuous film. .
  • an AgAl layer 12 is not specifically limited, For example, a vapor deposition method (EB, resistance heating) and a sputtering method can be used preferably.
  • EB vapor deposition method
  • sputtering method a sputtering method
  • the conductive layer 13 is a layer composed mainly of silver, is composed of silver or an alloy composed mainly of silver, and is a layer formed adjacent to the AgAl layer 12.
  • Examples of the method for forming the conductive layer 13 include a method using a wet process such as a coating method, an ink jet method, a coating method, a dip method, a vapor deposition method (resistance heating, EB method, etc.), a sputtering method, a CVD method, and the like. Examples include a method using a dry process. Of these, the vapor deposition method is preferably applied.
  • the conductive layer 13 is formed on the AgAl layer 12 and is sufficiently conductive even without a high-temperature annealing treatment after the formation. An annealing treatment or the like may be performed.
  • an alloy mainly composed of silver (Ag) constituting the conductive layer 13 is silver magnesium (AgMg), silver copper (AgCu), silver palladium (AgPd), silver palladium copper (AgPdCu), silver indium (AgIn). Etc.
  • the conductive layer 13 as described above may have a structure in which silver or an alloy layer mainly composed of silver is divided into a plurality of layers as necessary.
  • the thickness of the conductive layer 13 so that the total thickness of the conductive layer 13 and the AgAl layer 12 is 15 nm or less.
  • the total thickness is preferably 12 nm or less.
  • a total thickness of the conductive layer 13 and the AgAl layer 12 of 15 nm or less is preferable because the absorption component and reflection component of the layer can be kept low and the light transmittance of the transparent electrode 10 is maintained.
  • the light transmittance of the transparent electrode 10 is further improved by setting the total thickness of the conductive layer 13 and the AgAl layer 12 to 12 nm or less.
  • the conductive layer 13 has a thickness of at least 3 nm, the conductivity of the transparent electrode 10 is ensured.
  • the transparent electrode 10 having the laminated structure including the AgAl layer 12 and the conductive layer 13 provided adjacent to the AgAl layer 12 as described above the upper part of the conductive layer 13 is covered with a protective film.
  • another conductive layer may be laminated.
  • the protective film and the conductive layer have light transmittance so that the light transmittance of the transparent electrode 10 is not impaired.
  • the transparent electrode 10 configured as described above has a configuration in which a conductive layer 13 mainly composed of silver is provided adjacent to the AgAl layer 12.
  • a conductive layer 13 mainly composed of silver is provided adjacent to the AgAl layer 12.
  • silver atoms constituting the conductive layer 13 interact with Al constituting the AgAl layer 12, and silver atoms on the surface of the AgAl layer 12.
  • the diffusion distance is reduced and silver aggregation is suppressed.
  • a thin silver layer that tends to be isolated in an island shape due to the growth of the nuclear growth type (Volumer-Weber: VW type) is caused by the growth of the single layer growth type (Frank-van der Merwe: FM type). Will be formed. Therefore, although it is thin, the conductive layer 13 having a uniform thickness can be obtained.
  • FIG. 2 the schematic block diagram (sectional drawing) of the transparent electrode of 2nd Embodiment is shown.
  • the transparent electrode 20 of the second embodiment differs from the transparent electrode 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 only in that it includes a high refractive index layer 24.
  • the detailed description which overlaps about the component similar to 1st Embodiment is abbreviate
  • the transparent electrode 20 includes a high refractive index layer 24, an AgAl layer 12, and a conductive layer 13, and is formed on the substrate 11.
  • the AgAl layer 12 and the conductive layer 13 have the same configuration as in the first embodiment described above.
  • the transparent electrode 20 includes an AgAl layer 12 formed on one surface side of the high refractive index layer 24 and a substrate 11 on the other surface side.
  • the conductive layer 13 is formed adjacent to one side of the AgAl layer.
  • the high refractive index layer 24 is a layer having a refractive index of 2.0 or more at a wavelength of 550 nm.
  • the high refractive index layer 24 is a layer made of a metal oxide provided with the AgAl layer 12 sandwiched between the high refractive index layer 24 and the conductive layer 13. For such a high refractive index layer 24, a metal oxide is used.
  • a rate material is used.
  • the transparent electrode 20 includes a high refractive index layer 24 in addition to the AgAl layer 12 and the conductive layer 13. For this reason, in addition to the effect which the transparent electrode of the above-mentioned 1st Embodiment has, the transparent electrode 20 suppresses the reflection which arises in the conductive layer 13 which has silver as a main component, and the light transmittance in the transparent electrode 20 improves further. To do.
  • the transparent electrode of 1st Embodiment and 2nd Embodiment mentioned above can be used for various electronic devices.
  • electronic devices include organic electroluminescent elements, LEDs (Light Emitting Diodes), liquid crystal elements, solar cells, touch panels, etc.
  • LEDs Light Emitting Diodes
  • liquid crystal elements As electrode members that require light transmission in these electronic devices,
  • the transparent electrode of each embodiment can be used.
  • an embodiment of an organic electroluminescent element using the transparent electrode as an anode and a cathode will be described.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional configuration diagram of the organic electroluminescent element of the present embodiment. The configuration of the organic electroluminescent element will be described below based on this figure.
  • the organic electroluminescent element 30 shown in FIG. 3 is provided on a transparent substrate 31, and a transparent electrode 20 serving as an anode, a light emitting functional layer 32, and a counter electrode 33 serving as a cathode are stacked in this order from the transparent substrate 31 side. ing.
  • the transparent electrode 20 of the second embodiment described above is used as the transparent electrode 20.
  • the organic electroluminescent element 30 is configured as a bottom emission type in which generated light (hereinafter referred to as emitted light h) is extracted from at least the transparent substrate 31 side.
  • the overall layer structure of the organic electroluminescent element 30 is not limited to the above, and may be a general layer structure.
  • the transparent electrode 20 is disposed on the anode (ie, anode) side, and the conductive layer 13 mainly functions as an anode, while the counter electrode 33 functions as a cathode (ie, cathode).
  • the light emitting functional layer 32 is formed by stacking [hole injection layer 32a / hole transport layer 32b / light emission layer 32c / electron transport layer 32d / electron injection layer 32e] in this order on the transparent electrode 20 that is the anode.
  • the light emitting layer 32c composed of at least an organic material.
  • the hole injection layer 32a and the hole transport layer 32b may be provided as a hole transport / injection layer having a hole transport property and a hole injection property.
  • the electron transport layer 32d and the electron injection layer 32e may be provided as a single layer having electron transport properties and electron injection properties.
  • the electron injection layer 32e may be composed of an inorganic material.
  • the light emitting functional layer 32 may be laminated with a hole blocking layer, an electron blocking layer, or the like as necessary.
  • the light emitting layer 32c has each color light emitting layer for generating light emitted in each wavelength region, and each of these color light emitting layers is laminated via a non-light emitting intermediate layer to form a light emitting layer unit. Also good.
  • the intermediate layer may function as a hole blocking layer and an electron blocking layer.
  • the counter electrode 33 which is a cathode may also have a laminated structure as required. In such a configuration, only a portion where the light emitting functional layer 32 is sandwiched between the transparent electrode 20 and the counter electrode 33 becomes a light emitting region in the organic electroluminescent element 30.
  • an auxiliary electrode may be provided in contact with the conductive layer 13 of the transparent electrode 20 for the purpose of reducing the resistance of the transparent electrode 20.
  • the organic electroluminescent element 30 having the above configuration is sealed with a transparent sealing material described later on the transparent substrate 31 for the purpose of preventing the deterioration of the light emitting functional layer 32 formed using an organic material or the like.
  • This transparent sealing material is fixed to the transparent substrate 31 side via an adhesive.
  • the terminal portions of the transparent electrode 20 and the counter electrode 33 are arranged on the transparent substrate 31 so as to be exposed from the transparent sealing material while maintaining the insulating properties by the light emitting functional layer 32.
  • the details of the main layers for constituting the organic electroluminescent element 30 described above are as follows: the transparent substrate 31, the transparent electrode 20, the counter electrode 33, the light emitting layer 32c of the light emitting functional layer 32, the other layers of the light emitting functional layer 32, The auxiliary electrode and the sealing material will be described in this order. Then, the manufacturing method of the organic electroluminescent element 30 is demonstrated.
  • the transparent substrate 31 is made of a transparent material having optical transparency among the substrates on which the transparent electrode 10 of the first embodiment shown in FIG. 1 is provided.
  • the transparent electrode 20 is the transparent electrode 20 of the above-described embodiment, and has a configuration in which the high refractive index layer 24, the AgAl layer 12, and the conductive layer 13 are sequentially formed from the transparent substrate 31 side.
  • the conductive layer 13 constituting the transparent electrode 20 is a substantial anode.
  • the counter electrode 33 is a conductive layer that functions as a cathode for supplying electrons to the light emitting functional layer 32, and a metal, an alloy, an organic or inorganic conductive compound, and a mixture thereof are used. Specifically, gold, aluminum, silver, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, indium, lithium / aluminum mixture, rare earth metal, ITO, ZnO, TiO 2 and oxide semiconductors such as SnO 2 .
  • the counter electrode 33 can be produced by forming a thin layer of these conductive materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance as the counter electrode 33 is several hundred ⁇ / sq. The following is preferable, and the thickness is usually selected in the range of 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 nm to 200 nm.
  • the light emitting layer 32c used for the organic electroluminescent element of this embodiment contains, for example, a phosphorescent light emitting compound as a light emitting material.
  • the light emitting layer 32c is a layer that emits light by recombination of electrons injected from the electrode or the electron transport layer 32d and holes injected from the hole transport layer 32b, and a light emitting portion of the light emitting layer 32c. Even within the layer, it may be an interface with an adjacent layer in the light emitting layer 32c.
  • the configuration of the light emitting layer 32c is not particularly limited as long as the light emitting material included satisfies the light emission requirements. Moreover, there may be a plurality of layers having the same emission spectrum and emission maximum wavelength. In this case, it is preferable to have a non-light emitting intermediate layer (not shown) between the light emitting layers 32c.
  • the total thickness of the light emitting layer 32c is preferably in the range of 1 to 100 nm, and more preferably 1 to 30 nm because it can be driven at a lower voltage.
  • the sum total of the thickness of the light emitting layer 32c is a thickness also including the said intermediate
  • the thickness of each light emitting layer is preferably adjusted to a range of 1 to 50 nm, and more preferably adjusted to a range of 1 to 20 nm.
  • the plurality of stacked light emitting layers correspond to the respective emission colors of blue, green, and red, there is no particular limitation on the relationship between the thicknesses of the blue, green, and red light emitting layers.
  • the light emitting layer 32c as described above can be formed of a light emitting material or a host compound, which will be described later, by a known thin film forming method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method.
  • a known thin film forming method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, an LB method, or an ink jet method.
  • the light emitting layer 32c may be a mixture of a plurality of light emitting materials, or a phosphorescent light emitting material and a fluorescent light emitting material (also referred to as a fluorescent dopant or a fluorescent compound) may be mixed and used in the same light emitting layer 32c.
  • the structure of the light emitting layer 32c preferably includes a host compound (also referred to as a light emitting host) and a light emitting material (also referred to as a light emitting dopant compound or a guest material) and emits light from the light emitting material.
  • a host compound also referred to as a light emitting host
  • a light emitting material also referred to as a light emitting dopant compound or a guest material
  • the host compound contained in the light emitting layer 32c As the host compound contained in the light emitting layer 32c, a compound having a phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) of less than 0.1 is preferable. Furthermore, the compound whose phosphorescence quantum yield is less than 0.01 is preferable.
  • the host compound preferably has a volume ratio in the layer of 50% or more among the compounds contained in the light emitting layer 32c.
  • the host compound a known host compound may be used alone, or a plurality of types may be used. By using a plurality of types of host compounds, it is possible to adjust the movement of charges, and the organic electroluminescence device 30 can be made highly efficient. In addition, by using a plurality of kinds of light emitting materials described later, it is possible to mix different light emission, thereby obtaining an arbitrary light emission color.
  • the host compound used may be a conventionally known 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). .
  • Tg glass transition temperature
  • H1 to H79 Specific examples (H1 to H79) of host compounds applicable to the organic electroluminescence device are shown below.
  • the host compound applicable to an organic electroluminescent element is not limited to these.
  • Luminescent material examples of the light-emitting material that can be used in the organic electroluminescent element of this embodiment include phosphorescent compounds (also referred to as phosphorescent compounds and phosphorescent materials).
  • a phosphorescent compound is a compound in which light emission from an excited triplet is observed. Specifically, a phosphorescent compound emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and a phosphorescence quantum yield of 0.01 at 25 ° C. Although defined as the above compounds, the preferred phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
  • the phosphorescent quantum yield can be measured by the method described in Spectroscopic 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, when the phosphorescent compound is used in this example, the phosphorescence quantum yield (0.01 or more) is achieved in any solvent. It only has to be done.
  • phosphorescent compounds There are two types of light emission principles of phosphorescent compounds. One is that recombination of carriers occurs on the host compound to which carriers are transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is transferred to the phosphorescent compound to obtain light emission from the phosphorescent compound.
  • the other is a carrier trap type in which the phosphorescent compound becomes a carrier trap, and carriers are recombined on the phosphorescent compound to emit light from the phosphorescent compound. In either case, it is a condition that the excited state energy of the phosphorescent compound is lower than the excited state energy of the host compound.
  • the phosphorescent compound can be appropriately selected from known compounds used for the light emitting layer of a general organic electroluminescent device, but preferably contains a metal of group 8 to 10 in the periodic table of elements. It is a complex compound. More preferred are iridium compounds, osmium compounds, platinum compounds (platinum complex compounds), and rare earth complexes, and most preferred are iridium compounds.
  • At least one light emitting layer 32c may contain two or more types of phosphorescent compounds, and the concentration ratio of the phosphorescent compounds in the light emitting layer 32c is the same as that of the light emitting layer 32c. It may change in the thickness direction.
  • the phosphorescent compound is preferably 0.1% by volume or more and less than 30% by volume with respect to the total amount of the light emitting layer 32c.
  • the compound (phosphorescent compound) contained in the light emitting layer 32c is preferably a compound represented by the following general formula (1).
  • the phosphorescent compound represented by the general formula (1) (also referred to as a phosphorescent metal complex) is preferably contained in the light emitting layer 32c of the organic electroluminescent element 30 as a light emitting dopant.
  • the light emitting functional layer other than the light emitting layer 32c may be contained.
  • P and Q each represent a carbon atom or a nitrogen atom
  • A1 represents an atomic group that forms an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocycle together with PC.
  • A2 represents an atomic group that forms an aromatic heterocycle with QN.
  • P1-L1-P2 represents a bidentate ligand
  • P1 and P2 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom or an oxygen atom.
  • L1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with P1 and P2.
  • j1 represents an integer of 1 to 3
  • j2 represents an integer of 0 to 2
  • j1 + j2 is 2 or 3.
  • M1 represents a group 8-10 transition metal element in the periodic table.
  • examples of the aromatic hydrocarbon ring that A1 forms with PC include a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, an azulene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a pyrene ring, a chrysene ring, Naphthacene ring, triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl ring, acenaphthene ring, coronene ring, fluorene ring, fluoranthrene ring, naphthacene ring, pentacene ring, perylene ring, pentaphen ring, Examples include a picene ring, a pyrene ring, a pyranthrene ring, and an anthraanthrene ring.
  • These rings may further have a substituent.
  • substituents include alkyl groups (eg, methyl, ethyl, propyl, isopropyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, octyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, etc.
  • a cycloalkyl group eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.
  • an alkenyl group eg, vinyl group, allyl group, etc.
  • an alkynyl group eg, ethynyl group, propargyl group, etc.
  • an aromatic hydrocarbon group aromatic Also referred to as carbocyclic group, aryl group, etc., for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group, fluorenyl group, phenanthryl group, indenyl group, Pyrenyl group, biphenylyl group), aromatic heterocyclic group (for example, Group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimi
  • the aromatic heterocycle formed by A1 together with P—C includes a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, Benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, azacarbazole A ring etc.
  • the azacarbazole ring refers to one in which one or more carbon atoms of the benzene ring constituting the carbazole ring are replaced with a nitrogen atom. These rings may further have the substituents exemplified above.
  • the aromatic heterocycle formed by A2 together with QN includes an oxazole ring, an oxadiazole ring, an oxatriazole ring, an isoxazole ring, a tetrazole ring, a thiadiazole ring, a thiatriazole ring, Examples include a thiazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, and a triazole ring. These rings may further have the substituents exemplified above.
  • Examples of the bidentate ligand represented by P1-L1-P2 include phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, pyrazabol, acetylacetone, picolinic acid, and the like.
  • j1 represents an integer of 1 to 3
  • j2 represents an integer of 0 to 2
  • j1 + j2 represents 2 or 3
  • j2 is preferably 0.
  • M1 is a transition metal element of group 8 to group 10 (simply referred to as a transition metal) in the periodic table of elements, and iridium is particularly preferable.
  • Z represents a hydrocarbon ring group or a heterocyclic group.
  • P and Q each represent a carbon atom or a nitrogen atom
  • A1 represents an atomic group that forms an aromatic hydrocarbon ring or an aromatic heterocyclic ring together with P—C.
  • P1-L1-P2 represents a bidentate ligand
  • P1 and P2 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom, or an oxygen atom.
  • L1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with P1 and P2.
  • j1 represents an integer of 1 to 3
  • j2 represents an integer of 0 to 2
  • j1 + j2 is 2 or 3.
  • M1 represents a group 8-10 transition metal element in the periodic table.
  • examples of the hydrocarbon ring group represented by Z include a non-aromatic hydrocarbon ring group and an aromatic hydrocarbon ring group, and examples of the non-aromatic hydrocarbon ring group include a cyclopropyl group. , Cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. These groups may be unsubstituted or may have the substituents exemplified in the general formula (1).
  • the group represented by Z is an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group.
  • aromatic hydrocarbon ring group examples include, for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl.
  • aromatic hydrocarbon group examples include, for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl.
  • These groups may be unsubstituted or may have the substituents exemplified in the general formula (1).
  • examples of the heterocyclic group represented by Z include a non-aromatic heterocyclic group and an aromatic heterocyclic group.
  • examples of the non-aromatic heterocyclic group include an epoxy ring and an aziridine group. Ring, thiirane ring, oxetane ring, azetidine ring, thietane ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, pyrrolidine ring, pyrazolidine ring, imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ⁇ -caprolactone ring, ⁇ - Caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring,
  • aromatic heterocyclic group examples include a pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl).
  • the aromatic hydrocarbon ring that A1 forms with P—C includes benzene ring, biphenyl ring, naphthalene ring, azulene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, pyrene ring, chrysene ring, naphthacene ring , Triphenylene ring, o-terphenyl ring, m-terphenyl ring, p-terphenyl 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. These rings may further have the substituent exemplified in the general formula (1).
  • the aromatic heterocycle formed by A1 together with PC includes furan ring, thiophene ring, oxazole ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzo Imidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, phthalazine ring, carbazole ring, carboline ring, And azacarbazole ring.
  • the azacarbazole ring refers to one in which one or more carbon atoms of the benzene ring constituting the carbazole ring are replaced with a nitrogen atom. These rings may further have the substituent exemplified in the general formula (1).
  • examples of the bidentate ligand represented by P1-L1-P2 include phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, pyrazabole, acetylacetone, and picolinic acid. .
  • J1 represents an integer of 1 to 3
  • j2 represents an integer of 0 to 2
  • j1 + j2 represents 2 or 3
  • j2 is preferably 0.
  • transition metal elements of groups 8 to 10 in the periodic table of elements represented by M1 (also simply referred to as transition metals) in the periodic table of elements represented by M1 in the general formula (1) Synonymous with group 8-10 transition metal elements.
  • R 03 represents a substituent
  • R 04 represents a hydrogen atom or a substituent
  • a plurality of R 04 may be bonded to each other to form a ring.
  • n01 represents an integer of 1 to 4.
  • R 05 represents a hydrogen atom or a substituent, and a plurality of R 05 may be bonded to each other to form a ring.
  • n02 represents an integer of 1 to 2.
  • R 06 represents a hydrogen atom or a substituent, and may combine with each other to form a ring.
  • n03 represents an integer of 1 to 4.
  • Z1 represents an atomic group necessary for forming a 6-membered aromatic hydrocarbon ring or a 5-membered or 6-membered aromatic heterocycle together with C—C.
  • Z2 represents an atomic group necessary for forming a hydrocarbon ring group or a heterocyclic group.
  • P1-L1-P2 represents a bidentate ligand, and P1 and P2 each independently represent a carbon atom, a nitrogen atom or an oxygen atom.
  • L1 represents an atomic group that forms a bidentate ligand together with P1 and P2.
  • j1 represents an integer of 1 to 3
  • j2 represents an integer of 0 to 2
  • j1 + j2 is 2 or 3.
  • M1 represents a group 8-10 transition metal element in the periodic table.
  • R 03 and R 06 , R 04 and R 06, and R 05 and R 06 may be bonded to each other to form a ring.
  • each of the substituents represented by R 03 , R 04 , R 05 , and R 06 may have the substituent exemplified in General Formula (1).
  • examples of the 6-membered aromatic hydrocarbon ring formed by Z1 together with C—C include a benzene ring. These rings may further have the substituent exemplified in the general formula (1).
  • the 5-membered or 6-membered aromatic heterocycle formed by Z1 together with C—C includes, for example, an oxazole ring, an oxadiazole ring, an oxatriazole ring, an isoxazole ring, a tetrazole ring, a thiadiazole And a ring, a thiatriazole ring, an isothiazole ring, a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, and a triazole ring.
  • These rings may further have the substituent exemplified in the general formula (1).
  • examples of the hydrocarbon ring group represented by Z2 include a non-aromatic hydrocarbon ring group and an aromatic hydrocarbon ring group, and examples of the non-aromatic hydrocarbon ring group include a cyclopropyl group. , Cyclopentyl group, cyclohexyl group and the like. These groups may be unsubstituted or may have the substituents exemplified in the general formula (1).
  • aromatic hydrocarbon ring group examples include, for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl.
  • aromatic hydrocarbon group examples include, for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl.
  • These groups may be unsubstituted or may have the substituents exemplified in the general formula (1).
  • examples of the heterocyclic group represented by Z2 include a non-aromatic heterocyclic group and an aromatic heterocyclic group.
  • examples of the non-aromatic heterocyclic group include an epoxy ring and an aziridine group. Ring, thiirane ring, oxetane ring, azetidine ring, thietane ring, tetrahydrofuran ring, dioxolane ring, pyrrolidine ring, pyrazolidine ring, imidazolidine ring, oxazolidine ring, tetrahydrothiophene ring, sulfolane ring, thiazolidine ring, ⁇ -caprolactone ring, ⁇ - Caprolactam ring, piperidine ring, hexahydropyridazine ring, hexahydropyrimidine ring, piperazine ring, morpholine ring, tetrahydropyran ring
  • aromatic heterocyclic group examples include a pyridyl group, pyrimidinyl group, furyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, benzoimidazolyl group, pyrazolyl group, pyrazinyl group, triazolyl group (for example, 1,2,4-triazol-1-yl).
  • oxazolyl group 1,2,3-triazol-1-yl group, etc.
  • benzoxazolyl group thiazolyl group, isoxazolyl group, isothiazolyl group, furazanyl group, thienyl group, quinolyl group, benzofuryl group, dibenzofuryl group , Benzothienyl group, dibenzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, carbolinyl group, diazacarbazolyl group (indicating that one of the carbon atoms constituting the carboline ring of the carbolinyl group is replaced by a nitrogen atom), quinoxalinyl group , Pyridazinyl group, triazinyl group, quina Riniru group, phthalazinyl group, and the like.
  • These rings may be unsubstituted or may have a substituent exemplified in the general formula (1).
  • the group formed by Z1 and Z2 is preferably a benzene ring.
  • the bidentate ligand represented by P1-L1-P2 has the same meaning as the bidentate ligand represented by P1-L1-P2 in the general formula (1). .
  • the transition metal elements of Group 8 to Group 10 in the periodic table of elements represented by M1 are the transition metal groups of Group 8 to Group 10 in the periodic table of elements represented by M1 in General Formula (1). Synonymous with metal element.
  • the phosphorescent compound can be appropriately selected from known compounds used for the light emitting layer 32 c of the organic electroluminescent element 30.
  • the phosphorescent compound applied to the organic electroluminescent device of this embodiment is preferably a complex compound containing a metal of group 8 to 10 in the periodic table of elements, more preferably an iridium compound, an osmium compound, or Platinum compounds (platinum complex compounds) and rare earth complexes, and most preferred are iridium compounds.
  • phosphorescent compounds Pt-1 to Pt-3, A-1, Ir-1 to Ir-50
  • the phosphorescent compound applied to the organic electroluminescent element of this embodiment is not limited to these.
  • m and n represent the number of repetitions.
  • phosphorescent compounds are, for example, OrganicOrLetters magazine vol.3 No.16 2579-2581 (2001), Inorganic Chemistry, Vol.30, No.8 1685-1687. (1991), J. Am. Chem. Soc., 123 4304 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 40, No. 7, 704 1704-1711 (2001), Inorganic Chemistry, Vol. 41 No. 12 3055-3066 (2002), New Journal of ⁇ Chemistry., 26261171 (2002), European Journal of Organic Chemistry, Vol.4 695-709 (2004), further described in these documents Can be synthesized by applying a method such as the reference.
  • Fluorescent materials include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes, stilbene dyes Examples thereof include dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex phosphors.
  • injection layer hole injection layer, electron injection layer
  • the injection layer is a layer provided between the electrode and the light emitting layer 32c in order to lower the drive voltage and improve the light emission luminance.
  • the injection layer can be provided as necessary.
  • the hole injection layer 32a is disposed between the anode and the light emitting layer 32c or the hole transport layer 32b, and the electron injection layer 32e is disposed between the cathode and the light emitting layer 32c or the electron transport layer 32d.
  • the details of the hole injection layer 32a are described in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, and the like.
  • Specific examples thereof include phthalocyanine represented by copper phthalocyanine.
  • Examples thereof include a layer, an oxide layer typified by vanadium oxide, an amorphous carbon layer, and a polymer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.
  • the details of the electron injection layer 32e are described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like, and specifically represented by strontium, aluminum, and the like.
  • Examples thereof include a metal layer, an alkali metal halide layer typified by potassium fluoride, an alkaline earth metal compound layer typified by magnesium fluoride, and an oxide layer typified by molybdenum oxide.
  • the electron injection layer 32e is desirably a very thin layer, and its thickness is preferably in the range of 1 nm to 10 ⁇ m, although it depends on the material.
  • the hole transport layer 32b is made of a hole transport material having a function of transporting holes, and in a broad sense, the hole injection layer 32a and the electron blocking layer are also included in the hole transport layer 32b.
  • the hole transport layer 32b 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 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, hydrazone derivatives
  • Examples thereof include stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
  • hole transport material those described above can be used, but it is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound.
  • aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds include N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminophenyl; N, N′-diphenyl-N, N′— Bis (3-methylphenyl)-[1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (TPD); 2,2-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) propane; 1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p-tolyl) Aminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminoph
  • 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 the hole transport material.
  • p-type hole transport materials as described in JP-A-11-251067, J. Huang et al., Applied Physics Letters, 80 (2002), p. 139 can be used. . These materials are preferably used because a highly efficient light-emitting element can be obtained.
  • the hole transport layer 32b 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. be able to.
  • the thickness of the hole transport layer 32b is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
  • the hole transport layer 32b may have a single layer structure composed of one or more of the above materials.
  • the electron transport layer 32d is made of a material having a function of transporting electrons. In a broad sense, the electron transport layer 32e and a hole blocking layer (not shown) are also included in the electron transport layer 32d.
  • the electron transport layer 32d can be provided as a single layer structure or a multi-layer structure.
  • an electron transport material (also serving as a hole blocking material) constituting the layer portion adjacent to the light emitting layer 32c in the electron transport layer 32d having a single layer structure and the electron transport layer 32d having a multilayer structure
  • electrons injected from the cathode are used. What is necessary is just to have the function to transmit to the light emitting layer 32c.
  • Such a material can be arbitrarily selected from conventionally known compounds. Examples include nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane, anthrone derivatives, and oxadiazole derivatives.
  • 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 are also used as the material for the electron transport layer 32d.
  • 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 (Alq3), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dibromo-8-quinolinol) aluminum Tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), and the like, and the central metals of these metal complexes are In, Mg, A metal complex replaced with Cu, Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as the material of the electron transport layer 32d.
  • metal-free or metal phthalocyanine or the terminal thereof is substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group, it can be preferably used as a material for the electron transport layer 32d.
  • a distyrylpyrazine derivative exemplified also as the material of the light emitting layer 32c can be used as the material of the electron transport layer 32d, and n-type-Si, n-type, like the hole injection layer 32a and the hole transport layer 32b.
  • An inorganic semiconductor such as -SiC can also be used as the material of the electron transport layer 32d.
  • the electron transport layer 32d can be formed by thinning the above 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.
  • the thickness of the electron transport layer 32d is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
  • the electron transport layer 32d may have a single layer structure made of one or more of the above materials.
  • the electron transport layer 32d preferably contains potassium, a potassium compound, or the like.
  • the potassium compound for example, potassium fluoride can be used.
  • the material (electron transporting compound) of the electron transport layer 32d a compound represented by the following general formula (4) can be preferably used.
  • n1 represents an integer of 1 or more
  • Y1 represents a substituent when n1 is 1, and represents a simple bond or an n1-valent linking group when n1 is 2 or more
  • Ar1 represents a group represented by the general formula (A) described later.
  • n1 is 2 or more
  • a plurality of Ar1s may be the same or different.
  • the compound represented by the general formula (4) has at least two condensed aromatic heterocyclic rings formed by condensation of three or more rings in the molecule.
  • n1-valent linking group represented by Y1 in General Formula (4) include a divalent linking group, a trivalent linking group, and a tetravalent linking group.
  • the divalent linking group represented by Y1 is an alkylene group (for example, ethylene group, trimethylene group, tetramethylene group, propylene group, ethylethylene group, pentamethylene group, hexamethylene group, 2,2,4-trimethylhexamethylene group, heptamethylene group, octamethylene group, nonamethylene group, decamethylene group, undecamethylene group, dodecamethylene group, cyclohexylene group (for example, 1,6-cyclohexanediyl group, etc.), Cyclopentylene group (for example, 1,5-cyclopentanediyl group and the like), alkenylene group (for example, vinylene group, propenylene group, butenylene group, pentenylene group, 1-methylvinylene group, 1-methylpropenylene group, 2-methylpropenylene group, 1-methylpentenylene group, 3-methyl Pentenylene group, 1-ethylvinylene group,
  • alkylene group
  • acridine ring benzoquinoline ring, carbazole ring, phenazine ring, phenanthridine ring, phenanthroline ring, carboline ring, cyclazine ring, kindrin ring, tepenidine ring, quinindrin ring, triphenodithia Gin ring, triphenodioxazine ring, phenanthrazine ring, anthrazine ring, perimidine ring, diazacarbazole ring (representing any one of carbon atoms constituting carboline ring replaced by nitrogen atom), phenanthroline ring, dibenzofuran Ring, dibenzothiophene ring, naphthofuran ring, naphthothiophene ring Benzodifuran ring, benzodithiophene ring, naphthodifuran ring, naphthodithiophene ring, anthrafur
  • examples of the trivalent linking group represented by Y1 include ethanetriyl, propanetriyl, butanetriyl, pentanetriyl, hexanetriyl, heptanetriyl, and octanetriyl.
  • the tetravalent linking group represented by Y1 is a group in which one trivalent group is further added to the above trivalent group.
  • each of the divalent linking group, the trivalent linking group, and the tetravalent linking group described above may further have the substituent exemplified in the general formula (1).
  • Y1 preferably represents a group derived from a condensed aromatic heterocyclic ring formed by condensation of three or more rings, and the three or more rings.
  • a condensed aromatic heterocyclic ring formed by condensing a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring is preferable.
  • n1 is preferably 2 or more.
  • the compound represented by the general formula (4) has at least two condensed aromatic heterocycles in which three or more rings are condensed in the molecule.
  • Y1 represents an n1-valent linking group
  • Y1 is preferably non-conjugated in order to keep the triplet excitation energy of the compound represented by the general formula (4) high, and further, Tg (glass transition In view of improving the point, also referred to as glass transition temperature, it is preferably composed of an aromatic ring (aromatic hydrocarbon ring + aromatic heterocycle).
  • non-conjugated means that the linking group cannot be expressed by repeating a single bond (also referred to as a single bond) and a double bond, or the conjugate of aromatic rings constituting the linking group is sterically cleaved. Means.
  • Ar1 in the general formula (4) represents a group represented by the following general formula (A).
  • X represents —N (R) —, —O—, —S— or —Si (R) (R ′) —
  • E1 to E8 represent —C (R1) ⁇ or —N ⁇ .
  • R, R ′ and R1 each represent a hydrogen atom, a substituent or a linking site with Y1. * Represents a linking site with Y1.
  • Y2 represents a simple bond or a divalent linking group.
  • Y3 and Y4 each represents a group derived from a 5-membered or 6-membered aromatic ring, and at least one represents a group derived from an aromatic heterocycle containing a nitrogen atom as a ring constituent atom.
  • n2 represents an integer of 1 to 4.
  • the divalent linking group represented by Y2 has the same meaning as the divalent linking group represented by Y1 in the general formula (4).
  • the 5-membered or 6-membered aromatic ring used for forming a group derived from a 5-membered or 6-membered aromatic ring represented by Y3 and Y4, respectively is a benzene ring Oxazole ring, thiophene ring, furan ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, diazine ring, triazine ring, imidazole ring, isoxazole ring, pyrazole ring, triazole ring and the like.
  • At least one of the groups derived from a 5-membered or 6-membered aromatic ring represented by Y3 and Y4 represents a group derived from an aromatic heterocycle containing a nitrogen atom as a ring-constituting atom
  • the aromatic heterocycle containing a nitrogen atom as the ring constituent atom include an oxazole ring, a pyrrole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a diazine ring, a triazine ring, an imidazole ring, an isoxazole ring, a pyrazole ring, Examples include a triazole ring.
  • the group represented by Y3 is preferably a group derived from the above 6-membered aromatic ring, and more preferably a group derived from a benzene ring.
  • the group represented by Y4 is preferably a group derived from the 6-membered aromatic ring, more preferably an aromatic heterocycle containing a nitrogen atom as a ring constituent atom. And particularly preferably Y4 is a group derived from a pyridine ring.
  • a preferred embodiment of the group represented by the general formula (A) is represented by any one of the following general formulas (A-1), (A-2), (A-3), or (A-4). Groups.
  • X represents —N (R) —, —O—, —S— or —Si (R) (R ′) —
  • R, R 'and R1 each represent a hydrogen atom, a substituent or a linking site with Y1.
  • Y2 represents a simple bond or a divalent linking group.
  • E11 to E20 each represent —C (R2) ⁇ or —N ⁇ , and at least one represents —N ⁇ .
  • R2 represents a hydrogen atom, a substituent or a linking site. However, at least one of E11 and E12 represents —C (R2) ⁇ , and R2 represents a linking site.
  • n2 represents an integer of 1 to 4. * Represents a linking site with Y1 in the general formula (4).
  • X represents —N (R) —, —O—, —S— or —Si (R) (R ′) —
  • R, R 'and R1 each represent a hydrogen atom, a substituent or a linking site with Y1.
  • Y2 represents a simple bond or a divalent linking group.
  • R2 represents a hydrogen atom, a substituent or a linking site
  • R3 and R4 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • at least one of E21 or E22 represents —C (R2) ⁇
  • R2 represents a linking site
  • n2 represents an integer of 1 to 4. * Represents a linking site with Y1 in the general formula (4).
  • X represents —N (R) —, —O—, —S— or —Si (R) (R ′) —
  • R, R 'and R1 each represent a hydrogen atom, a substituent or a linking site with Y1.
  • Y2 represents a simple bond or a divalent linking group.
  • R2 represents a hydrogen atom, a substituent or a linking site
  • R3 and R4 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • at least one of E32 or E33 is represented by —C (R2) ⁇
  • R2 represents a linking site
  • n2 represents an integer of 1 to 4. * Represents a linking site with Y1 in the general formula (4).
  • X represents —N (R) —, —O—, —S— or —Si (R) (R ′) —
  • R, R 'and R1 each represent a hydrogen atom, a substituent or a linking site with Y1.
  • Y2 represents a simple bond or a divalent linking group.
  • E41 to E50 each represent —C (R2) ⁇ , —N ⁇ , —O—, —S— or —Si (R3) (R4) —, and at least one of them represents —N ⁇ .
  • R2 represents a hydrogen atom, a substituent or a linking site
  • R3 and R4 represent a hydrogen atom or a substituent.
  • n2 represents an integer of 1 to 4. * Represents a linking site with Y1 in the general formula (4).
  • the divalent linking group represented by Y2 is the divalent group represented by Y1 in the general formula (4). It is synonymous with the linking group.
  • Y5 represents a divalent linking group composed of an arylene group, a heteroarylene group, or a combination thereof.
  • E51 to E66 each represent —C (R3) ⁇ or —N ⁇ , and R3 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • Y6 to Y9 each represents a group derived from an aromatic hydrocarbon ring or a group derived from an aromatic heterocycle, and at least one of Y6 or Y7 and at least one of Y8 or Y9 is an aromatic group containing an N atom.
  • n3 and n4 represent an integer of 0 to 4, and n3 + n4 is an integer of 2 or more.
  • Examples of the arylene group represented by Y5 in the general formula (5) include an o-phenylene group, a p-phenylene group, a naphthalenediyl group, an anthracenediyl group, a naphthacenediyl group, a pyrenediyl group, a naphthylnaphthalenediyl group, and a biphenyldiyl group.
  • terphenyldiyl group terphenyldiyl group
  • quaterphenyldiyl group examples include kinkphenyldiyl group, sexiphenyldiyl group, septiphenyldiyl group, octiphenyldiyl group, nobiphenyldiyl group, and deciphenyldiyl group.
  • Examples of the heteroarylene group represented by Y5 in the general formula (5) include a carbazole ring, a carboline ring, a diazacarbazole ring (also referred to as a monoazacarboline ring, and one of the carbon atoms constituting the carboline ring is a nitrogen atom) Derived from the group consisting of triazole ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyrazine ring, quinoxaline ring, thiophene ring, oxadiazole ring, dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, and indole ring. Examples include divalent groups.
  • the divalent linking group consisting of an arylene group, a heteroarylene group or a combination thereof represented by Y5
  • a condensed aromatic heterocycle formed by condensation of three or more rings.
  • a group derived from a condensed aromatic heterocyclic ring formed by condensing three or more rings is preferably included, and a group derived from a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring is preferable.
  • Y5 a condensed aromatic heterocycle formed by condensation of three or more rings.
  • a group derived from a condensed aromatic heterocyclic ring formed by condensing three or more rings is preferably included, and a group derived from a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring is preferable.
  • Y6 to Y9 are each an aromatic hydrocarbon ring used for forming a group derived from an aromatic hydrocarbon ring, such as a benzene ring, a biphenyl ring, a naphthalene ring, an azulene ring, an anthracene ring.
  • aromatic hydrocarbon ring may have the substituent exemplified in the general formula (1).
  • Y6 to Y9 are each an aromatic heterocycle used for forming a group derived from an aromatic heterocycle, for example, a furan ring, a thiophene ring, an oxazole ring, a pyrrole ring, or a pyridine ring.
  • aromatic hydrocarbon ring may have the substituent exemplified in the general formula (1).
  • an aromatic heterocycle containing an N atom used for forming a group derived from an aromatic heterocycle containing an N atom represented by at least one of Y6 or Y7 and at least one of Y8 or Y9.
  • the ring include oxazole ring, pyrrole ring, pyridine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, triazine ring, benzimidazole ring, oxadiazole ring, triazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, thiazole ring, indole ring.
  • Indazole ring Indazole ring, benzimidazole ring, benzothiazole ring, benzoxazole ring, quinoxaline ring, quinazoline ring, cinnoline ring, quinoline ring, isoquinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, carbazole ring, carboline ring, diazacarbazole ring (carboline ring) Composing carbon Shown) such as ring can be mentioned one child is further substituted with a nitrogen atom.
  • the groups represented by Y7 and Y9 each represent a group derived from a pyridine ring.
  • the groups represented by Y6 and Y8 each preferably represent a group derived from a benzene ring.
  • Y21 represents a divalent linking group composed of an arylene group, a heteroarylene group, or a combination thereof.
  • E201 to E216 and E221 to E238 each represent —C (R21) ⁇ or —N ⁇ , and R21 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R21 represents a hydrogen atom or a substituent.
  • k21 and k22 represent an integer of 0 to 4, and k21 + k22 is an integer of 2 or more.
  • Y21 in the general formula (6) is synonymous with Y5 in the general formula (5).
  • E221 to E224 and E230 to E233 are each represented by —C (R21) ⁇ .
  • E203 is represented by —C (R21) ⁇ and R21 represents a linking site
  • E211 is simultaneously represented by —C (R21) ⁇
  • R21 preferably represents a linking site.
  • 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. For example, it is described in JP-A Nos. 11-204258 and 11-204359, and “Organic EL elements and the forefront of industrialization (published by NTT Corporation on November 30, 1998)” on page 237. There is a hole blocking (hole blocking) layer.
  • the hole blocking layer has a function of the electron transport layer 32d in a broad sense.
  • the hole blocking layer is made of a hole blocking material that has a function of transporting electrons but has a very small ability to transport holes, and recombines electrons and holes by blocking holes while transporting electrons. Probability can be improved.
  • the structure of the electron carrying layer 32d mentioned later can be used as a hole-blocking layer as needed.
  • the hole blocking layer is preferably provided adjacent to the light emitting layer 32c.
  • the electron blocking layer has the function of the hole transport layer 32b in a broad sense.
  • the electron blocking layer is made of a material that has a function of transporting holes but has a very small ability to transport electrons, and improves the probability of recombination of electrons and holes by blocking electrons while transporting holes. be able to.
  • the structure of the positive hole transport layer 32b mentioned later can be used as an electron blocking layer as needed.
  • the thickness of the blocking layer is preferably 3 to 100 nm, and more preferably 5 to 30 nm.
  • the auxiliary electrode is provided for the purpose of reducing the resistance of the transparent electrode 20, and is provided in contact with the conductive layer 13 of the transparent electrode 20.
  • the material for forming the auxiliary electrode is preferably a metal having low resistance such as gold, platinum, silver, copper, or aluminum. Since these metals have low light transmittance, a pattern is formed in a range not affected by extraction of the emitted light h from the light extraction surface. Examples of a method for forming such an auxiliary electrode include a vapor deposition method, a sputtering method, a printing method, an ink jet method, and an aerosol jet method.
  • the line width of the auxiliary electrode is preferably 50 ⁇ m or less from the viewpoint of the aperture ratio for extracting light, and the thickness of the auxiliary electrode is preferably 1 ⁇ m or more from the viewpoint of conductivity.
  • the sealing material covers the organic electroluminescent element 30, is a plate-shaped (film-shaped) sealing member, and may be fixed to the transparent substrate 31 side by an adhesive, and is a sealing layer. May be.
  • This sealing material is provided so as to cover at least the light emitting functional layer 32 in a state where the terminal portions of the transparent electrode 20 and the counter electrode 33 in the organic electroluminescent element 30 are exposed.
  • an electrode may be provided on the sealing material so that the transparent electrode 20 of the organic electroluminescent element 30 and the terminal portions of the counter electrode 33 are electrically connected to this electrode.
  • the plate-like (film-like) sealing material examples include a glass substrate and a polymer substrate, and these substrate materials may be used in the form of a thinner film.
  • the glass substrate include soda-lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer substrate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, and polysulfone.
  • a polymer substrate in the form of a thin film can be preferably used as a sealing material.
  • the polymer substrate in the form of a film has an oxygen permeability measured by a method according to JIS-K-7126-1987 of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 ml / (m 2 ⁇ 24 h ⁇ atm) or less, and JIS-K.
  • the water vapor permeability (25 ⁇ 0.5 ° C., relative humidity (90 ⁇ 2)% RH) measured by a method according to ⁇ 7129-1992 is 1 ⁇ 10 ⁇ 3 g / (m 2 ⁇ 24 h) or less It is preferable that
  • the above substrate material may be processed into a concave plate shape and used as a sealing material.
  • the above-described substrate member is subjected to processing such as sand blasting or chemical etching to form a concave shape.
  • the present invention is not limited to this, and a metal material may be used.
  • the metal material include one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, iron, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicon, germanium, and tantalum.
  • the adhesive for fixing such a plate-shaped sealing material to the transparent substrate 31 side is for sealing the organic electroluminescent element 30 sandwiched between the sealing material and the transparent substrate 31.
  • used as a sealant used as a sealant.
  • Specific examples of such an adhesive include photocuring and thermosetting adhesives having a reactive vinyl group of acrylic acid oligomers and methacrylic acid oligomers, and moisture curing types such as 2-cyanoacrylates. Mention may be made of adhesives.
  • examples of such an adhesive include epoxy-based heat and chemical curing types (two-component mixing).
  • hot-melt type polyamide, polyester, and polyolefin can be mentioned.
  • a cationic curing type ultraviolet curing epoxy resin adhesive can be mentioned.
  • the organic material which comprises the organic electroluminescent element 30 may deteriorate with heat processing. For this reason, it is preferable to use an adhesive that can be adhesively cured from room temperature to 80 ° C. Further, a desiccant may be dispersed in the adhesive.
  • Application of the adhesive to the bonding portion between the sealing material and the transparent substrate 31 may be performed using a commercially available dispenser or may be printed like screen printing.
  • this gap when a gap is formed between the plate-shaped sealing material, the transparent substrate 31, and the adhesive, this gap has an inert gas such as nitrogen or argon or fluorinated carbonization in the gas phase and the liquid phase. It is preferable to inject an inert liquid such as hydrogen or silicon oil. A vacuum is also possible. Moreover, a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
  • an inert gas such as nitrogen or argon or fluorinated carbonization in the gas phase and the liquid phase. It is preferable to inject an inert liquid such as hydrogen or silicon oil. A vacuum is also possible.
  • a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
  • hygroscopic compound examples include metal oxides (for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide) and sulfates (for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate).
  • metal oxides for example, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide
  • sulfates for example, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate.
  • metal halides eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.
  • perchloric acids eg perchloric acid Barium, magnesium perchlorate, and the like
  • anhydrous salts are preferably used in sulfates, metal halides, and perchloric acids.
  • the light emitting functional layer 32 in the organic electroluminescent element 30 is completely covered and the terminal portions of the transparent electrode 20 and the counter electrode 33 in the organic electroluminescent element 30 are exposed.
  • a sealing layer is provided on the transparent substrate 31.
  • Such a sealing layer is composed of an inorganic material or an organic material.
  • it is made of a material having a function of suppressing entry of a substance that causes deterioration of the light emitting functional layer 32 in the organic electroluminescent element 30 such as moisture and oxygen.
  • a material for example, an inorganic material such as silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or silicon oxycarbide is used.
  • a layered structure may be formed using a layer made of these inorganic materials or a layer made of organic materials.
  • a preservative that prevents corrosion of the conductive layer may be added to the sealing layer.
  • the method for forming these layers is not particularly limited.
  • vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma A combination method, a plasma CVD method, a laser CVD method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be used.
  • a protective layer or a protective plate may be provided between the transparent substrate 31 and the organic electroluminescent element EL and the sealing material.
  • This protective layer or protective plate is for mechanically protecting the organic electroluminescent element EL, and particularly when the sealing material is a sealing layer, mechanical protection for the organic electroluminescent element EL is prevented. Since it is not sufficient, it is preferable to provide such a protective layer or protective plate.
  • a glass plate, a polymer plate, a thinner polymer film, a metal plate, a thinner metal film, a polymer material film or a metal material film is applied.
  • a polymer film because it is lightweight and thin.
  • the high refractive index layer 24 is formed on the transparent substrate 31 to a thickness of about 30 nm.
  • the AgAl layer 12 is formed to a thickness of 0.5 nm to 5 nm.
  • the conductive layer 13 made of silver (or an alloy containing silver as a main component) is formed so that the total thickness with the AgAl layer 12 is 3 nm to 15 nm, and the transparent electrode 20 on the anode side is formed on the transparent substrate 31.
  • These high refractive index layer 24, AgAl layer and conductive layer 13 can be formed by spin coating, casting, ink jet, vapor deposition, sputtering, printing, etc.
  • the vacuum deposition method is particularly preferable from the viewpoint that pinholes are hardly generated.
  • an auxiliary electrode pattern is formed as necessary.
  • a hole injection layer 32a, a hole transport layer 32b, a light emitting layer 32c, an electron transport layer 32d, and an electron injection layer 32e are formed thereon in this order to form the light emitting functional layer 32.
  • the formation of each of these layers includes a spin coating method, a casting method, an ink jet method, a vapor deposition method, a sputtering method, a printing method, etc., but it is easy to obtain a homogeneous layer, and pinholes are difficult to generate. Vacuum deposition or spin coating is particularly preferred. Further, different formation methods may be applied for each layer.
  • the vapor deposition conditions vary depending on the type of compound used, but generally the boat heating temperature storing the compound is 50 ° C. to 450 ° C., and the degree of vacuum is 10 ⁇ 6 Pa to 10 ⁇ . It is desirable to select each condition as appropriate within a range of 2 Pa, a deposition rate of 0.01 nm / second to 50 nm / second, a substrate temperature of ⁇ 50 ° C. to 300 ° C., and a thickness of 0.1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the counter electrode 33 to be the cathode is formed by an appropriate forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method.
  • a pattern is formed in a shape in which terminal portions are drawn from the upper side of the light emitting functional layer 32 to the periphery of the transparent substrate 31 while maintaining the insulating state with respect to the transparent electrode 20 by the light emitting functional layer 32.
  • the organic electroluminescent element 30 is obtained. Thereafter, a sealing material that covers at least the light emitting functional layer 32 is provided in a state where the terminal portions of the transparent electrode 20 and the counter electrode 33 in the organic electroluminescent element 30 are exposed. At this time, the sealing material is bonded to the transparent substrate 31 side using an adhesive, and the organic electroluminescent element 30 is sealed between the sealing material and the transparent substrate 31.
  • a desired organic electroluminescent element 30 is obtained on the transparent substrate 31.
  • the light emitting functional layer 32 is consistently produced from the counter electrode 33 by one evacuation.
  • the transparent substrate 31 is taken out from the vacuum atmosphere in the middle, and is different. A forming method may be applied. At that time, it is necessary to consider that the work is performed in a dry inert gas atmosphere.
  • the conductive layer 13 serving as an anode has a positive polarity
  • the counter electrode 33 serving as a cathode has a negative polarity
  • the voltage is 2 V or more and 40 V.
  • Luminescence can be observed when the following is applied.
  • An alternating voltage may be applied.
  • the alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
  • the organic electroluminescent element 30 described above uses the transparent electrode 20 having both conductivity and light transmittance of the second embodiment described above as an anode, and a light emitting functional layer 32 and a counter electrode 33 serving as a cathode on the upper portion. Are provided in this order. For this reason, a sufficient voltage is applied between the transparent electrode 20 and the counter electrode 33 to realize high-intensity light emission in the organic electroluminescent element 30, and the extraction efficiency of the emitted light h from the transparent electrode 20 side is improved. By doing so, it is possible to increase the brightness. Further, it is possible to improve the light emission life by reducing the drive voltage for obtaining a predetermined luminance.
  • FIG. 4 is a cross-sectional configuration diagram of the organic electroluminescent element of this embodiment. The configuration of the organic electroluminescent element will be described below based on this figure.
  • the organic electroluminescent element 40 shown in FIG. 4 is provided on a substrate 41, and a counter electrode 42 serving as an anode, a light emitting functional layer 32, and a transparent electrode 20 serving as a cathode are stacked in this order from the substrate 41 side. .
  • the transparent electrode 20 of the second embodiment described above is used as the transparent electrode 20.
  • the organic electroluminescent element 40 is configured as a top emission type in which the emitted light h is extracted from the transparent electrode 20 side opposite to the substrate 41.
  • the organic electroluminescent element 40 shown in FIG. 4 is different from the organic electroluminescent element 30 of the third embodiment shown in FIG. 3 described above in that a counter electrode 42 is provided on a substrate 41 and a light emitting functional layer is formed thereon. 32 and the transparent electrode 20 are laminated in this order.
  • a counter electrode 42 is provided on a substrate 41 and a light emitting functional layer is formed thereon. 32 and the transparent electrode 20 are laminated in this order.
  • the detailed description which overlaps about the component similar to the organic electroluminescent element of the above-mentioned Embodiment is abbreviate
  • the transparent electrode 20 is the transparent electrode 20 of the second embodiment described above, and has a configuration in which the conductive layer 13, the AgAl layer 12, and the high refractive index layer 24 are formed in this order from the light emitting functional layer 32 side.
  • the conductive layer 13 constituting the transparent electrode 20 is a substantial cathode.
  • the overall layer structure of the organic electroluminescence device 40 is not limited, and may be a general layer structure, as in the organic electroluminescence device of the third embodiment.
  • a hole injection layer 32a / a hole transport layer 32b / a light emitting layer 32c / an electron transport layer 32d / an electron injection layer 32e are stacked in this order on the counter electrode 42 functioning as an anode.
  • a configuration in which a transparent electrode 20 serving as a cathode is laminated on the upper portion is exemplified.
  • the electron transport layer 32d also serves as the electron injection layer 32e, and may be provided as an electron transport layer 32d having electron injection properties.
  • the layer serving as the base of the conductive layer 13 constituting the transparent electrode 20, here the electron injection layer 32e is an organic material among the materials described in the organic electroluminescence device of the third embodiment. Constructed using materials. Preferably, a nitrogen-containing compound is used.
  • the layer serving as the base of the conductive layer 13 is an electron transport layer or an electron injection layer that also serves as an electron transport property
  • the material of the electron transport layer 32d in the organic electroluminescence device of the third embodiment is used as a nitrogen-containing compound.
  • the compounds represented by the general formulas (4) to (6) described above and the compounds 1 to 118 shown as specific examples thereof are preferably used.
  • the light emitting functional layer 32 employs various configurations as necessary, as described in the organic electroluminescent element of the third embodiment, and illustration thereof is omitted here.
  • a hole blocking layer or an electron blocking layer may be provided. In the configuration as described above, only the portion where the light emitting functional layer 32 is sandwiched between the transparent electrode 20 and the counter electrode 42 becomes a light emitting region in the organic electroluminescent device 40. It is the same.
  • an auxiliary electrode may be provided in contact with the conductive layer 13 of the transparent electrode 20. It is the same as that of the organic electroluminescent element.
  • the counter electrode 42 provided as an anode below the light emitting functional layer 32 is made of a metal, an alloy, an organic or inorganic conductive compound, and a mixture thereof.
  • metals such as gold (Au), oxide semiconductors such as copper iodide (CuI), ITO, ZnO, TiO 2 , and SnO 2 .
  • the counter electrode 42 as described above can be produced by forming a thin film of these conductive materials by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the sheet resistance as the counter electrode 42 is several hundred ⁇ / sq. The following is preferable, and the thickness is usually selected in the range of 5 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 nm to 200 nm.
  • the sealing material for sealing the top emission type organic electroluminescent element 40 is a transparent sealing material having light transmittance so that the emitted light h can be taken out.
  • a transparent sealing material can use the material which has a light transmittance among the materials used with the organic electroluminescent element of previous 3rd Embodiment.
  • the organic electroluminescent element 40 described above uses the transparent electrode 20 having both conductivity and light transmittance of the second embodiment described above as a cathode, and the light emitting functional layer 32 on the conductive layer 13 side of the transparent electrode 20.
  • the counter electrode 42 serving as an anode is provided in this order. Therefore, similarly to the organic electroluminescent element of the third embodiment, a sufficient voltage is applied between the transparent electrode 20 and the counter electrode 42 to realize high-luminance light emission in the organic electroluminescent element 40, while being transparent. It is possible to increase the luminance by improving the extraction efficiency of the emitted light h from the electrode 20 side. Further, it is possible to improve the light emission life by reducing the drive voltage for obtaining a predetermined luminance.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional configuration diagram of the organic electroluminescent element of the present embodiment. The configuration of the organic electroluminescent element will be described below based on this figure.
  • the organic electroluminescent element 50 shown in FIG. 5 is provided on the transparent substrate 31, and the transparent electrode 20A serving as an anode, the light emitting functional layer 32, and the transparent electrode 20B serving as a cathode are sequentially formed from the transparent substrate 31 side. They are stacked in order.
  • the transparent electrodes 20A and B are the transparent electrodes 20 of the above-described second embodiment, and in order to distinguish each, the anode side configuration is denoted by A and the cathode side configuration is denoted by B.
  • the organic electroluminescent element 50 is configured as a double-sided light emitting type in which the emitted light h is extracted from both the transparent substrate 31 side and the transparent sealing material side opposite to the transparent substrate 31 side.
  • the configuration different from the organic electroluminescent element 30 of the third embodiment shown in FIG. 3 described above uses a transparent sealing material as a sealing material, and two transparent electrodes 20.
  • the light emitting functional layer 32 is sandwiched between them.
  • the overall layer structure of the organic electroluminescent element 50 is not limited, and may be a general layer structure, as in the organic electroluminescent element of the third embodiment.
  • a configuration in which a hole injection layer 32a / hole transport layer 32b / light emitting layer 32c / electron transport layer 32d / electron injection layer 32e are provided in this order on the transparent electrode 20A serving as an anode is illustrated.
  • a configuration in which a transparent electrode 20B serving as a cathode is laminated on the upper portion is exemplified.
  • the transparent electrode 20A provided on the transparent substrate 31 side is provided in the order of the high refractive index layer 24A, the AgAl layer 12A, and the conductive layer 13A from the transparent substrate 31 side.
  • the transparent electrode 20B provided on the light emitting functional layer 32 is provided in the order of the conductive layer 13B, the AgAl layer 12B, and the high refractive index layer 24B from the light emitting functional layer 32 side.
  • the light emitting functional layer 32 is sandwiched between the conductive layer 13A substantially functioning as an anode and the conductive layer 13B substantially functioning as a cathode.
  • the light emitting functional layer 32 has various configurations as necessary, as described in the organic electroluminescent element of the third embodiment, and a hole blocking layer or an electron blocking layer not shown here. May be provided. In the configuration as described above, only the portion sandwiched between the two transparent electrodes 20A and 20B becomes a light emitting region in the organic electroluminescent device 50, similarly to the organic electroluminescent device of the third embodiment.
  • the layer serving as the base of the conductive layer 13B constituting the transparent electrode 20B provided on the light emitting functional layer 32, here the electron injection layer 32e is the organic electroluminescent element of the third embodiment.
  • the organic material is used.
  • a nitrogen-containing compound is used.
  • the nitrogen-containing compound include the compounds represented by the general formulas (4) to (6) described as the material for the electron transport layer 32d in the organic electroluminescence device of the third embodiment, and the compounds 1 to 118 shown as specific examples thereof. Preferably used.
  • an auxiliary electrode may be provided in contact with the conductive layer 13 of the two transparent electrodes 20A and B. It is the same as that of the organic electroluminescent element of 3rd Embodiment.
  • this organic electroluminescent element 50 is a double-sided light emitting type, it is sealed with a transparent sealing material having light transmittance.
  • the organic electroluminescent element 50 described above has a configuration in which the transparent electrode 20 having both conductivity and light transmittance of the above-described second embodiment is used as an anode and a cathode, and the light emitting functional layer 32 is sandwiched therebetween. For this reason, similarly to the organic electroluminescent element of the third embodiment, a sufficient voltage is applied between the two transparent electrodes 20 to realize high-luminance light emission in the organic electroluminescent element 50, and the two transparent electrodes 20. It is possible to increase the luminance by improving the extraction efficiency of the emitted light h from the side. Further, it is possible to improve the light emission life by reducing the drive voltage for obtaining a predetermined luminance.
  • the sixth embodiment includes a cathode (transparent electrode 20), a light emitting functional layer 32, and an anode (counter electrode 42) in order from the transparent substrate 31 side in the organic electroluminescent element of the third embodiment described above.
  • a bottom emission type organic electroluminescence device which is provided and reversely stacked will be described.
  • FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram of the organic electroluminescent element of this embodiment. The configuration of the organic electroluminescent element will be described below based on this figure.
  • the organic electroluminescent element 60 shown in FIG. 6 is provided on the transparent substrate 31, and the transparent electrode 20 serving as a cathode, the light emitting functional layer 32, and the counter electrode 33 serving as an anode are arranged in this order from the transparent substrate 31 side. Are stacked.
  • the transparent electrode 20 is characterized in that the transparent electrode 20 of the present invention described above is used.
  • the organic electroluminescent element 60 is configured as a bottom emission type in which the emitted light h is extracted from at least the transparent substrate 31 side.
  • the overall layer structure of the organic electroluminescent device 60 is not limited, but may be a general layer structure, as in the organic electroluminescent device of the third embodiment.
  • an electron injection layer 32e / electron transport layer 32d / light emitting layer 32c / hole transport layer 32b / hole injection layer 32a are provided in this order on the transparent electrode 20 serving as a cathode.
  • a configuration is illustrated, and a configuration in which a counter electrode 33 serving as an anode is stacked on the upper portion is illustrated.
  • the light emitting functional layer 32 has various configurations as necessary, as described in the organic electroluminescent element of the third embodiment, and a hole blocking layer or an electron blocking layer not shown here. May be provided. In the above configuration, only the portion sandwiched between the transparent electrode 20 and the counter electrode 33 becomes a light emitting region in the organic electroluminescent device 60, as in the organic electroluminescent device of the third embodiment.
  • an auxiliary electrode may be provided in contact with the conductive layer 13 of the transparent electrode 20. This is the same as the organic electroluminescent element.
  • the counter electrode 33 provided as the anode above the light emitting functional layer 32 is made of the same metal, alloy, organic or inorganic conductive compound as the anode of the organic electroluminescence device of the third embodiment, and a mixture thereof. It is done.
  • the organic electroluminescent element 60 described above uses the transparent electrode 20 having both conductivity and light transmittance of the second embodiment described above as a cathode, and a light emitting functional layer 32 and a counter electrode 33 serving as an anode are formed thereon. Are provided in this order. Therefore, similarly to the organic electroluminescent element of the third embodiment, a sufficient voltage is applied between the transparent electrode 20 and the counter electrode 33 to realize high-luminance light emission in the organic electroluminescent element 60 while being transparent. It is possible to increase the luminance by improving the extraction efficiency of the emitted light h from the electrode 20 side. Further, it is possible to improve the light emission life by reducing the drive voltage for obtaining a predetermined luminance.
  • the organic electroluminescent element of each embodiment mentioned above is a surface light emitter as mentioned above, it can be used as various light emission sources.
  • lighting devices such as home lighting and interior lighting, backlights for clocks and liquid crystals, lighting for billboard advertisements, light sources for traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copying machines, light sources for optical communication processors, Examples include, but are not limited to, a light source of an optical sensor, and can be effectively used as a backlight of a liquid crystal display device combined with a color filter and a light source for illumination.
  • the organic electroluminescence device of each embodiment may be used as a kind of lamp for illumination or exposure light source, or a projection device for projecting an image, or directly viewing a still image or a moving image. It may be used as a type of display device (display).
  • display display
  • the light emitting surface may be enlarged by so-called tiling, in which light emitting panels provided with organic electroluminescent elements are joined together in a plane.
  • the drive method when used as a display device for moving image reproduction may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
  • a color or full-color display device can be produced by using two or more organic electroluminescent elements of the present invention having different emission colors.
  • Lighting device> [Lighting device-1]
  • a seventh embodiment of the present invention will be described. 7th Embodiment demonstrates the illuminating device using the organic electroluminescent element of each above-mentioned embodiment as an example of an electronic device.
  • the organic electroluminescent element used in the illumination device of the present embodiment may be designed such that each organic electroluminescent element configured as described above has a resonator structure.
  • Examples of the purpose of use of the organic electroluminescence device configured as a resonator structure include, but are not limited to, a light source of an optical storage medium, a light source of an electrophotographic copying machine, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, and the like. Not. Moreover, you may use for the said use by making a laser oscillation.
  • the material used for the organic electroluminescent element can be applied to an organic electroluminescent element that emits substantially white light (also referred to as a white organic electroluminescent element).
  • a plurality of light emitting materials can simultaneously emit a plurality of light emission colors to obtain white light emission by color mixing.
  • three emission maximum wavelengths of three primary colors of red, green, and blue may be included, or two emission using a complementary color relationship such as blue and yellow, blue green and orange, etc.
  • a maximum wavelength may be included.
  • a combination of light emitting materials for obtaining a plurality of emission colors includes a combination of a plurality of phosphorescent or fluorescent materials, a light emitting material that emits fluorescent or phosphorescent light, and light from the light emitting material as excitation light.
  • a combination with a dye material that emits light may also be used.
  • a plurality of light emitting dopants may be combined and mixed.
  • Such a white organic electroluminescent element is different from a configuration in which organic electroluminescent elements emitting each color are individually arranged in parallel to obtain white light emission, and the organic electroluminescent element itself emits white light. For this reason, a mask is not required for the formation of most layers constituting the element, and for example, a conductive layer can be formed on one surface by vapor deposition, casting, spin coating, ink jet, printing, etc., and productivity is improved. .
  • a luminescent material used for the light emitting layer of such a white organic electroluminescent element For example, if it is a backlight in a liquid crystal display element, it will match the wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristic.
  • the metal complex described in the embodiment of the organic electroluminescent device described above or any material selected from known light-emitting materials may be selected and combined to be whitened.
  • the white organic electroluminescent element described above it is possible to produce a lighting device that emits substantially white light.
  • the lighting device can increase the area of the light emitting surface by using, for example, a plurality of organic electroluminescent elements.
  • the light emitting surface is enlarged by arranging a plurality of light emitting panels provided with organic electroluminescent elements on a transparent substrate on the support substrate (that is, tiling).
  • the support substrate may also serve as a sealing material, and each light-emitting panel is tiled in a state where the organic electroluminescent element is sandwiched between the support substrate and the transparent substrate of the light-emitting panel.
  • An adhesive may be filled between the support substrate and the transparent substrate, thereby sealing the organic electroluminescent element. Note that the terminals of the transparent electrode and the counter electrode are exposed around the light emitting panel.
  • the center of each light emitting panel is a light emitting region, and a non-light emitting region is generated between the light emitting panels.
  • a light extraction member for increasing the amount of light extracted from the non-light-emitting area may be provided in the non-light-emitting area of the light extraction surface.
  • a light collecting sheet or a light diffusion sheet can be used as the light extraction member.
  • a transparent alkali-free glass substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus and attached to a vacuum tank of the vacuum deposition apparatus. Moreover, silver (Ag) was put into the resistance heating boat made from tungsten, and it attached in the said vacuum chamber. Next, after depressurizing the vacuum chamber to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, the resistance heating boat was energized and heated, and each of the conductive layers made of silver was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second. Formed in thickness. Sample 101 was formed with a thickness of 6 nm, sample 102 was formed with a thickness of 8 nm, and sample 103 was formed with a thickness of 15 nm.
  • a high refractive index layer made of titanium dioxide (TiO 2 ) is formed on a glass substrate with a thickness of 30 nm, and a conductive layer made of silver is shown in Table 1 below. The thickness was formed.
  • a transparent alkali-free glass base material is fixed to a base material holder of an electron beam vapor deposition apparatus, titanium oxide (TiO 2 ) is placed in a heating boat, and these substrate holder and the heating boat are connected to the electron beam vapor deposition apparatus. Attached to a vacuum chamber. Moreover, silver (Ag) was put into the resistance heating boat made from tungsten, and it attached to the vacuum chamber of the vacuum evaporation system.
  • the vacuum chamber of the electron beam evaporation apparatus was depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and then heated by irradiating the heating boat containing titanium dioxide (TiO 2 ) with an electron beam, and the deposition rate was 0.1 nm / second.
  • a high refractive index layer made of titanium dioxide having a thickness of 30 nm was provided on the substrate at a rate of 0.2 nm / second.
  • the base material formed up to the high refractive index layer was transferred to a vacuum chamber of a vacuum deposition apparatus, and the vacuum chamber was depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and then heated by energizing a resistance heating boat containing silver. .
  • conductive layers made of silver were formed at respective thicknesses at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second.
  • the sample 104 was formed with a thickness of 6 nm
  • the sample 105 was formed with a thickness of 8 nm
  • the sample 106 was formed with a thickness of 15 nm.
  • an AgAl layer (Al content: 70 atm%) was formed on a glass substrate with a thickness of 5 nm, and a conductive layer made of silver was formed thereon with a thickness of 10 nm.
  • a transparent non-alkali glass base material was fixed to a base material holder of a commercially available vacuum deposition apparatus and attached to the first vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus.
  • AgAl Al content rate 70atm% was put into the resistance heating boat made from tungsten, and it attached to the said 1st vacuum chamber.
  • silver (Ag) was put into the resistance heating boat made from tungsten, and it attached to the 2nd vacuum chamber of the vacuum evaporation system.
  • the first vacuum chamber of the vacuum evaporation apparatus was depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and then a resistance heating boat containing AgAl was energized and heated.
  • a resistance heating boat containing AgAl was energized and heated.
  • an AgAl layer having a thickness of 5 nm was formed on the high refractive index layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second.
  • the base material formed up to the AgAl layer was transferred to the second vacuum tank, and after the pressure in the second vacuum tank was reduced to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, the resistance heating boat containing silver was energized and heated. As a result, a conductive layer made of silver having a thickness of 10 nm was formed at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second.
  • Each transparent electrode of Sample 108 was obtained in the same procedure as Sample 107, except that the thickness of the conductive layer was 3 nm.
  • a transparent electrode of Sample 126 was obtained in the same procedure as Sample 125 except that polyethylene terephthalate (PET) was used as the substrate.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a high refractive index layer made of titanium dioxide (TiO 2 ) is formed on a glass substrate with a thickness of 30 nm, and an AgAl layer (Al content of 10 atm%) is formed on this upper portion with a thickness of 5 nm.
  • a conductive layer made of silver was formed to a thickness of 3 nm.
  • a transparent non-alkali glass base material is fixed to a base material holder of a commercially available electron beam evaporation apparatus, titanium dioxide (TiO 2 ) is placed in a heating boat, and these substrate holder and heating boat are electron beam evaporation. Attached to the vacuum chamber of the apparatus.
  • AgAl Al content of 10 atm% was put in a resistance heating boat made of tungsten, and attached to the first vacuum chamber of the vacuum evaporation apparatus.
  • silver (Ag) was put into the resistance heating boat made from tungsten, and it attached to the 2nd vacuum chamber of the vacuum evaporation system.
  • the vacuum chamber of the electron beam vapor deposition apparatus is depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and then heated by irradiating an electron beam onto a heating boat containing titanium dioxide, so that the vapor deposition rate is 0.1 nm / second to 0.2 nm.
  • a high refractive index layer made of titanium dioxide having a thickness of 30 nm was provided on the substrate at a rate of / sec.
  • the base material formed up to the high refractive index layer was transferred to the first vacuum chamber of the vacuum deposition apparatus while being vacuumed, and the first vacuum chamber was depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and then the resistance heating boat containing AgAl Was energized and heated.
  • an AgAl layer having a thickness of 5 nm was formed on the high refractive index layer at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second.
  • the base material formed up to the aluminum-containing layer was transferred to the second vacuum chamber, and after the pressure in the second vacuum chamber was reduced to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, the resistance heating boat containing silver was energized and heated.
  • a conductive layer made of silver having a thickness of 3 nm was formed at a deposition rate of 0.1 nm / second to 0.2 nm / second.
  • Transparent electrodes of Samples 128 to 130 were obtained in the same procedure as Sample 127, except that the AgAl layer was changed to the Al contents shown in Table 1 (5 atm%, 1 atm%, 0.5 atm%), respectively.
  • Each transparent electrode of Sample 135 was obtained in the same procedure as Sample 134 except that the material used for the high refractive index layer was niobium oxide (Nb 2 O 5 ).
  • Each transparent electrode of Sample 136 was obtained in the same procedure as Sample 134 except that the material used for the high refractive index layer was tantalum oxide (Ta 2 O 5 ).
  • Each transparent electrode of Sample 137 was obtained in the same procedure as Sample 134, except that the material used for the high refractive index layer was cerium oxide (CeO).
  • Each transparent electrode of Sample 138 was obtained in the same procedure as Sample 125, except that the material used for the conductive layer was AgAu (Au content: 5 atm%).
  • the preservability is lowered in the sample 107, the sample 108, the sample 114, and the sample 120 in which the Al content is as high as 70 atm%. This is because the shape change of the AgAl layer due to the oxidation of Al occurred because the Al content in the AgAl layer was large. It is considered that the visibility of the transparent electrode was lowered due to the progress of oxidation of Al during high-temperature storage, further crystal growth or aggregation of aluminum oxide, and the deterioration of the uniformity of the AgAl layer.
  • the transmittance of the sample 107 is lower than that of the sample 108, the sample 114, and the sample 120 having the same Al content. This is because the total thickness of the AgAl layer and the conductive layer of the sample 107 is 15 nm, which is larger than the other samples, and thus the transmittance is reduced. This is the same reason as the sample 103 and the sample 106, and it means that the total thickness of the AgAl layer and the conductive layer affects the transmittance of the transparent electrode. From this result, it can be seen that the smaller the total thickness of the AgAl layer and the conductive layer, the higher the transmittance of the transparent electrode.
  • the Al content in the AgAl layer is transparent even if it is less than 0.5 atm%. It is considered that the characteristics of the electrode can be improved. For this reason, it is preferable that the Al content is small as long as the film uniformity of the conductive layer mainly composed of Ag formed on the AgAl layer can be maintained.
  • a resin film can be used as the base material of the transparent electrode as in the case of glass.
  • Samples 127 to 130 and Samples 131 to 134 in which TiO 2 was formed as a high refractive index layer Samples 110 to 113 formed under the same conditions except that the high refractive index layer was not formed, and Compared with the samples 122 to 125, although the sheet resistance is hardly changed, the transmittance is improved. Samples 135 to 137 using Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , or CeO as the high refractive index layer have the same transmittance as that of the sample 125. From this result, it can be seen that the transmittance of the transparent electrode is improved by having the high refractive index layer.
  • the sample 138 uses AgAu instead of Ag as the conductive layer. Also in this sample 138, the transmittance, sheet resistance, and storability of the transparent electrode show the same results as other samples in which the conductive layer is formed of Ag alone. For this reason, it can be seen from the results of the sample 138 that the characteristics of the transparent electrode are improved even when the conductive layer is mainly composed of Ag by using Ag as a main component.
  • each transparent electrode 72 was formed on the transparent substrate 71 made of transparent alkali-free glass or polyethylene terephthalate (PET). Each transparent electrode 72 was formed in the same procedure as the samples 101 to 138 of Example 1.
  • a hole-transporting material that serves as both a hole-injecting layer and a hole-transporting layer made of ⁇ -NPD is heated by energizing a heating boat containing ⁇ -NPD represented by the following structural formula as a hole-transporting injecting material.
  • An injection layer 73 was formed on the transparent electrode 72. At this time, the deposition rate was 0.1 nm / second to 0.2 nm / second, and the thickness was 20 nm.
  • each of the heating boat containing the host material H4 having the structural formula shown above and the heating boat containing the phosphorescent compound Ir-4 having the structural formula shown above were energized independently to each other.
  • a light emitting layer 74 composed of H4 and phosphorescent compound Ir-4 was formed on the hole transport / injection layer 73.
  • the thickness was 30 nm.
  • a heating boat containing BAlq represented by the following structural formula as a hole blocking material was energized and heated to form a hole blocking layer 75 made of BAlq on the light emitting layer 74.
  • the deposition rate was 0.1 nm / second to 0.2 nm / second, and the thickness was 10 nm.
  • the transparent substrate 71 on which the light emitting functional layer is formed is transferred into the second vacuum chamber of the vacuum evaporation apparatus, the pressure inside the second vacuum chamber is reduced to 4 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and then the second vacuum
  • the heating boat containing aluminum attached in the tank was energized and heated.
  • a counter electrode 77 made of aluminum having a thickness of 100 nm was formed at a deposition rate of 0.3 nm / second.
  • the counter electrode 77 is used as a cathode.
  • the bottom emission type organic electroluminescent element 70 was formed on the transparent substrate 71.
  • the organic electroluminescent element 70 is covered with a sealing material made of a glass substrate having a thickness of 300 ⁇ m, and an adhesive (sealing material) is interposed between the transparent sealing material and the transparent substrate 71 in a state of surrounding the organic electroluminescent element 70. ).
  • an adhesive epoxy photocurable adhesive (Luxtrac LC0629B manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was used.
  • the adhesive filled between the transparent sealing material and the transparent substrate 71 is irradiated with UV light from the glass substrate (transparent sealing material) side, and the adhesive is cured to seal the organic electroluminescent element 70. did.
  • the organic electroluminescent device 70 In the formation of the organic electroluminescent device 70, a vapor deposition mask is used for forming each layer, and the central 4.5 cm ⁇ 4.5 cm of the 5 cm ⁇ 5 cm transparent substrate 71 is used as the light emitting region. A non-light emitting region having a width of 0.25 cm was provided. Further, the conductive layer of the transparent electrode 72 serving as the anode and the counter electrode 77 serving as the cathode are insulated from the hole transport / injection layer 73 by the electron transport / injection layer 76, and a terminal is provided on the periphery of the transparent substrate 71. The part was formed in a drawn shape.
  • the organic electroluminescent elements 70 were provided on the transparent substrate 71, and the light emitting panels of the organic electroluminescent elements of Samples 201 to 238 in which the organic electroluminescent elements 70 were sealed with the transparent sealing material and the adhesive were obtained. In each of these light emitting panels, each color of emitted light h generated in the light emitting layer 74 is extracted from the transparent substrate 71 side.
  • the drive voltage the voltage when the front luminance on the transparent electrode 72 side (that is, the transparent substrate 71 side) of each organic electroluminescent element 70 was 1000 cd / m 2 was measured as the drive voltage.
  • a spectral radiance meter CS-1000 manufactured by Konica Minolta Sensing was used. A smaller value of the obtained drive voltage indicates a more favorable result.
  • chromaticity difference In the measurement of the chromaticity difference, a current of 2.5 mA / cm 2 was applied to each organic electroluminescent device 70, and the chromaticity in the CIE 1931 color system was measured from a position at a different angle. At this time, the chromaticity was measured at a position of 0 ° which is a normal direction to the light emitting surface on the transparent electrode 72 side and each position of 45 ° in the vertical horizontal (up, down, left and right) directions. The differences in chromaticity measured at different angles are shown in Table 2 below as chromaticity differences. The chromaticity difference represents the viewing angle characteristic of chromaticity, and the smaller the numerical value, the better the result.
  • Sample 207, Sample 208, Sample 214, and Sample 220 having a high Al content of 70 atm% showed a high drive voltage of 6 to 7V. This is because the AgAl layer is deteriorated due to the oxidation of Al because the Al content in the AgAl layer is large. Further, the sample 207 has a large chromaticity difference of 0.07 compared to the sample 208, the sample 214, and the sample 220 having the same Al content. This is because the total thickness of the AgAl layer and the conductive layer of the sample 207 is 15 nm, which is larger than the other samples.
  • the sample 226 using a PET film as a base material and the samples 227 to 237 in which TiO 2 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , or CeO is formed as a high refractive index layer driving voltage and color Good results were obtained for both degree differences.
  • the sample 238 using AgAu as the conductive layer good results were obtained in both the driving voltage and the chromaticity difference.
  • the organic electroluminescent element using the transparent electrode having the configuration of the present invention is capable of high luminance emission at a low driving voltage and stable surface emission. In addition, it has been confirmed that this is expected to reduce the driving voltage for obtaining a predetermined luminance and improve the light emission lifetime.

Abstract

 アルミニウムを50atm%以下含むAgAl層と、AgAl層に隣接して設けられた銀を主成分とする導電層とを備える透明電極を構成する。

Description

透明電極、及び、電子デバイス
 本発明は、透明電極、及び、この透明電極を備える電子デバイスに関する。
 有機材料のエレクトロルミネッセンス(electroluminescence:以下ELと記す)を利用した有機電界発光素子(いわゆる有機EL素子)は、数V~数十V程度の低電圧で発光が可能な薄膜型の完全固体素子であり、高輝度、高発光効率、薄型、軽量といった多くの優れた特徴を有する。このため、各種ディスプレイのバックライト、看板や非常灯等の表示板、照明光源等の面発光体として近年注目されている。
 このような有機電界発光素子は、2枚の電極間に有機材料を用いて構成された発光層を挟持した構成であり、発光層で生じた発光光は電極を透過して外部に取り出される。このため、2枚の電極のうちの少なくとも一方は透明電極として構成される。
 透明電極としては、酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide:ITO)等の酸化物半導体系の材料が一般的に用いられているが、ITOと銀とを積層して低抵抗化を狙った検討もなされている(例えば、下記特許文献1、特許文献2参照)。しかしながら、ITOはレアメタルのインジウムを使用しているため、材料コストが高く、また抵抗を下げるために成膜後に300℃程度でアニール処理する必要がある。そこで、電気伝導率の高い銀等の金属材料を薄膜化した構成や、銀にアルミニウムを混ぜることにより銀単独よりも薄い膜厚で導電性を確保する構成も提案されている(例えば、下記特許文献3参照)。
特開2002-15623号公報 特開2006-164961号公報 特開2009-151963号公報
 しかしながら、電気伝導率の高い銀やアルミニウムを用いて構成された透明電極であっても、十分な導電性と光透過性との両立を図ることは困難であった。
 そこで本発明は、十分な導電性と光透過性とを兼ね備えた透明電極を提供すること、およびこの透明電極を用いることによって性能の向上が図られた電子デバイスを提供する。
 本発明の透明電極は、アルミニウムを50atm%以下含むAgAl層と、AgAl層に隣接して設けられた銀を主成分とする導電層とを備える。
 また、本発明の電子デバイスは、上記透明電極を備える。
 本発明の透明電極によれば、アルミニウムを50atm%以下含むAgAl層に隣接させて、銀を主成分とした導電層が設けられる。このAgAl層上に銀を主成分とする導電層を形成することにより、銀原子とAgAl層を構成する化合物との相互作用を得ることができ、銀の凝集が抑えられ、薄いながらも均一な厚さの導電層が得られる。
 従って、銀を用いた透明電極において、導電性の向上と光透過性の向上との両立が可能となる。また、この透明電極を用いて、導電性と光透過性とに優れる電子デバイスを構成することができる。
 本発明によれば、導電性と光透過性とに優れた透明電極、及び、電子デバイスを提供することができる。
第1実施形態の透明電極の概略構成を示す図である。 第2実施形態の透明電極の概略構成を示す図である。 第3実施形態の有機電界発光素子の概略構成を示す図である。 第4実施形態の有機電界発光素子の概略構成を示す図である。 第5実施形態の有機電界発光素子の概略構成を示す図である。 第6実施形態の有機電界発光素子の概略構成を示す図である。 実施例2で作製したボトムエミッション型の有機電界発光素子の概略構成を示す図である。
 以下、本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
 なお、説明は以下の順序で行う。
1.透明電極(第1実施形態)
2.透明電極(第2実施形態)
3.有機電界発光素子(第3実施形態:ボトムエミッション型)
4.有機電界発光素子(第4実施形態:トップエミッション型)
5.有機電界発光素子(第5実施形態:両面発光型)
6.有機電界発光素子(第6実施形態:逆積み構成)
7.照明装置(第7実施形態)
〈1.透明電極(第1実施形態)〉
 本発明の第1実施形態について説明する。図1に、第1実施形態の透明電極の概略構成図(断面図)を示す。図1に示すように、透明電極10は、AgAl層12と、導電層13とを備えて、基材11上に形成されている。透明電極10は、AgAl層12の一方面上に隣接して導電層13が形成され、AgAl層12の他方面側に基材11を備える。
 以下に、本例の透明電極10について、基材11、AgAl層12、及び導電層13の順に、詳細な構成を説明する。なお、本例の透明電極10において、透明とは波長550nmでの光透過率が50%以上であることをいう。
[基材11]
 透明電極10が形成される基材11は、例えばガラス、プラスチック等を挙げることができるが、これらに限定されない。また、基材11は透明であっても不透明であってもよい。透明電極10が、基材11側から光を取り出す電子デバイスに用いられる場合には、基材11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基材11としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。また、透明電極10が、基材11とは反対側から光を取り出す電子デバイスに用いられる場合には、基材11は透明であっても、不透明であってもよい。
 ガラスとしては、例えば、シリカガラス、ソーダ石灰シリカガラス、鉛ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、無アルカリガラス等が挙げられる。これらのガラス材料の表面には、透明電極10の積層構造との密着性、耐久性、平滑性の観点から、必要に応じて研磨等の物理的処理や、無機物又は有機物からなる被膜、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜が形成される。
 樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(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、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロ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、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、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)、ポリフェニレンスルフィド、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、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、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)又はアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等が挙げられる。
 樹脂フィルムの表面には、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜が形成されていてもよい。このような被膜及びハイブリッド被膜は、JIS-K-7129-1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度90±2%RH)が0.01g/(m・24時間)以下のバリア性フィルム(バリア膜等ともいう)であることが好ましい。またさらには、JIS-K-7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が10-3ml/(m・24時間・atm)以下、水蒸気透過度が10-5g/(m・24時間)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。
 以上のようなバリア性フィルムを形成する材料としては、樹脂フィルムの劣化をもたらす水分や酸素等素子の浸入を抑制する機能を有する材料を用いる。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。さらに当該バリア性フィルム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(有機層)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。
 バリア性フィルムの形成方法については特に限定はなく、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。特に、特開2004-68143号公報に記載の大気圧プラズマ重合法を好ましく用いることができる。
 一方、基材11が不透明なものである場合、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属基板、不透明樹脂基板、セラミック製の基板等を用いることができる。これらの基板は、フレキシブルに屈曲するフィルム状であってもよい。
[AgAl層]
 AgAl層12は、銀(Ag)とアルミニウム(Al)とを含み、Alを50atm%以下含んで構成されている。AgAl層12は、導電層13に隣接して形成された層である。導電層13と接しAgAl層12が形成されることにより、導電層13の主成分である銀と、AgAl層12を構成するAlとの相互作用により、AgAl層12表面における銀原子の拡散距離が減少し、銀の凝集が抑えられる。このため、一般的に、核成長型(Volumer-Weber:VW型)での成長により島状に孤立し易い薄銀層が、単層成長型(Frank- van der Merwe:FM型)の成長によって形成される。従って、AgAl層12に接して、銀を主成分とする導電層13を形成することにより、薄いながらも、均一な厚さの導電層13が得られる。
 AgAl層12は、Alの含有量が50atm%を超えると、Alの含有量が多くなりすぎ、平坦性や均一性が低下する。Alは酸化しやすいため、Alの含有量が大きくなると、Alの酸化による影響がAgAl層12に支配的になる。具体的には、Alが酸化すると、Al酸化物の成長により、さらにAl酸化物の凝集が発生し、AgAl層12に突起部や孔部が発生する。このため、AgAl層12の膜均一性が低下し、光散乱等が顕著になる。従って、Alの含有量が大きくなると、Alの酸化に起因するAgAl層12の形状変化による光学的な影響が支配的になり、AgAl層12の光学特性、特に光の透過性及び視認性が低下する。
 このため、Alの含有量は50atm%以下とすることが好ましい。また、Alの含有量は、Agを主成分とする導電層13の凝集抑制効果を発揮できる範囲において、少ない方が好ましい。例えば、Alの含有量を0.5atm%以上とすることが好ましい。
 AgAl層12としては、AlとAg以外の金属が添加されていてもよい。これらの金属としては、例えば、マグネシウム(Mg)、銅(Cu)、インジウム(In)、イリジウム(Ir)、金(Au)、リチウム(Li)等が添加されていてもよい。
 また、AgAl層12は、透明電極10の光透過性を阻害しない程度の厚さとし、例えば5nm以下とすることが好ましい。また、AgAl層12の厚さが大きいほど、導電層13の性質が向上し、透明電極10の導電性がよくなる。このため、AgAl層12は、透明電極10の導電性を確保できる程度の厚さが必要であり、例えばAgAl層12が0.5nm程度の厚さを有し、さらに連続膜であることが好ましい。
 なお、このようなAgAl層12の形成方法は特に限定されないが、例えば、蒸着法(EB、抵抗加熱)、及びスパッタ法を好ましく使用できる。
[導電層]
 導電層13は、銀を主成分として構成された層であって、銀又は銀を主成分とした合金を用いて構成され、AgAl層12に隣接して形成された層である。このような導電層13の形成方法としては、塗布法、インクジェット法、コーティング法、ディップ法等のウェットプロセスを用いる方法や、蒸着法(抵抗加熱、EB法等)、スパッタ法、CVD法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。なかでも蒸着法が好ましく適用される。また、導電層13は、AgAl層12上に形成されることにより、形成後の高温アニール処理等がなくても十分に導電性を有することを特徴とするが、必要に応じて、形成後に高温アニール処理等を行ったものであってもよい。
 導電層13を構成する銀(Ag)を主成分とする合金は、一例として銀マグネシウム(AgMg)、銀銅(AgCu)、銀パラジウム(AgPd)、銀パラジウム銅(AgPdCu)、銀インジウム(AgIn)等が挙げられる。
 以上のような導電層13は、銀又は銀を主成分とした合金の層が、必要に応じて複数の層に分けて積層された構成であってもよい。
 さらに、透明電極10の光透過性を阻害しないために、導電層13とAgAl層12との合計の厚さが、15nm以下となるように導電層13の厚さを設定することが好ましく、特に合計の厚さを12nm以下とすることが好ましい。導電層13とAgAl層12との合計の厚さが15nm以下では、層の吸収成分及び反射成分が低く抑えられ、透明電極10の光透過率が維持されるため好ましい。さらに、導電層13とAgAl層12との合計の厚さを12nm以下とすることにより、透明電極10の光透過性がさらに向上する。また、導電層13は、少なくとも厚さが3nm以上あれば、透明電極10の導電性が確保される。
 なお、以上のような、AgAl層12、及びAgAl層12に隣接して設けられた導電層13とからなる積層構造の透明電極10は、導電層13の上部が保護膜で覆われていてもよく、別の導電性層が積層されていてもよい。この場合、透明電極10の光透過性を損なうことのないように、保護膜及び導電性層が光透過性を有することが好ましい。
[透明電極の効果]
 以上のように構成された透明電極10は、AgAl層12に隣接させて、銀を主成分とした導電層13を設けた構成である。これにより、AgAl層12に隣接させて導電層13を形成する際には、導電層13を構成する銀原子がAgAl層12を構成するAlと相互作用し、銀原子のAgAl層12表面での拡散距離が減少し、銀の凝集が抑えられる。このため、一般的には核成長型(Volumer-Weber:VW型)での成長により島状に孤立し易い薄銀層が、単層成長型(Frank-van der Merwe:FM型)の成長によって形成されるようになる。したがって、薄いながらも、均一な厚さの導電層13が得られるようになる。
 以上の結果、この様なAgAl層12の上部に、薄く均一な厚さを有することで光透過性を確保しつつ、導電性が確保された導電層13を得ることがでる。このため、銀を用いた透明電極10において、導電性の向上と、光透過性の向上との両立を図ることが可能になる。
〈2.透明電極(第2実施形態)〉
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。図2に、第2実施形態の透明電極の概略構成図(断面図)を示す。図2に示すように、第2実施形態の透明電極20は、高屈折率層24を備えることのみが、図1に示す第1実施形態の透明電極10と異なる。以下、第1実施形態と同様の構成要素についての重複する詳細な説明は省略し、第2実施形態の透明電極20の構成を説明する。
 図2に示すように、透明電極20は、高屈折率層24と、AgAl層12と、導電層13とを備え、基材11上に形成されている。AgAl層12及び導電層13は、上述の第1実施形態と同様の構成である。また、透明電極20は、高屈折率層24の一方面側にAgAl層12が形成され、他方面側に基材11を備えている。導電層13はAgAl層の一方面上に隣接して形成されている。
[高屈折率層]
 高屈折率層24は、波長550nmにおける屈折率が2.0以上の層である。高屈折率層24は、導電層13との間にAgAl層12を挟持して設けられ、金属酸化物で構成された層である。このような高屈折率層24には金属酸化物が用いられ、例えば、二酸化チタン(TiO:n=2.3~2.4)、酸化ジルコニウム(ZrO:n=2.4)、酸化カドミウム(CdO:n=2.49)、酸化インジウムスズ(ITO:n=2.1~2.2)、酸化ハフニウム(HfO:n=2.1)、五酸化タンタル(Ta:n=2.16)、酸化ニオブ(Nb:n=2.2~2.4)、酸化セリウム(CeO:n=2.2)等の光学フィルムに一般的に用いられる高屈折率材料が用いられる。
[透明電極の効果]
 透明電極20は、AgAl層12及び導電層13に加え、高屈折率層24を有する。このため、透明電極20は、上述の第1実施形態の透明電極の有する効果に加えて、銀を主成分とする導電層13で生じる反射が抑制され、透明電極20における光透過性がさらに向上する。
[透明電極の用途]
 上述した第1実施形態及び第2実施形態の透明電極は、各種電子デバイスに用いることができる。電子デバイスの例としては、有機電界発光素子、LED(Light Emitting Diode)、液晶素子、太陽電池、タッチパネル等が挙げられ、これらの電子デバイスにおいて光透過性を必要とされる電極部材として、上述の各実施形態の透明電極を用いることができる。
 以下では、透明電極の用途の一例として、透明電極をアノード及びカソードとして用いた有機電界発光素子の実施の形態を説明する。
〈3.有機電界発光素子(第3実施形態:ボトムエミッション型)〉
 次に、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態は、電子デバイスの一例として、上述の第2実施形態の透明電極を用いたボトムエミッション型の有機電界発光素子について説明する。図3に、本実施形態の有機電界発光素子の断面構成図を示す。以下にこの図に基づいて有機電界発光素子の構成を説明する。
[有機電界発光素子の構成]
 図3に示す有機電界発光素子30は、透明基板31上に設けられており、透明基板31側から順に、アノードとなる透明電極20、発光機能層32、及びカソードとなる対向電極33が積層されている。このうち、透明電極20として、上述の第2実施形態の透明電極20が用いられている。このため有機電界発光素子30は、発生させた光(以下、発光光hと記す)を、少なくとも透明基板31側から取り出すボトムエミッション型として構成されている。
 また、有機電界発光素子30の全体的な層構造は、上記に限定されることはなく、一般的な層構造であってもよい。ここでは、透明電極20がアノード(すなわち陽極)側に配置され、主に導電層13がアノードとして機能する一方、対向電極33がカソード(すなわち陰極)として機能する。
 この場合、例えば発光機能層32は、アノードである透明電極20の上部に[正孔注入層32a/正孔輸送層32b/発光層32c/電子輸送層32d/電子注入層32e]をこの順に積層した構成を例示できるが、このうち少なくとも有機材料を用いて構成された発光層32cを有することが必要である。正孔注入層32a及び正孔輸送層32bは、正孔輸送性と正孔注入性とを有する正孔輸送/注入層として設けられてもよい。電子輸送層32d及び電子注入層32eは、電子輸送性と電子注入性とを有する単一層として設けられてもよい。また、これらの発光機能層32のうち、例えば電子注入層32eは無機材料で構成されている場合もある。
 また、発光機能層32は、これらの層の他にも正孔阻止層や電子阻止層等が必要に応じて必要箇所に積層されていてよい。さらに、発光層32cは、各波長領域の発光光を発生させる各色発光層を有し、これらの各色発光層を、非発光性の中間層を介して積層させて発光層ユニットとして形成されていてもよい。中間層は、正孔阻止層、電子阻止層として機能してもよい。さらにカソードである対向電極33も、必要に応じた積層構造であってもよい。このような構成において、透明電極20と対向電極33とで発光機能層32が挟持されている部分のみが、有機電界発光素子30における発光領域となる。
 また、以上のような層構成においては、透明電極20の低抵抗化を図ることを目的とし、透明電極20の導電層13に接して補助電極が設けられていてもよい。
 以上のような構成の有機電界発光素子30は、有機材料等を用いて構成された発光機能層32の劣化を防止することを目的として、透明基板31上において後述する透明封止材で封止されている。この透明封止材は、接着剤を介して透明基板31側に固定されている。ただし、透明電極20及び対向電極33の端子部分は、透明基板31上において発光機能層32によって互いに絶縁性を保ちつつ、透明封止材から露出させた状態に配置される。
 以下、上述した有機電界発光素子30を構成するための主要各層の詳細を、透明基板31、透明電極20、対向電極33、発光機能層32の発光層32c、発光機能層32の他の層、補助電極、及び封止材の順に説明する。その後、有機電界発光素子30の作製方法を説明する。
[透明基板]
 透明基板31は、上述の図1に示す第1実施形態の透明電極10が設けられる基材のうち、光透過性を有する透明な材料が用いられる。
[透明電極(アノード側)]
 透明電極20は、上述の実施形態の透明電極20であり、透明基板31側から順に、高屈折率層24、AgAl層12、及び導電層13が順に形成された構成である。ここでは特に、透明電極20を構成する導電層13が実質的なアノードとなる。
[対向電極(カソード)]
 対向電極33は、発光機能層32に電子を供給するためのカソードとして機能する導電層であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物、及びこれらの混合物が用いられる。具体的には、金、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/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/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO、SnO等の酸化物半導体等が挙げられる。
 対向電極33は、これらの導電性材料を蒸着やスパッタリング等の方法により薄層を形成させることにより作製することができる。また、対向電極33としてのシート抵抗は、数百Ω/sq.以下が好ましく、厚さは通常5nm~5μm、好ましくは5nm~200nmの範囲で選ばれる。
[発光層]
 本実施形態の有機電界発光素子に用いられる発光層32cは、発光材料として例えば燐光発光化合物が含有されている。
 この発光層32cは、電極又は電子輸送層32dから注入された電子と、正孔輸送層32bから注入された正孔とが再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層32cの層内であっても発光層32cにおける隣接する層との界面であってもよい。
 このような発光層32cとしては、含まれる発光材料が発光要件を満たしていれば、その構成には特に制限はない。また、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。この場合、各発光層32c間には非発光性の中間層(図示せず)を有していることが好ましい。
 発光層32cの厚さの総和は1~100nmの範囲にあることが好ましく、さらに好ましくは、より低い電圧で駆動することができることから1~30nmである。尚、発光層32cの厚さの総和とは、発光層32c間に非発光性の中間層が存在する場合には、当該中間層も含む厚さである。
 複数層を積層した構成の発光層32cの場合、個々の発光層の厚さとしては、1~50nmの範囲に調整することが好ましく、1~20nmの範囲に調整することがより好ましい。積層された複数の発光層が、青、緑、赤のそれぞれの発光色に対応する場合、青、緑、赤の各発光層の厚さの関係については、特に制限はない。
 以上のような発光層32cは、後述する発光材料やホスト化合物を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法等の公知の薄膜形成方法により形成することができる。
 また発光層32cは、複数の発光材料を混合してもよく、また燐光発光材料と蛍光発光材料(蛍光ドーパント、蛍光性化合物ともいう)を同一発光層32c中に混合して用いてもよい。
 発光層32cの構成として、ホスト化合物(発光ホストともいう)、発光材料(発光ドーパント化合物、ゲスト材料ともいう)を含有し、発光材料より発光させることが好ましい。
(ホスト化合物)
 発光層32cに含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)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。さらに、燐光量子収率が0.01未満である化合物が好ましい。また、ホスト化合物は、発光層32cに含有される化合物の中で、層中での体積比が50%以上であることが好ましい。
 ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、又は複数種用いてもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機電界発光素子30を高効率化することができる。また、後述する発光材料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。
 用いられるホスト化合物としては、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)でもよい。
 公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、発光の長波長化を防ぎ、かつ高Tg(ガラス転移温度)化合物が好ましい。ここでいうガラス転移点(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。
 以下に、有機電界発光素子に適用可能なホスト化合物の具体例(H1~H79)を示す。なお、有機電界発光素子に適用可能なホスト化合物は、これらに限定されない。
 ホスト化合物H68~H79において、x及びyはランダム共重合体の比率を表す。その比率は、例えば、x:y=1:10などとすることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 
 公知のホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物を用いることもできる。例えば、特開2001-257076号公報、同2002-308855号公報、同2001-313179号公報、同2002-319491号公報、同2001-357977号公報、同2002-334786号公報、同2002-8860号公報、同2002-334787号公報、同2002-15871号公報、同2002-334788号公報、同2002-43056号公報、同2002-334789号公報、同2002-75645号公報、同2002-338579号公報、同2002-105445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2002-308837号公報等が挙げられる。
(発光材料)
 本実施形態の有機電界発光素子に用いることのできる発光材料としては、燐光発光性化合物(燐光性化合物、燐光発光材料ともいう)が挙げられる。
 燐光発光性化合物とは、励起三重項からの発光が観測される化合物であり、具体的には室温(25℃)にて燐光発光する化合物であり、燐光量子収率が25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましい燐光量子収率は0.1以上である。
 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、本例において燐光発光性化合物を用いる場合、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)が達成されればよい。
 燐光発光性化合物の発光の原理としては2種挙げられる。一つは、キャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーを燐光発光性化合物に移動させることで燐光発光性化合物からの発光を得るというエネルギー移動型であり、もう一つは、燐光発光性化合物がキャリアトラップとなり、燐光発光性化合物上でキャリアの再結合が起こり燐光発光性化合物からの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、燐光発光性化合物の励起状態のエネルギーはホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件となる。
 燐光発光性化合物は、一般的な有機電界発光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が、好ましくは元素の周期表で8~10族の金属を含有する錯体系化合物である。さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、又は白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
 本実施形態の有機電界発光素子においては、少なくとも一つの発光層32cに2種以上の燐光発光性化合物を含有していてもよく、発光層32cにおける燐光発光性化合物の濃度比が発光層32cの厚さ方向で変化していてもよい。
 燐光発光性化合物は好ましくは発光層32cの総量に対し0.1体積%以上30体積%未満である。
(一般式(1)で表される化合物)
 発光層32cに含まれる化合物(燐光発光性化合物)は、下記一般式(1)で表される化合物であることが好ましい。
 なお、一般式(1)で表される燐光発光性化合物(燐光発光性の金属錯体ともいう)は、有機電界発光素子30の発光層32cに発光ドーパントとして含有されることが好ましい態様であるが、発光層32c以外の発光機能層に含有されていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 
 上記一般式(1)中、P、Qは、各々炭素原子又は窒素原子を表し、A1はP-Cと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。A2はQ-Nと共に芳香族複素環を形成する原子群を表す。P1-L1-P2は2座の配位子を表し、P1、P2は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。L1はP1、P2と共に2座の配位子を形成する原子群を表す。j1は1~3の整数を表し、j2は0~2の整数を表すが、j1+j2は2又は3である。M1は元素周期表における8族~10族の遷移金属元素を表す。
 そして、一般式(1)において、A1が、P-Cと共に形成する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o-テルフェニル環、m-テルフェニル環、p-テルフェニル環、アセナフテン環、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。
 これらの環はさらに、置換基を有してもよい。置換基の例としては、アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、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、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p-クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基)、芳香族複素環基(例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、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、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、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、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、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、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2-ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2-エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2-エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2-エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2-ピリジルア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、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウ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)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2-エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2-ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2-エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2-ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2-ピリジルアミノ基、ピペリジル基(ピペリジニル基ともいう)、2,2,6,6-テトラメチルピペリジニル基等)、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、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、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、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)、リン酸エステル基(例えば、ジヘキシルホスホリル基等)、亜リン酸エステル基(例えばジフェニルホスフィニル基等)、ホスホノ基等が挙げられる。
 これらの置換基の一部は、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いてもよい。
 一般式(1)において、A1が、P-Cと共に形成する芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、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、オキサジアゾール環、トリアゾール環、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、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、アザカルバゾール環等が挙げられる。
 ここで、アザカルバゾール環とは、上記カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が1つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。
 これらの環はさらに、先に例示した置換基を有してもよい。
 一般式(1)において、A2が、Q-Nと共に形成する芳香族複素環としては、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、ピロール環、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、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。
 これらの環はさらに、先に例示した置換基を有してもよい。
 P1-L1-P2で表される2座の配位子としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。
 一般式(1)において、j1は1~3の整数を表し、j2は0~2の整数を表すが、j1+j2は2又は3を表す、中でも、j2は0である場合が好ましい。
 一般式(1)において、M1は元素周期表における8族~10族の遷移金属元素(単に遷移金属ともいう)が用いられるが、中でも、イリジウム好ましい。
(一般式(2)で表される化合物)
 一般式(1)で表される化合物の中でも、下記一般式(2)で表される化合物であることがさらに好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 
 上記一般式(2)中、Zは、炭化水素環基又は複素環基を表す。P、Qは、各々炭素原子又は窒素原子を表し、A1はP-Cと共に芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を形成する原子群を表す。A3は-C(R01)=C(R02)-、-N=C(R02)-、-C(R01)=N-又は-N=N-を表し、R01、R02は、各々水素原子又は置換基を表す。P1-L1-P2は2座の配位子を表し、P1、P2は各々独立に炭素原子、窒素原子、又は酸素原子を表す。L1はP1、P2と共に2座の配位子を形成する原子群を表す。j1は1~3の整数を表し、j2は0~2の整数を表すが、j1+j2は2又は3である。M1は元素周期表における8族~10族の遷移金属元素を表す。
 一般式(2)において、Zで表される炭化水素環基としては、非芳香族炭化水素環基、芳香族炭化水素環基が挙げられ、非芳香族炭化水素環基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。好ましくは、Zで表される基は、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基である。
 また、芳香族炭化水素環基(芳香族炭化水素基、アリール基等ともいう)としては、例えば、フェニル基、p-クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
 これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(2)において、Zで表される複素環基としては、非芳香族複素環基、芳香族複素環基等が挙げられ、非芳香族複素環基としては、例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε-カプロラクトン環、ε-カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3-ジオキサン環、1,4-ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン-1,1-ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]-オクタン環等から導出される基を挙げられる。
 これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 芳香族複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4-トリアゾール-1-イル基、1,2,3-トリアゾール-1-イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
 これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(2)において、A1が、P-Cと共に形成する芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o-テルフェニル環、m-テルフェニル環、p-テルフェニル環、アセナフテン環、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。
 これらの環はさらに、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(2)において、A1がP-Cと共に形成する芳香族複素環としては、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、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、オキサジアゾール環、トリアゾール環、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、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、フタラジン環、カルバゾール環、カルボリン環、アザカルバゾール環等が挙げられる。
 ここで、アザカルバゾール環とは、上記カルバゾール環を構成するベンゼン環の炭素原子が1つ以上窒素原子で置き換わったものを示す。
 これらの環はさらに、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(2)のA3で表される、-C(R01)=C(R02)-、-N=C(R02)-、-C(R01)=N-において、R01、R02で各々表される置換基は、一般式(1)で例示した置換基と同義である。
 一般式(2)において、P1-L1-P2で表される2座の配位子としては、フェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、アセチルアセトン、ピコリン酸等が挙げられる。
 また、j1は1~3の整数を表し、j2は0~2の整数を表すが、j1+j2は2又は3を表す、中でも、j2は0である場合が好ましい。
 一般式(2)において、M1で表される元素周期表における8族~10族の遷移金属元素(単に遷移金属ともいう)は、一般式(1)において、M1で表される元素周期表における8族~10族の遷移金属元素と同義である。
(一般式(3)で表される化合物)
 上記一般式(2)で表される化合物の好ましい態様の一つとして、下記一般式(3)で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 
 上記一般式(3)中、R03は置換基を表し、R04は水素原子又は置換基を表し、複数のR04は互いに結合して環を形成してもよい。n01は1~4の整数を表す。R05は水素原子又は置換基を表し、複数のR05は互いに結合して環を形成してもよい。n02は1~2の整数を表す。R06は水素原子又は置換基を表し、互いに結合して環を形成してもよい。n03は1~4の整数を表す。Z1はC-Cと共に6員の芳香族炭化水素環若しくは、5員又は6員の芳香族複素環を形成するのに必要な原子群を表す。Z2は炭化水素環基又は複素環基を形成するのに必要な原子群を表す。P1-L1-P2は2座の配位子を表し、P1、P2は各々独立に炭素原子、窒素原子又は酸素原子を表す。L1はP1、P2と共に2座の配位子を形成する原子群を表す。j1は1~3の整数を表し、j2は0~2の整数を表すが、j1+j2は2又は3である。M1は元素周期表における8族~10族の遷移金属元素を表す。R03とR06、R04とR06及びR05とR06は互いに結合して環を形成していてもよい。
 一般式(3)において、R03、R04、R05、R06で各々表される置換基は、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(3)において、Z1がC-Cと共に形成する6員の芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環等が挙げられる。
 これらの環はさらに、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(3)において、Z1がC-Cと共に形成する5員又は6員の芳香族複素環としては、例えば、オキサゾール環、オキサジアゾール環、オキサトリアゾール環、イソオキサゾール環、テトラゾール環、チアジアゾール環、チアトリアゾール環、イソチアゾール環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、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、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。
 これらの環はさらに、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(3)において、Z2で表される炭化水素環基としては、非芳香族炭化水素環基、芳香族炭化水素環基が挙げられ、非芳香族炭化水素環基としては、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 また、芳香族炭化水素環基(芳香族炭化水素基、アリール基等ともいう)としては、例えば、フェニル基、p-クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。これらの基は、無置換でもよく、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(3)において、Z2で表される複素環基としては、非芳香族複素環基、芳香族複素環基等が挙げられ、非芳香族複素環基としては、例えば、エポキシ環、アジリジン環、チイラン環、オキセタン環、アゼチジン環、チエタン環、テトラヒドロフラン環、ジオキソラン環、ピロリジン環、ピラゾリジン環、イミダゾリジン環、オキサゾリジン環、テトラヒドロチオフェン環、スルホラン環、チアゾリジン環、ε-カプロラクトン環、ε-カプロラクタム環、ピペリジン環、ヘキサヒドロピリダジン環、ヘキサヒドロピリミジン環、ピペラジン環、モルホリン環、テトラヒドロピラン環、1,3-ジオキサン環、1,4-ジオキサン環、トリオキサン環、テトラヒドロチオピラン環、チオモルホリン環、チオモルホリン-1,1-ジオキシド環、ピラノース環、ジアザビシクロ[2,2,2]-オクタン環等から導出される基を挙げることができる。これらの基は無置換でもよく、また、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 芳香族複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4-トリアゾール-1-イル基、1,2,3-トリアゾール-1-イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等が挙げられる。
 これらの環は無置換でもよく、さらに一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(3)において、Z1及びZ2で形成される基としては、ベンゼン環が好ましい。
 一般式(3)において、P1-L1-P2で表される2座の配位子は、一般式(1)において、P1-L1-P2で表される2座の配位子と同義である。
 一般式(3)において、M1で表される元素周期表における8族~10族の遷移金属元素は、一般式(1)において、M1で表される元素周期表における8族~10族の遷移金属元素と同義である。
 また、燐光発光性化合物は、有機電界発光素子30の発光層32c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。
 本実施形態の有機電界発光素子に適用される燐光発光性化合物は、好ましくは元素の周期表で8~10族の金属を含有する錯体系化合物であり、さらに好ましくはイリジウム化合物、オスミウム化合物、又は白金化合物(白金錯体系化合物)、希土類錯体であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
 以下に燐光発光性化合物の具体例(Pt-1~Pt-3、A-1、Ir-1~Ir-50)を示す。なお、本実施形態の有機電界発光素子に適用される燐光発光性化合物は、これらに限定されない。なお、これらの化合物において、m及びnは繰り返し数を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 
 上記の燐光発光性化合物(燐光発光性金属錯体等ともいう)は、例えば、Organic Letters誌 vol.3 No.16 2579~2581頁(2001)、Inorganic Chemistry,第30巻 第8号 1685~1687頁(1991年)、J.Am.Chem.Soc.,123巻 4304頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第40巻第7号 1704~1711頁(2001年)、Inorganic Chemistry,第41巻 第12号 3055~3066頁(2002年)、New Journal of Chemistry.,第26巻 1171頁(2002年)、European Journal of Organic Chemistry,第4巻 695~709頁(2004年)、さらにこれらの文献中に記載の参考文献等の方法を適用することにより合成できる。
(蛍光発光材料)
 蛍光発光材料としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素、クロコニウム系色素、スクアリウム系色素、オキソベンツアントラセン系色素、フルオレセイン系色素、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、ポリチオフェン系色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
[注入層:正孔注入層、電子注入層]
 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発光層32cの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日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されており、正孔注入層32aと電子注入層32eとがある。
 注入層は、必要に応じて設けることができる。正孔注入層32aであれば、アノードと発光層32c又は正孔輸送層32bの間、電子注入層32eであればカソードと発光層32c又は電子輸送層32dとの間に配置される。
 正孔注入層32a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層、酸化バナジウムに代表される酸化物層、アモルファスカーボン層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子層等が挙げられる。
 電子注入層32e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やアルミニウム等に代表される金属層、フッ化カリウムに代表されるアルカリ金属ハライド層、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層、酸化モリブデンに代表される酸化物層等が挙げられる。電子注入層32eはごく薄い層であることが望ましく、素材にもよるがその厚さは1nm~10μmの範囲が好ましい。
[正孔輸送層]
 正孔輸送層32bは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層32a、電子阻止層も正孔輸送層32bに含まれる。正孔輸送層32bは単層又は複数層設けることができる。
 正孔輸送材料としては、正孔の注入又は輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、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、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
 正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第3級アミン化合物を用いることが好ましい。
 芳香族第3級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノフェニル;N,N′-ジフェニル-N,N′-ビス(3-メチルフェニル)-〔1,1′-ビフェニル〕-4,4′-ジアミン(TPD);2,2-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)プロパン;1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン;N,N,N′,N′-テトラ-p-トリル-4,4′-ジアミノビフェニル;1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)-4-フェニルシクロヘキサン;ビス(4-ジメチルアミノ-2-メチルフェニル)フェニルメタン;ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)フェニルメタン;N,N′-ジフェニル-N,N′-ジ(4-メトキシフェニル)-4,4′-ジアミノビフェニル;N,N,N′,N′-テトラフェニル-4,4′-ジアミノジフェニルエーテル;4,4′-ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,N,N-トリ(p-トリル)アミン;4-(ジ-p-トリルアミノ)-4′-〔4-(ジ-p-トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4-N,N-ジフェニルアミノ-(2-ジフェニルビニル)ベンゼン;3-メトキシ-4′-N,N-ジフェニルアミノスチルベンゼン;N-フェニルカルバゾール、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個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば、4,4′-ビス〔N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4-308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4′,4″-トリス〔N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。
 さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、又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、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.,Applied Physics Letters,80(2002),p.139に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料を用いることもできる。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。
 正孔輸送層32b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、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層32bの厚さについては特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5~200nmである。この正孔輸送層32bは、上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。
 また、正孔輸送層32bの材料に不純物をドープしてp性を高くすることもできる。その例としては、特開平4-297076号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
 このように、正孔輸送層32bのp性を高くすると、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。
[電子輸送層]
 電子輸送層32dは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層32e、正孔阻止層(図示せず)も電子輸送層32dに含まれる。電子輸送層32dは単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
 単層構造の電子輸送層32d、及び積層構造の電子輸送層32dにおいて発光層32cに隣接する層部分を構成する電子輸送材料(正孔阻止材料を兼ねる)としては、カソードより注入された電子を発光層32cに伝達する機能を有していればよい。このような材料としては従来公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。例えば、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体及びオキサジアゾール誘導体等が挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジア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、電子輸送層32dの材料として用いることができる。さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
 また、8-キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス(8-キノリノール)アルミニウム(Alq3)、トリス(5,7-ジクロロ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7-ジブロモ-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又はPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送層32dの材料として用いることができる。
 その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されていても、電子輸送層32dの材料として好ましく用いることができる。また、発光層32cの材料としても例示されるジスチリルピラジン誘導体も電子輸送層32dの材料として用いることができ、正孔注入層32a、正孔輸送層32bと同様にn型-Si、n型-SiC等の無機半導体も電子輸送層32dの材料として用いることができる。
 電子輸送層32d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、インクジェット法を含む印刷法、LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層32dの厚さについては特に制限はないが、通常は5nm~5μm程度、好ましくは5~200nmである。電子輸送層32dは上記材料の1種又は2種以上からなる一層構造であってもよい。
 また、電子輸送層32dに不純物をドープし、n性を高くすることもできる。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、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。さらに電子輸送層32dには、カリウムやカリウム化合物などを含有させることが好ましい。カリウム化合物としては、例えば、フッ化カリウム等を用いることができる。このように電子輸送層32dのn性を高くすると、より低消費電力の素子を作製することができる。
 また電子輸送層32dの材料(電子輸送性化合物)として、好ましくは、下記一般式(4)で表される化合物を用いることができる。
 (Ar1)n1-Y1 ・・・一般式(4)
 一般式(4)の式中、n1は1以上の整数を表し、Y1はn1が1の場合は置換基を表し、n1が2以上の場合は単なる結合手又はn1価の連結基を表す。Ar1は後記する一般式(A)で表される基を表し、n1が2以上の場合、複数のAr1は同一でも異なっていてもよい。ただし、上記一般式(4)で表される化合物は分子内に3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環を少なくとも2つ有する。
 一般式(4)において、Y1で表される置換基の例としては、一般式(1)で例示した置換基と同義である。
 一般式(4)において、Y1で表されるn1価の連結基としては、具体的には、2価の連結基、3価の連結基、4価の連結基等が挙げられる。
 一般式(4)において、Y1で表される2価の連結基としては、アルキレン基(例えば、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、プロピレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、2,2,4-トリメチルヘキサメチレン基、ヘプタメチレン基、オクタメチレン基、ノナメチレン基、デカメチレン基、ウンデカメチレン基、ドデカメチレン基、シクロヘキシレン基(例えば、1,6-シクロヘキサンジイル基等)、シクロペンチレン基(例えば、1,5-シクロペンタンジイル基など)等)、アルケニレン基(例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、1-メチルビニレン基、1-メチルプロペニレン基、2-メチルプロペニレン基、1-メチルペンテニレン基、3-メチルペンテニレン基、1-エチルビニレン基、1-エチルプロペニレン基、1-エチルブテニレン基、3-エチルブテニレン基等)、アルキニレン基(例えば、エチニレン基、1-プロピニレン基、1-ブチニレン基、1-ペンチニレン基、1-ヘキシニレン基、2-ブチニレン基、2-ペンチニレン基、1-メチルエチニレン基、3-メチル-1-プロピニレン基、3-メチル-1-ブチニレン基等)、アリーレン基(例えば、o-フェニレン基、p-フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基(例えば、[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイル基、3,3’-ビフェニルジイル基、3,6-ビフェニルジイル基等)、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等)、ヘテロアリーレン基(例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子のひとつが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す)、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される2価の基等)、酸素や硫黄などのカルコゲン原子、3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基等(ここで、3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環としては、好ましくはN、O及びSから選択されたヘテロ原子を、縮合環を構成する元素として含有する芳香族複素縮合環であることが好ましく、具体的には、アクリジン環、ベンゾキノリン環、カルバゾール環、フェナジン環、フェナントリジン環、フェナントロリン環、カルボリン環、サイクラジン環、キンドリン環、テペニジン環、キニンドリン環、トリフェノジチアジン環、トリフェノジオキサジン環、フェナントラジン環、アントラジン環、ペリミジン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する炭素原子の任意の一つが窒素原子で置き換わったものを表す)、フェナントロリン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトフラン環、ナフトチオフェン環、ベンゾジフラン環、ベンゾジチオフェン環、ナフトジフラン環、ナフトジチオフェン環、アントラフラン環、アントラジフラン環、アントラチオフェン環、アントラジチオフェン環、チアントレン環、フェノキサチイン環、チオファントレン環(ナフトチオフェン環)等)が挙げられる。
 一般式(4)において、Y1で表される3価の連結基としては、例えば、エタントリイル基、プロパントリイル基、ブタントリイル基、ペンタントリイル基、ヘキサントリイル基、ヘプタントリイル基、オクタントリイル基、ノナントリイル基、デカントリイル基、ウンデカントリイル基、ドデカントリイル基、シクロヘキサントリイル基、シクロペンタントリイル基、ベンゼントリイル基、ナフタレントリイル基、ピリジントリイル基、カルバゾールトリイル基等が挙げられる。
 一般式(4)において、Y1で表される4価の連結基としては、上記の3価の基にさらにひとつ結合基がついたものであり、例えば、プロパンジイリデン基、1,3-プロパンジイル-2-イリデン基、ブタンジイリデン基、ペンタンジイリデン基、ヘキサンジイリデン基、ヘプタンジイリデン基、オクタンジイリデン基、ノナンジイリデン基、デカンジイリデン基、ウンデカンジイリデン基、ドデカンジイリデン基、シクロヘキサンジイリデン基、シクロペンタンジイリデン基、ベンゼンテトライル基、ナフタレンテトライル基、ピリジンテトライル基、カルバゾールテトライル基等が挙げられる。
 なお、上記の2価の連結基、3価の連結基、4価の連結基は、各々さらに一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(4)で表される化合物の好ましい態様としては、Y1が3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基を表すことが好ましく、当該3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環としては、ジベンゾフラン環又はジベンゾチオフェン環が好ましい。また、n1が2以上であることが好ましい。
 さらに、一般式(4)で表される化合物は、分子内に上記の3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環を少なくとも2つ有する。
 また、Y1がn1価の連結基を表す場合、一般式(4)で表される化合物の三重項励起エネルギーを高く保つために、Y1は非共役であることが好ましく、さらに、Tg(ガラス転移点、ガラス転移温度ともいう)を向上させる点から、芳香環(芳香族炭化水素環+芳香族複素環)で構成されていることが好ましい。
 ここで、非共役とは、連結基が単結合(一重結合ともいう)と二重結合の繰り返しによって表記できないか、又は連結基を構成する芳香環同士の共役が立体的に切断されている場合を意味する。
(一般式(A)で表される基)
 一般式(4)中におけるAr1は、下記一般式(A)で表される基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 
 式中、Xは、-N(R)-、-O-、-S-又は-Si(R)(R′)-を表し、E1~E8は、-C(R1)=又は-N=を表し、R、R′及びR1は水素原子、置換基又はY1との連結部位を表す。*はY1との連結部位を表す。Y2は単なる結合手又は2価の連結基を表す。Y3及びY4は、各々5員又は6員の芳香族環から導出される基を表し、少なくとも一方は環構成原子として窒素原子を含む芳香族複素環から導出される基を表す。n2は1~4の整数を表す。
 ここで、一般式(A)のXで表される-N(R)-又は-Si(R)(R′)-において、さらに、E1~E8で表される-C(R1)=において、R、R′及びR1で各々表される置換基は、一般式(1)で例示した置換基と同義である。
 また、一般式(A)において、Y2で表される2価の連結基としては、一般式(4)において、Y1で表される2価の連結基と同義である。
 さらに、一般式(A)において、Y3及びY4で各々表される5員又は6員の芳香族環から導出される基の形成に用いられる5員又は6員の芳香族環としては、ベンゼン環、オキサゾール環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ジアジン環、トリアジン環、イミダゾール環、イソオキサゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。
 さらに、Y3及びY4で各々表される5員又は6員の芳香族環から導出される基の少なくとも一方は、環構成原子として窒素原子を含む芳香族複素環から導出される基を表すが、当該環構成原子として窒素原子を含む芳香族複素環としては、オキサゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ジアジン環、トリアジン環、イミダゾール環、イソオキサゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環等が挙げられる。
(Y3で表される基の好ましい態様)
 一般式(A)において、Y3で表される基としては、上記6員の芳香族環から導出される基であることが好ましく、さらに好ましくは、ベンゼン環から導出される基である。
(Y4で表される基の好ましい態様)
 一般式(A)において、Y4で表される基としては、上記6員の芳香族環から導出される基であることが好ましく、さらに好ましくは、窒素原子を環構成原子として含む芳香族複素環から導出される基であり、特に好ましくは、Y4がピリジン環から導出される基である。
(一般式(A)で表される基の好ましい態様)
 一般式(A)で表される基の好ましい態様としては、下記一般式(A-1)、(A-2)、(A-3)、又は(A-4)のいずれかで表される基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 
 上記一般式(A-1)の式中、Xは-N(R)-、-O-、-S-又は-Si(R)(R′)-を表し、E1~E8は-C(R1)=又は-N=を表し、R、R′及びR1は水素原子、置換基又はY1との連結部位を表す。Y2は単なる結合手又は2価の連結基を表す。E11~E20は、-C(R2)=又は-N=を表し、少なくとも1つは-N=を表す。R2は、水素原子、置換基又は連結部位を表す。但し、E11、E12の少なくとも1つは-C(R2)=を表し、R2は連結部位を表す。n2は1~4の整数を表す。*は、上記一般式(4)のY1との連結部位を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 
 上記一般式(A-2)の式中、Xは-N(R)-、-O-、-S-又は-Si(R)(R′)-を表し、E1~E8は-C(R1)=又は-N=を表し、R、R′及びR1は水素原子、置換基又はY1との連結部位を表す。Y2は単なる結合手又は2価の連結基を表す。E21~E25は-C(R2)=又は-N=を表し、E26~E30は-C(R2)=、-N=、-O-、-S-又は-Si(R3)(R4)-を表し、E21~E30の少なくとも1つは-N=を表す。R2は、水素原子、置換基又は連結部位を表し、R3及びR4は水素原子又は置換基を表す。但し、E21又はE22の少なくとも1つは-C(R2)=を表し、R2は連結部位を表す。n2は1~4の整数を表す。*は、上記一般式(4)のY1との連結部位を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 
 上記一般式(A-3)の式中、Xは-N(R)-、-O-、-S-又は-Si(R)(R′)-を表し、E1~E8は-C(R1)=又は-N=を表し、R、R′及びR1は水素原子、置換基又はY1との連結部位を表す。Y2は単なる結合手又は2価の連結基を表す。E31~E35は-C(R2)=、-N=、-O-、-S-又は-Si(R3)(R4)-を表し、E36~E40は-C(R2)=又は-N=を表し、E31~E40の少なくとも1つは-N=を表す。R2は、水素原子、置換基又は連結部位を表し、R3及びR4は水素原子又は置換基を表す。但し、E32又はE33の少なくとも1つは-C(R2)=で表され、R2は連結部位を表す。n2は1~4の整数を表す。*は、上記一般式(4)のY1との連結部位を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
 
 上記一般式(A-4)の式中、Xは-N(R)-、-O-、-S-又は-Si(R)(R′)-を表し、E1~E8は-C(R1)=又は-N=を表し、R、R′及びR1は水素原子、置換基又はY1との連結部位を表す。Y2は単なる結合手又は2価の連結基を表す。E41~E50は-C(R2)=、-N=、-O-、-S-又は-Si(R3)(R4)-を表し、少なくとも1つは-N=を表す。R2は、水素原子、置換基又は連結部位を表し、R3及びR4は水素原子又は置換基を表す。但し、E42又はE43の少なくとも1つは-C(R2)=で表され、R2は連結部位を表す。n2は1~4の整数を表す。*は、上記一般式(4)のY1との連結部位を表す。
 以下、一般式(A-1)~(A-4)のいずれかで表される基について説明する。
 一般式(A-1)~(A-4)で表される基のいずれかのXで表される-N(R)-又は-Si(R)(R′)-において、さらにE1~E8で表される-C(R1)=において、R、R′及びR1で各々表される置換基は、一般式(1)で例示した置換基と同義である。
 一般式(A-1)~(A-4)で表される基のいずれかにおいて、Y2で表される2価の連結基としては、一般式(4)において、Y1で表される2価の連結基と同義である。
 一般式(A-1)のE11~E20、一般式(A-2)のE21~E30、一般式(A-3)のE31~E40、一般式(A-4)のE41~E50で、各々表される-C(R2)=のR2で表される置換基は、一般式(1)のR11,R12として例示した置換基と同義である。
 次に、一般式(4)で表される化合物のさらに好ましい態様について説明する。
(一般式(5)で表される化合物)
 上記一般式(4)で表される化合物の中でも、下記一般式(5)で表される化合物が好ましい。以下、一般式(5)で表される化合物について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
 
 上記一般式(5)の式中、Y5は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる2価の連結基を表す。E51~E66は、各々-C(R3)=又は-N=を表し、R3は水素原子又は置換基を表す。Y6~Y9は、各々芳香族炭化水素環から導出される基又は芳香族複素環から導出される基を表し、Y6又はY7の少なくとも一方、及びY8又はY9の少なくとも一方は、N原子を含む芳香族複素環から導出される基を表す。n3及びn4は0~4の整数を表すが、n3+n4は2以上の整数である。
 一般式(5)におけるY5で表されるアリーレン基としては、例えば、o-フェニレン基、p-フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、ナフタセンジイル基、ピレンジイル基、ナフチルナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基(例えば、[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイル基、3,3’-ビフェニルジイル基、3,6-ビフェニルジイル基等)、テルフェニルジイル基、クアテルフェニルジイル基、キンクフェニルジイル基、セキシフェニルジイル基、セプチフェニルジイル基、オクチフェニルジイル基、ノビフェニルジイル基、デシフェニルジイル基等が例示される。
 また一般式(5)におけるY5で表されるヘテロアリーレン基としては、例えば、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(モノアザカルボリン環ともいい、カルボリン環を構成する炭素原子のひとつが窒素原子で置き換わった構成の環構成を示す)、トリアゾール環、ピロール環、ピリジン環、ピラジン環、キノキサリン環、チオフェン環、オキサジアゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、インドール環からなる群から導出される2価の基等が例示される。
 Y5で表されるアリーレン基、ヘテロアリーレン基又はそれらの組み合わせからなる2価の連結基の好ましい態様としては、ヘテロアリーレン基の中でも、3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基を含むことが好ましく、また、当該3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環から導出される基としては、ジベンゾフラン環から導出される基又はジベンゾチオフェン環から導出される基が好ましい。
 一般式(5)においてE51~E66で各々表される-C(R3)=のR3が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式(1)で例示した置換基が適用される。
 一般式(5)において、E51~E66で各々表される基としては、E51~E58のうちの6つ以上及びE59~E66のうちの6つ以上が、各々-C(R3)=で表されることが好ましい。
 一般式(5)において、Y6~Y9は、各々芳香族炭化水素環から導出される基の形成に用いられる芳香族炭化水素環としては、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、アズレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピレン環、クリセン環、ナフタセン環、トリフェニレン環、o-テルフェニル環、m-テルフェニル環、p-テルフェニル環、アセナフテン環、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、上記芳香族炭化水素環は、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(5)において、Y6~Y9は、各々芳香族複素環から導出される基の形成に用いられる芳香族複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環、ピロール環、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、オキサジアゾール環、トリアゾール環、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、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する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、上記芳香族炭化水素環は、一般式(1)で例示した置換基を有してもよい。
 一般式(5)において、Y6又はY7の少なくとも一方、及びY8又はY9の少なくとも一方で表されるN原子を含む芳香族複素環から導出される基の形成に用いられるN原子を含む芳香族複素環としては、例えば、オキサゾール環、ピロール環、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、オキサジアゾール環、トリアゾール環、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、インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾオキサゾール環、キノキサリン環、キナゾリン環、シンノリン環、キノリン環、イソキノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、カルバゾール環、カルボリン環、ジアザカルバゾール環(カルボリン環を構成する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。
 一般式(5)において、Y7、Y9で表される基としては、各々ピリジン環から導出される基を表すことが好ましい。
 また、一般式(5)において、Y6及びY8で表される基としては、各々ベンゼン環から導出される基を表すことが好ましい。
 (一般式(6)で表される化合物)
 上記一般式(5)で表される化合物の中でも、下記一般式(6)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 
 上記一般式(6)の式中、Y21は、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはそれらの組み合わせからなる2価の連結基を表す。E201~E216、E221~E238は、各々-C(R21)=または-N=を表し、R21は水素原子または置換基を表す。ただし、E221~E229の少なくとも1つおよびE230~E238の少なくとも1つは-N=を表す。k21およびk22は0~4の整数を表すが、k21+k22は2以上の整数である。
 一般式(6)におけるY21は、一般式(5)におけるY5と同義である。
 一般式(6)において、E201~E216、E221~E238で各々表される-C(R21)=のR21が置換基である場合、その置換基の例としては、一般式(1)で例示した置換基が同様に適用される。
 一般式(6)において、E201~E208のうちの6つ以上、およびE209~E216のうちの6つ以上が、各々-C(R21)=で表されることが好ましい。
 一般式(6)において、E225~E229の少なくとも1つ、およびE234~E238の少なくとも1つが-N=を表すことが好ましい。
 さらには、一般式(6)において、E225~E229のいずれか1つ、およびE234~E238のいずれか1つが-N=を表すことが好ましい。
 また、一般式(6)において、E221~E224およびE230~E233が、各々-C(R21)=で表されることが好ましい態様として挙げられる。
 さらに、一般式(6)で表される化合物において、E203が-C(R21)=で表され、かつR21が連結部位を表すことが好ましく、さらに、E211も同時に-C(R21)=で表され、かつR21が連結部位を表すことが好ましい。
 さらに、E225及びE234が-N=で表されることが好ましく、E221~E224およびE230~E233が、各々-C(R21)=で表されることが好ましい。
 以上のような一般式(4)、(5)、または(6)で表される化合物の具体例として、下記に示す化合物(1~118)が例示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 
[阻止層:正孔阻止層、電子阻止層]
 阻止層は、上述のように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。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日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
 正孔阻止層とは、広い意味では、電子輸送層32dの機能を有する。正孔阻止層は、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい正孔阻止材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する電子輸送層32dの構成を必要に応じて、正孔阻止層として用いることができる。正孔阻止層は、発光層32cに隣接して設けられていることが好ましい。
 一方、電子阻止層とは、広い意味では、正孔輸送層32bの機能を有する。電子阻止層は、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からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層32b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。阻止層の厚さとしては、好ましくは3~100nmであり、さらに好ましくは5~30nmである。
[補助電極]
 補助電極は、透明電極20の抵抗を下げる目的で設けられ、透明電極20の導電層13に接して設けられる。補助電極を形成する材料は、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の抵抗が低い金属が好ましい。これらの金属は光透過性が低いため、光取り出し面からの発光光hの取り出しの影響のない範囲でパターン形成される。このような補助電極の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法、エアロゾルジェット法などが挙げられる。補助電極の線幅は、光を取り出す開口率の観点から50μm以下であることが好ましく、補助電極の厚さは、導電性の観点から1μm以上であることが好ましい。
[封止材]
 封止材は、有機電界発光素子30を覆うものであって、板状(フィルム状)の封止部材であって接着剤によって透明基板31側に固定されていてもよく、封止層であってもよい。この封止材は、有機電界発光素子30における透明電極20及び対向電極33の端子部分を露出させる状態で、少なくとも発光機能層32を覆う状態で設けられている。また封止材に電極を設け、有機電界発光素子30の透明電極20及び対向電極33の端子部分と、この電極とを導通させるように構成されていてもよい。
 板状(フィルム状)の封止材としては、具体的には、ガラス基板、ポリマー基板が挙げられ、これらの基板材料をさらに薄型のフィルム状にして用いてもよい。ガラス基板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー基板としては、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。
 なかでも、素子を薄型化できるということから、封止材として薄型のフィルム状にしたポリマー基板を好ましく使用することができる。
 さらには、フィルム状としたポリマー基板は、JIS-K-7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10-3ml/(m・24h・atm)以下、JIS-K-7129-1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が、1×10-3g/(m・24h)以下であることが好ましい。
 また、以上のような基板材料は、凹板状に加工して封止材として用いてもよい。この場合、上述した基板部材に対してサンドブラスト加工、化学エッチング加工等の加工が施され、凹状が形成される。
 また、これに限らず、金属材料を用いてもよい。金属材料としては、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、モリブデン、シリコン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる一種以上の金属又は合金が挙げられる。このような金属材料は、薄型のフィルム状にして封止材として用いることにより、有機電界発光素子が設けられた発光パネル全体を薄型化できる。
 また、このような板状の封止材を透明基板31側に固定するための接着剤は、封止材と透明基板31との間に挟持された有機電界発光素子30を封止するためのシール剤として用いられる。このような接着剤は、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-シア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、このような接着剤としては、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィ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樹脂接着剤を挙げることができる。
 なお、有機電界発光素子30を構成する有機材料は、熱処理により劣化する場合がある。このため、室温から80℃までに接着硬化できる接着剤を使用することが好ましい。また、接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。
 封止材と透明基板31との接着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い。
 また、板状の封止材と透明基板31と接着剤との間に隙間が形成される場合、この間隙には、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、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
 吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、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、沃化バリウム、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おいては無水塩が好適に用いられる。
 一方、封止材として封止層を用いる場合、有機電界発光素子30における発光機能層32を完全に覆い、かつ有機電界発光素子30における透明電極20及び対向電極33の端子部分を露出させる状態で、透明基板31上に封止層が設けられる。
 このような封止層は、無機材料や有機材料を用いて構成される。特に、水分や酸素等、有機電界発光素子30における発光機能層32の劣化をもたらす物質の浸入を抑制する機能を有する材料で構成されることとする。このような材料として、例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化炭化珪素等の無機材料が用いられる。さらに封止層の脆弱性を改良するために、これら無機材料からなる層や、有機材料からなる層を用いて積層構造としてもよい。また、封止層には導電層の腐食を防ぐ防腐剤を添加していてもよい。
 これらの層の形成方法については、特に限定はなく、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。
[保護層、保護板]
 尚、ここでの図示は省略したが、透明基板31との間に有機電界発光素子EL及び封止材を挟んで保護層若しくは保護板を設けてもよい。この保護層若しくは保護板は、有機電界発光素子ELを機械的に保護するためのものであり、特に封止材が封止層である場合には、有機電界発光素子ELに対する機械的な保護が十分ではないため、このような保護層若しくは保護板を設けることが好ましい。
 以上のような保護層若しくは保護板は、ガラス板、ポリマー板、これよりも薄型のポリマーフィルム、金属板、これよりも薄型の金属フィルム、又はポリマー材料膜や金属材料膜が適用される。このうち特に、軽量かつ薄型化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
[有機電界発光素子の作製方法]
 ここでは一例として、図3に示す有機電界発光素子30の製造方法を説明する。
 まず、透明基板31上に、高屈折率層24を30nm程度の厚さに形成する。次に、AgAl層12を、0.5nm~5nmの厚さに形成する。その後、銀(又は銀を主成分とした合金)からなる導電層13を、AgAl層12との合計の厚さが3nm~15nmとなるように形成し、アノード側の透明電極20を透明基板31上に作製する。これらの高屈折率層24、AgAl層及び導電層13の形成は、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、スパッタ法、印刷法等があるが、均質な層が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法が特に好ましい。また、導電層13の形成前後には、必要に応じて補助電極のパターン形成を行う。
 次にこの上に、正孔注入層32a、正孔輸送層32b、発光層32c、電子輸送層32d、電子注入層32eの順に形成し、発光機能層32を形成する。これらの各層の形成は、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、蒸着法、スパッタ法、印刷法等があるが、均質な層が得られやすく、且つピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法又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形成方法を適用してもよい。これらの各層の形成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、一般に化合物を収蔵したボート加熱温度50℃~450℃、真空度10-6Pa~10-2Pa、蒸着速度0.01nm/秒~50nm/秒、基板温度-50℃~300℃、厚さ0.1μm~5μmの範囲で、各条件を適宜選択することが望ましい。
 次に、カソードとなる対向電極33を、蒸着法やスパッタ法などの適宜の形成方法によって形成する。この際、発光機能層32によって透明電極20に対して絶縁状態を保ちつつ、発光機能層32の上方から透明基板31の周縁に端子部分を引き出した形状にパターン形成する。
 これにより、有機電界発光素子30が得られる。またその後には、有機電界発光素子30における透明電極20及び対向電極33の端子部分を露出させた状態で、少なくとも発光機能層32を覆う封止材を設ける。この際、接着剤を用いて、封止材を透明基板31側に接着し、これらの封止材-透明基板31間に有機電界発光素子30を封止する。
 以上により、透明基板31上に所望の有機電界発光素子30が得られる。このような有機電界発光素子30の作製においては、一回の真空引きで一貫して発光機能層32から対向電極33まで作製するのが好ましいが、途中で真空雰囲気から透明基板31を取り出して異なる形成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。
 このようにして得られた有機電界発光素子30に直流電圧を印加する場合には、アノードである導電層13を+の極性とし、カソードである対向電極33を-の極性として、電圧2V以上40V以下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。尚、印加する交流の波形は任意でよい。
[有機電界発光素子の効果]
 以上説明した有機電界発光素子30は、上述の第2実施形態の導電性と光透過性とを兼ね備えた透明電極20をアノードとして用い、この上部に発光機能層32とカソードとなる対向電極33とをこの順に設けた構成である。このため、透明電極20と対向電極33との間に十分な電圧を印加して有機電界発光素子30での高輝度発光を実現しつつ、透明電極20側からの発光光hの取り出し効率が向上することによる高輝度化を図ることが可能である。さらに、所定輝度を得るための駆動電圧の低減による発光寿命の向上を図ることも可能になる。
〈4.有機電界発光素子(第4実施形態:トップエミッション型)〉
 次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態は、電子デバイスの一例として、上述の第2実施形態の透明電極を用いたトップエミッション型の有機電界発光素子について説明する。図4に、本実施形態の有機電界発光素子の断面構成図を示す。以下にこの図に基づいて有機電界発光素子の構成を説明する。
[有機電界発光素子の構成]
 図4に示す有機電界発光素子40は、基板41上に設けられており、基板41側から順に、アノードとなる対向電極42、発光機能層32、およびカソードとなる透明電極20が積層されている。このうち、透明電極20として、上述の第2実施形態の透明電極20が用いられている。このため有機電界発光素子40は、基板41とは反対側の透明電極20側から発光光hを取り出すトップエミッション型として構成されている。
 なお、図4に示す有機電界発光素子40において、上述の図3に示す第3実施形態の有機電界発光素子30と異なる構成は、基板41上に対向電極42を設け、この上部に発光機能層32と透明電極20とをこの順に積層している点である。以下、上述の第3実施形態の有機電界発光素子と同様の構成要素についての重複する詳細な説明は省略し、第4実施形態の有機電界発光素子40の構成を説明する。
 透明電極20は、上述の第2実施形態の透明電極20であり、発光機能層32側から順に導電層13、AgAl層12、及び、高屈折率層24が順に形成された構成である。ここでは特に、透明電極20を構成する導電層13が実質的なカソードとなる。
 このような有機電界発光素子40の全体的な層構造が限定されることはく、一般的な層構造であってよいことは、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。本実施形態の場合の一例としては、アノードとして機能する対向電極42の上部に、正孔注入層32a/正孔輸送層32b/発光層32c/電子輸送層32d/電子注入層32eがこの順に積層され、さらにこの上部にカソードとなる透明電極20が積層された構成が例示される。ただし、このうち少なくとも有機材料を用いて構成された発光層32cを有することが必須である。また、電子輸送層32dは、電子注入層32eを兼ねたもので、電子注入性を有する電子輸送層32dとして設けられていてもよい。
[発光層]
 このような発光機能層32のうち、透明電極20を構成する導電層13の下地となる層、ここでは電子注入層32eは、第3実施形態の有機電界発光素子において説明した材料のうち、有機材料を用いて構成される。好ましくは、窒素含有化合物を用いて構成される。また、導電層13の下地となる層が、電子輸送層または電子輸送性を兼ねた電子注入層であれば、窒素含有化合物として、第3実施形態の有機電界発光素子において電子輸送層32dの材料として説明した一般式(4)~(6)で示される化合物、その具体例として示した化合物1~118を好ましく用いる。
 なお、発光機能層32は、これらの層の他にも、第3実施形態の有機電界発光素子で説明したと同様に、必要に応じたさまざまな構成が採用され、ここでの図示を省略した正孔阻止層や電子阻止層が設けられてもよい。以上のような構成において、透明電極20と対向電極42とで発光機能層32が挟持された部分のみが、有機電界発光素子40における発光領域となることも、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。
 また、以上のような層構成においては、透明電極20の低抵抗化を図ることを目的とし、透明電極20の導電層13に接して補助電極が設けられていてもよいことも、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。
 さらに、発光機能層32の下方にアノードとして設けられる対向電極42は、金属、合金、有機または無機の導電性化合物、およびこれらの混合物が用いられる。具体的には、金(Au)等の金属、ヨウ化銅(CuI)、ITO、ZnO、TiO、SnO等の酸化物半導体などが挙げられる。
 以上のような対向電極42は、これらの導電性材料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、対向電極42としてのシート抵抗は、数百Ω/sq.以下が好ましく、厚さは通常5nm~5μm、好ましくは5nm~200nmの範囲で選ばれる。
 またこのようなトップエミッション型の有機電界発光素子40を封止する封止材は、発光光hを取り出せるよう光透過性を有する透明封止材である。このような透明封止材は、先の第3実施形態の有機電界発光素子で用いた材料のうち、光透過性を有する材料を用いることができる。
[有機電界発光素子の効果]
 以上説明した有機電界発光素子40は、上述の第2実施形態の導電性と光透過性とを兼ね備えた透明電極20をカソードとして用い、この透明電極20における導電層13側に発光機能層32とアノードとなる対向電極42とをこの順に設けた構成である。このため、第3実施形態の有機電界発光素子と同様に、透明電極20と対向電極42との間に十分な電圧を印加して有機電界発光素子40での高輝度発光を実現しつつ、透明電極20側からの発光光hの取り出し効率が向上することによる高輝度化を図ることが可能である。さらに、所定輝度を得るための駆動電圧の低減による発光寿命の向上を図ることも可能になる。
〈5.有機電界発光素子(第5実施形態:両面発光型)〉
 次に、本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態は、電子デバイスの一例として、上述の第2実施形態の透明電極を用いた両面発光型の有機電界発光素子について説明する。図5に、本実施形態の有機電界発光素子の断面構成図を示す。以下にこの図に基づいて有機電界発光素子の構成を説明する。
[有機電界発光素子の構成]
 図5に示す有機電界発光素子50は、透明基板31上に設けられており、透明基板31側から順に、アノードとなる透明電極20A、発光機能層32、及び、カソードとなる透明電極20Bがこの順に積層されている。このうち、透明電極20A,Bは、上述の第2実施形態の透明電極20が用いられ、それぞれを区別するためにアノード側の構成にA、カソード側の構成にBの符号を付している。これにより有機電界発光素子50は、透明基板31側およびこれとは逆側の透明封止材側の両面から発光光hを取り出す両面発光型として構成されている。
 なお、図5に示す有機電界発光素子50において、上述の図3に示す第3実施形態の有機電界発光素子30と異なる構成は、封止材として透明封止材を用い、2つの透明電極20間に発光機能層32を挟持させたところにある。以下、上述の第3実施形態及び第4実施形態の有機電界発光素子と同様の構成要素についての重複する詳細な説明は省略し、第5実施形態の有機電界発光素子の構成を説明する。
 有機電界発光素子50の全体的な層構造が限定されることはく、一般的な層構造であってよいことは、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。本実施形態としては、アノードとなる透明電極20Aの上部に、正孔注入層32a/正孔輸送層32b/発光層32c/電子輸送層32d/電子注入層32eをこの順に設けた構成が例示され、この上部にカソードとなる透明電極20Bが積層された構成が例示される。
 また本実施形態の有機電界発光素子50においては、透明基板31側に設けられた透明電極20Aは、透明基板31側から高屈折率層24A、AgAl層12A、導電層13Aの順に設けられる。これに対して、発光機能層32上に設けられた透明電極20Bは、発光機能層32側から導電層13B、AgAl層12B、高屈折率層24Bの順に設けられる。これにより、実質的にアノードとして機能する導電層13Aと、実質的にカソードとして機能する導電層13Bとの間に発光機能層32が狭持された状態となる。
 尚、発光機能層32は、第3実施形態の有機電界発光素子で説明したと同様に、必要に応じたさまざまな構成が採用され、ここでの図示を省略した正孔阻止層や電子阻止層が設けられてもよい。以上のような構成において、2つの透明電極20A,Bで挟持された部分のみが、有機電界発光素子50における発光領域となることも、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。
 ただし、発光機能層32のうち、発光機能層32上に設けられた透明電極20Bを構成する導電層13Bの下地となる層、ここでは電子注入層32eは、第3実施形態の有機電界発光素子で説明した材料のうち、有機材料を用いて構成される。好ましくは、窒素含有化合物を用いて構成される。窒素含有化合物としては、第3実施形態の有機電界発光素子で電子輸送層32dの材料として説明した一般式(4)~(6)で示される化合物、その具体例として示した化合物1~118を好ましく用いる。
 また以上のような層構成においては、透明電極20の低抵抗化を図ることを目的とし、2つの透明電極20A,Bの導電層13に接して補助電極が設けられていてもよいことも、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。
 さらにこの有機電界発光素子50は、両面発光型であるため、光透過性を有する透明封止材によって封止される。
[有機電界発光素子の効果]
 以上説明した有機電界発光素子50は、上述の第2実施形態の導電性と光透過性とを兼ね備えた透明電極20をアノードおよびカソードとして用い、この間に発光機能層32を挟持した構成である。このため、第3実施形態の有機電界発光素子と同様に、2つの透明電極20間に十分な電圧を印加して有機電界発光素子50での高輝度発光を実現しつつ、2つの透明電極20側からの発光光hの取り出し効率が向上することによる高輝度化を図ることが可能である。さらに、所定輝度を得るための駆動電圧の低減による発光寿命の向上を図ることも可能になる。
〈6.有機電界発光素子(第6実施形態:逆積み構成)〉
 次に、本発明の第6実施形態について説明する。第6実施形態は、電子デバイスの一例として、上述の第3実施形態の有機電界発光素子において、透明基板31側から順にカソード(透明電極20)、発光機能層32、アノード(対向電極42)を設けて積層順を逆にした、ボトムエミッション型の有機電界発光素子について説明する。図6に、本実施形態の有機電界発光素子の断面構成図を示す。以下にこの図に基づいて有機電界発光素子の構成を説明する。
[有機電界発光素子の構成]
 図6に示す有機電界発光素子60は、透明基板31上に設けられており、透明基板31側から順に、カソードとなる透明電極20、発光機能層32、およびアノードとなる対向電極33がこの順に積層されている。このうち、透明電極20として、先に説明した本発明の透明電極20を用いているところが特徴的である。このため有機電界発光素子60は、少なくとも透明基板31側から発光光hを取り出すボトムエミッション型として構成されている。
 このような有機電界発光素子60の全体的な層構造が限定されることはなく、一般的な層構造であってよいことは、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。本実施形態の場合の一例としては、カソードとなる透明電極20の上部に、電子注入層32e/電子輸送層32d/発光層32c/正孔輸送層32b/正孔注入層32aをこの順に設けた構成が例示され、この上部にアノードとなる対向電極33が積層された構成が例示される。
 尚、発光機能層32は、第3実施形態の有機電界発光素子で説明したと同様に、必要に応じたさまざまな構成が採用され、ここでの図示を省略した正孔阻止層や電子阻止層が設けられてもよい。以上のような構成において、透明電極20と対向電極33とで挟持された部分のみが、有機電界発光素子60における発光領域となることも、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。
 また以上のような層構成においては、透明電極20の低抵抗化を図ることを目的とし、透明電極20の導電層13に接して補助電極が設けられていてもよいことも、第3実施形態の有機電界発光素子と同様である。
 さらに、発光機能層32の上方にアノードとして設けられる対向電極33は、第3実施形態の有機電界発光素子のアノードと同様の金属、合金、有機または無機の導電性化合物、およびこれらの混合物が用いられる。
[有機電界発光素子の効果]
 以上説明した有機電界発光素子60は、上述の第2実施形態の導電性と光透過性とを兼ね備えた透明電極20をカソードとして用い、この上部に発光機能層32とアノードとなる対向電極33とをこの順に設けた構成である。このため、第3実施形態の有機電界発光素子と同様に、透明電極20と対向電極33との間に十分な電圧を印加して有機電界発光素子60での高輝度発光を実現しつつ、透明電極20側からの発光光hの取り出し効率が向上することによる高輝度化を図ることが可能である。さらに、所定輝度を得るための駆動電圧の低減による発光寿命の向上を図ることも可能になる。
[有機電界発光素子の用途]
 上述した各実施形態の有機電界発光素子は、上述したように面発光体であるため各種の発光光源として用いることができる。例えば、家庭用照明や車内照明などの照明装置、時計や液晶用のバックライト、看板広告用照明、信号機の光源、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く、特にカラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
 また、各実施形態の有機電界発光素子は、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ョン装置や、静止画像や動画像を直接視認するタイプの表示装置(ディスプレイ)として使用してもよい。この場合、近年の照明装置およびディスプレイの大型化にともない、有機電界発光素子を設けた発光パネル同士を平面的に接合する、いわゆるタイリングによって発光面を大面積化してもよい。
 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、単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでもよい。また異なる発光色を有する本発明の有機電界発光素子を2種以上使用することにより、カラーまたはフルカラー表示装置を作製することが可能である。
〈7.照明装置〉
[照明装置-1]
 本発明の第7実施形態について説明する。第7実施形態は、電子デバイスの一例として上述の各実施形態の有機電界発光素子を用いた照明装置について説明する。
 本実施形態の照明装置に用いる有機電界発光素子は、上述した構成の各有機電界発光素子に共振器構造を持たせた設計としてもよい。共振器構造として構成された有機電界発光素子の使用目的としては、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるが、これらに限定されない。また、レーザー発振をさせることにより上記用途に使用してもよい。
 なお、有機電界発光素子に用いられる材料は、実質的に白色の発光を生じる有機電界発光素子(白色有機電界発光素子ともいう)に適用できる。例えば、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こともできる。複数の発光色の組み合わせとしては、赤色、緑色、青色の3原色の3つの発光極大波長を含有させてもよいし、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させてもよい。
 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、複数のリン光又は蛍光で発光する材料の組み合わせや、蛍光又はリン光で発光する発光材料と、発光材料からの光を励起光として発光する色素材料との組み合わせでもよい。白色有機電界発光素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせて混合してもよい。
 このような白色有機電界発光素子は、各色発光の有機電界発光素子をアレー状に個別に並列配置して白色発光を得る構成と異なり、有機電界発光素子自体が白色を発光する。このため、素子を構成するほとんどの層の形成にマスクを必要とせず、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、印刷法等で例えば導電層を形成でき、生産性も向上する。
 また、このような白色有機電界発光素子の発光層に用いる発光材料としては、特に制限はなく、例えば液晶表示素子におけるバ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、上述の有機電界発光素子の実施形態に記載の金属錯体、また公知の発光材料の中から任意の材料を選択して組み合わせて白色化すればよい。
 以上に説明した白色有機電界発光素子を用いれば、実質的に白色の発光を生じる照明装置を作製することが可能である。
[照明装置-2]
 また、照明装置は、例えば有機電界発光素子を複数用いることにより、発光面を大面積化することもできる。この場合、透明基板上に有機電界発光素子を設けた複数の発光パネルを、支持基板上に複数配列する(すなわちタイリングする)ことによって発光面を大面積化する。支持基板は、封止材を兼ねるものであってもよく、この支持基板と、発光パネルの透明基板との間に有機電界発光素子を挟持する状態で各発光パネルをタイリングする。支持基板と透明基板との間には接着剤を充填し、これによって有機電界発光素子を封止してもよい。尚、発光パネルの周囲には、透明電極及び対向電極の端子を露出させておく。
 このような構成の照明装置では、各発光パネルの中央が発光領域となり、発光パネル間には非発光領域が発生する。このため、非発光領域からの光取り出し量を増加させるための光取り出し部材を、光取り出し面の非発光領域に設けてもよい。光取り出し部材としては、集光シートや光拡散シートを用いることができる。
 以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[透明電極の作製]
 試料101~138の各透明電極を、導電性領域の面積が5cm×5cmとなるように作製した。下記表1には、試料101~138の各透明電極における各層の構成を示した。
[試料101~103の透明電極の作製]
 以下のようにして、ガラス製の基材上に、下記表1に示すそれぞれの厚さで銀からなる導電層を形成した。
 先ず、透明な無アルカリガラス製の基材を、市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、真空蒸着装置の真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀(Ag)を入れ、当該真空槽内に取り付けた。次に、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、抵抗加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒で、銀からなる導電層をそれぞれの厚さで形成した。試料101では厚さ6nmで形成し、試料102では厚さ8nmで形成し、試料103では厚さ15nmで形成した。
[試料104~106の透明電極の作製]
 以下のようにして、ガラス製の基材上に、二酸化チタン(TiO)からなる高屈折率層を30nmの厚さで形成し、この上部に銀からなる導電層を下記表1に示すそれぞれの厚さで形成した。
 先ず、透明な無アルカリガラス製の基材を電子ビーム蒸着装置の基材ホルダーに固定し、酸化チタン(TiO)を加熱ボートに入れ、これらの基板ホルダーと加熱ボートとを電子ビーム蒸着装置の真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀(Ag)を入れ、真空蒸着装置の真空槽に取り付けた。
 次に、電子ビーム蒸着装置の真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、二酸化チタン(TiO)の入った加熱ボートに電子ビームを照射して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒で基材上に厚さ30nmの二酸化チタンからなる高屈折率層を設けた。
 次に、高屈折率層まで形成した基材を真空蒸着装置の真空槽に移し、当該真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、銀の入った抵抗加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒で、銀からなる導電層をそれぞれの厚さで形成した。試料104では厚さ6nmで形成し、試料105では厚さ8nmで形成し、試料106では厚さ15nmで形成した。
[試料107の透明電極の作製]
 以下のようにして、ガラス製の基材上に、AgAl層(Al含有率70atm%)を5nmの厚さで形成し、この上部に銀からなる導電層を10nmの厚さで形成した。
 先ず、透明な無アルカリガラス製の基材を市販の真空蒸着装置の基材ホルダーに固定し、真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートにAgAl(Al含有率70atm%)を入れ、当該第1真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀(Ag)を入れ、真空蒸着装置の第2真空槽に取り付けた。
 次に、真空蒸着装置の第1真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、AgAlの入った抵抗加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒で高屈折率層上にAgAl層を5nmの厚さで設けた。
 次に、AgAl層まで形成した基材を第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、銀の入った抵抗加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒で厚さ10nmの銀からなる導電層を形成した。
[試料108の透明電極の作製]
 導電層の厚さを3nmとした以外は、上記試料107と同様の手順で試料108の各透明電極を得た。
[試料109~113の透明電極の作製]
 AgAl層を表1に示すAl含有率(50atm%、10atm%、5atm%、1atm%、0.5atm%)にそれぞれ変更した以外は、上記試料108と同様の手順で試料109~113の各透明電極を得た。
[試料114~119の透明電極の作製]
 AgAl層を表1に示すAl含有率(70atm%、50atm%、10atm%、5atm%、1atm%、0.5atm%)にそれぞれ変更し、AgAl層の厚さを1nmに変更し、さらに、導電層の厚さを7nmとした以外は、上記試料107と同様の手順で試料114~119の各透明電極を得た。
[試料120~125の透明電極の作製]
 AgAl層を表1に示すAl含有率(70atm%、50atm%、10atm%、5atm%、1atm%、0.5atm%)にそれぞれ変更し、AgAl層の厚さを0.5nmに変更し、さらに、導電層の厚さを7.5nmとした以外は、上記試料107と同様の手順で試料120~125の各透明電極を得た。
[試料126の透明電極の作製]
 基材としてポリエチレンテレフタレート(PET)を用いたこと以外は、上記試料125と同様の手順で試料126の透明電極を得た。
[試料127の透明電極の作製]
 以下のようにして、ガラス製の基材上に、二酸化チタン(TiO)からなる高屈折率層を30nmの厚さで形成し、この上部にAgAl層(Al含有率10atm%)を5nmの厚さで形成し、さらに銀からなる導電層を3nmの厚さで形成した。
 先ず、透明な無アルカリガラス製の基材を市販の電子ビーム蒸着装置の基材ホルダーに固定し、二酸化チタン(TiO)を加熱ボートに入れ、これらの基板ホルダーと加熱ボートとを電子ビーム蒸着装置の真空槽に取り付けた。次に、タングステン製の抵抗加熱ボートにAgAl(Al含有率10atm%)を入れ、真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。また、タングステン製の抵抗加熱ボートに銀(Ag)を入れ、真空蒸着装置の第2真空槽に取り付けた。
 次に、電子ビーム蒸着装置の真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、二酸化チタンの入った加熱ボートに電子ビームを照射し加熱して、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒で基材上に厚さ30nmの二酸化チタンからなる高屈折率層を設けた。
 続いて、高屈折率層まで形成した基材を真空のまま真空蒸着装置の第1真空槽に移し、第1真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、AgAlの入った抵抗加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒で高屈折率層上にAgAl層を5nmの厚さで設けた。
 次に、アルミニウム含有層まで形成した基材を第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、銀の入った抵抗加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒で厚さ3nmの銀からなる導電層を形成した。
[試料128~130の透明電極の作製]
 AgAl層を表1に示すAl含有率(5atm%、1atm%、0.5atm%)にそれぞれ変更した以外は、上記試料127と同様の手順で試料128~130の各透明電極を得た。
[試料131~134の透明電極の作製]
 AgAl層を表1に示すAl含有率(10atm%、5atm%、1atm%、0.5atm%)にそれぞれ変更し、AgAl層の厚さを0.5nmに変更し、さらに、導電層の厚さを7.5nmとした以外は、上記試料127と同様の手順で試料131~134の各透明電極を得た。
[試料135の透明電極の作製]
 高屈折率層に用いる材料を酸化ニオブ(Nb)とした以外は、上記試料134と同様の手順で試料135の各透明電極を得た。
[試料136の透明電極の作製]
 高屈折率層に用いる材料を酸化タンタル(Ta)とした以外は、上記試料134と同様の手順で試料136の各透明電極を得た。
[試料137の透明電極の作製]
 高屈折率層に用いる材料を酸化セリウム(CeO)とした以外は、上記試料134と同様の手順で試料137の各透明電極を得た。
[試料138の透明電極の作製]
 導電層に用いる材料をAgAu(Au含有率5atm%)とした以外は、上記試料125と同様の手順で試料138の各透明電極を得た。
[実施例1の各試料の評価]
 上記で作製した試料101~138の各透明電極について、光透過率、シート抵抗値、及び、保存性を測定した。
 光透過率の測定は、分光光度計(日立製作所製U-3300)を用い、試料と同じ基材をベースラインとして行った。
 シート抵抗値の測定は、抵抗率計(三菱化学社製MCP-T610)を用い、4端子4探針法定電流印加方式で行った。
 保存性の測定においては、高温環境(60℃)下に試料101~138の各発光パネルを7日間保存した後、文字を表した画像の上部に透明電極が形成された透明基板を重ね合わせ、これらを介しての文字の見えやすさを5段階評価した。5段階評価は、透明電極の電極面に対する方線方向を0°とし0°と45°の2つの角度から行い、これを平均した。
 結果を下記表1に合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000063
 
[実施例1の評価結果]
 表1に示す結果から、AgAl層を有していない試料101~106は、透過率が低いことがわかる。これらは、AgAl層を備えていないことにより、導電層を構成するAgの凝集が起き、導電層の均一性が低下したためである。また、この試料101~106では、Agの凝集により抵抗値が大きく、導電層を15nmと厚く形成した試料103と試料106以外は、抵抗値が測定できなかった。また、試料103と試料106では、導電層が15nmと厚いため、透過率が他の試料よりも低下している。
 また、AgAl層において、Al含有率が70atm%と高い試料107、試料108、試料114、及び、試料120では、保存性が低下している。これは、AgAl層中のAl含有量が大きいため、Alの酸化によるAgAl層の形状変化が発生したためである。高温保存時にAlの酸化が進行し、さらに酸化アルミニウムの結晶成長や凝集等が発生し、AgAl層の均一性が低下することにより透明電極の視認性が低下したと考えられる。
 さらに、試料107は、同じAl含有率の試料108、試料114、及び、試料120に比べて透過率が低下している。これは、試料107のAgAl層と導電層との合計厚さが15nmであり、他の試料よりも大きいため、透過率が低下した。これは、上記試料103及び試料106と同様の理由であり、AgAl層と導電層との合計の厚さが、透明電極の透過率に影響を与えることを意味している。この結果から、AgAl層と導電層の合計の厚さが小さい方が、透明電極の透過率が高くなることがわかる。
 また、導電層とAgAl層の厚さを一定とし、AgAl層のAl含有率を変化させた、試料108~113、試料114~119、及び、試料120~125では、Al含有率が低い方が、透過率、面抵抗、及び、保存性のすべての値が向上している。この結果から、AgAl層において、Al含有率が低い程、透明電極の特性が向上することがわかる。
 しかしながら、AgAl層を設けていない試料101~106の結果を考慮すると、Al含有層を有していない場合には、Agからなる導電層の形成が困難となる。
 さらに、Al含有率を1atm%から0.5atm%に低下させた場合にも、透明電極の特性が向上していることから、AgAl層中のAlの含有率は、0.5atm%未満でも透明電極の特性の向上が可能であると考えられる。このため、Al含有率は、AgAl層上に形成されるAgを主成分とする導電層の膜均一性が維持できる限り、小さいことが好ましい。
 基材としてPETフィルムを用いた試料126においても、試料125と同程度の結果が得られていることから、透明電極の基材としては、ガラスと同様に樹脂フィルムを用いることができる。
 高屈折率層としたTiOを形成した試料127~130、及び、試料131~134では、高屈折率層を形成していないことを除いて同じ条件で形成された試料110~113、及び、試料122~125に比べて、面抵抗はほとんど変わらないものの、透過率が向上している。また、高屈折率層としてNb、Ta、又は、CeOを用いた試料135~137では、試料125と同等の透過率を示している。
 この結果から、高屈折率層を有することにより、透明電極の透過率が向上することがわかる。
 さらに、試料138は、導電層として、AgのかわりにAgAuを用いている。この試料138においても、透明電極の透過率、面抵抗、及び、保存性は、Agのみで導電層を形成した他の試料と同程度の結果を示している。このため、試料138の結果から、導電層はAgを主成分とすることにより、Agのみから構成された場合以外でも透明電極の特性が向上することがわかる。
[ボトムエミッション型の有機電界発光素子の作製]
 実施例1で作製した透明電極の試料101~138を、アノードとして発光機能層の下部に設けたボトムエミッション型の有機電界発光素子の試料201~238を作製した。図7を参照し、作製手順を説明する。尚、下記表2には、試料201~238の有機電界発光素子に用いた透明電極の構成を示している。各有機電界発光素子の試料201~238には、試料番号の下2ケタが一致する実施例1の各試料101~138の透明電極を用いた。
[試料201~238の有機電界発光素子の作製手順]
(透明電極の形成)
 先ず、試料201~238の作製において、透明な無アルカリガラス製又はポリエチレンテレフタレート(PET)製の透明基板71の上部に、各透明電極72を形成した。各透明電極72の形成は、実施例1の試料101~138と同様の手順で行った。
(正孔輸送・注入層の形成)
 まず、正孔輸送注入材料として下記構造式に示すα-NPDが入った加熱ボートに通電して加熱し、α-NPDよりなる正孔注入層と正孔輸送層とを兼ねた正孔輸送・注入層73を、透明電極72上に形成した。この際、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒、厚さ20nmとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 
(発光層の形成)
 次に、先に構造式を示したホスト材料H4の入った加熱ボートと、先に構造式を示した燐光発光性化合物Ir-4の入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、ホスト材料H4と燐光発光性化合物Ir-4とよりなる発光層74を、正孔輸送・注入層73上に形成した。この際、蒸着速度がホスト材料H4:燐光発光性化合物Ir-4=100:6となるように、加熱ボートの通電を調節した。また厚さ30nmとした。
(正孔阻止層の形成)
 次に、正孔阻止材料として下記構造式に示すBAlqが入った加熱ボートに通電して加熱し、BAlqよりなる正孔阻止層75を、発光層74上に形成した。この際、蒸着速度0.1nm/秒~0.2nm/秒、厚さ10nmとした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 
(電子輸送・注入層の形成)
 その後、電子輸送材料として先に構造式を示した化合物10の入った加熱ボートと、フッ化カリウムの入った加熱ボートとを、それぞれ独立に通電し、化合物10とフッ化カリウムとよりなる電子注入層と電子輸送層とを兼ねた電子輸送・注入層76を、正孔阻止層75上に形成した。この際、蒸着速度が化合物10:フッ化カリウム=75:25になるように、加熱ボートの通電を調節した。また厚さ30nmとした。
(対向電極:カソードの形成)
 以上の後には、発光機能層が形成された透明基板71を、真空蒸着装置の第2真空槽内に移送し、第2真空槽内を4×10-4Paまで減圧した後、第2真空槽内に取り付けられたアルミニウムの入った加熱ボートを通電して加熱した。これにより、蒸着速度0.3nm/秒で厚さ100nmのアルミニウムからなる対向電極77を形成した。この対向電極77は、カソードとして用いられる。以上により透明基板71上に、ボトムエミッション型の有機電界発光素子70を形成した。
(素子の封止)
 その後、有機電界発光素子70を、厚さ300μmのガラス基板からなる封止材で覆い、有機電界発光素子70を囲む状態で、透明封止材と透明基板71との間に接着剤(シール材)を充填した。接着剤としては、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を用いた。透明封止材と透明基板71との間に充填した接着剤に対して、ガラス基板(透明封止材)側からUV光を照射し、接着剤を硬化させて有機電界発光素子70を封止した。
 尚、有機電界発光素子70の形成においては、各層の形成に蒸着マスクを使用し、5cm×5cmの透明基板71における中央の4.5cm×4.5cmを発光領域とし、発光領域の全周に幅0.25cmの非発光領域を設けた。また、アノードである透明電極72の導電層と、カソードである対向電極77とは、正孔輸送・注入層73から電子輸送・注入層76によって絶縁された状態で、透明基板71の周縁に端子部分を引き出された形状で形成した。
 以上のようにして、透明基板71上に有機電界発光素子70を設け、これを透明封止材と接着剤とで封止した試料201~238の有機電界発光素子の各発光パネルを得た。これらの各発光パネルにおいては、発光層74で発生した各色の発光光hが、透明基板71側から取り出される。
[実施例2の各試料の評価]
 試料201~238で作製した有機電界発光素子70について、駆動電圧および色度差を測定した。この結果を下記表2に合わせて示す。
 駆動電圧の測定においては、各有機電界発光素子70の透明電極72側(すなわち透明基板71側)での正面輝度が1000cd/mとなるときの電圧を駆動電圧として測定した。尚、輝度の測定には分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。得られた駆動電圧の数値が小さいほど、好ましい結果であることを表わす。
 また色度差の測定においては、各有機電界発光素子70に2.5mA/cmの電流を加え、角度の異なる位置からCIE1931表色系における色度を測定した。この際、透明電極72側の発光面に対する法線方向となる0°の位置と、垂直水平(上下左右)方向にそれぞれ45°の各位置とで色度を測定した。角度の異なる位置において測定した色度の差を、色度差として下記表2に示した。色度差は、色度の視野角特性を表し、数値が小さいほど好ましい結果となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000066
 
[実施例2の評価結果]
 表2に示す結果から、AgAl層を有していない試料201~206は、導電層を15nmと厚く形成した試料203と試料206を除き、発光が得られないことが確認された。これらは、使用した透明電極の抵抗値が高く電極として機能しなかったためである。
 また、試料203及び試料206の有機電界発光素子は、導電層が厚さ15nmと厚く電極として機能するため、5V以下の低い駆動電圧により発光が得られることが確認された。しかしながら、試料203及び試料206の有機電界発光素子は、導電層が厚く形成されているため、視野角による色度差が0.15と大きいことが確認された。
 また、AgAl層において、Al含有率が70atm%と高い試料207、試料208、試料214、及び、試料220では、駆動電圧が6~7Vと高い結果となった。これは、AgAl層中のAl含有量が大きいため、Alの酸化によってAgAl層が劣化したためである。
 さらに、試料207は、同じAl含有率の試料208、試料214、及び、試料220に比べて色度差が0.07と大きい。これは、試料207のAgAl層と導電層との合計厚さが15nmであり、他の試料よりも大きいためである。
 また、導電層とAgAl層の厚さを一定とし、AgAl層のAl含有率を変化させた、試料208~225では、Al含有率が50atm%以下の試料では、駆動電圧、色度差共に良好な結果が得られた。同様に、基材としてPETフィルムを用いた試料226や、高屈折率層としてTiO、Nb、Ta、又は、CeOを形成した試料227~237においても、駆動電圧、色度差共に良好な結果が得られた。さらに、導電層として、AgAuを用いた試料238においても、駆動電圧、色度差共に良好な結果が得られた。
 以上の結果から、本発明の構成の透明電極を用いた有機電界発光素子は、低い駆動電圧での高輝度発光と安定した面発光が可能であることが確認された。また、これにより、所定輝度を得るための駆動電圧の低減と、発光寿命の向上が見込まれることが確認された。
 なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。
 10,20,20A,20B,72 透明電極、11,41 基材、12,12A,12B AgAl層、13,13A,13B 導電層、24,24A,24B 高屈折率層、30,40,50,60,70 有機電界発光素子、31,71 透明基板、32 発光機能層、32a 正孔注入層、32b 正孔輸送層、32c,74 発光層、32d 電子輸送層、32e 電子注入層、33,42,77 対向電極、73 正孔輸送・注入層、75 正孔阻止層、76 電子輸送・注入層

Claims (7)

  1.  アルミニウムを50atm%以下含むAgAl層と、
     前記AgAl層に隣接して設けられた銀を主成分とする導電層とを備える
     透明電極。
  2.  前記AgAl層と前記導電層との合計の厚さが15nm以下である請求項1に記載の透明電極。
  3.  前記AgAl層の厚さが5nm以下である請求項2に記載の透明電極。
  4.  前記導電層との間に前記AgAl層を狭持して設けられた高屈折率層を備える請求項1に記載の透明電極。
  5.  前記高屈折率層が、二酸化チタン又は酸化ニオブから構成されている請求項4に記載の透明電極。
  6.  請求項1に記載の透明電極を備える
     電子デバイス。
  7.  有機材料から構成される発光層を備える請求項6記載の電子デバイス。
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