Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP3994799B2 - Organic electroluminescence element and display device - Google Patents

Organic electroluminescence element and display device Download PDF

Info

Publication number
JP3994799B2
JP3994799B2 JP2002169802A JP2002169802A JP3994799B2 JP 3994799 B2 JP3994799 B2 JP 3994799B2 JP 2002169802 A JP2002169802 A JP 2002169802A JP 2002169802 A JP2002169802 A JP 2002169802A JP 3994799 B2 JP3994799 B2 JP 3994799B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
organic
layer
group
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002169802A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004014440A (en
Inventor
岳俊 山田
弘志 北
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2002169802A priority Critical patent/JP3994799B2/en
Publication of JP2004014440A publication Critical patent/JP2004014440A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3994799B2 publication Critical patent/JP3994799B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置に関し、詳しくは、発光輝度に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子及び表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクトロルミネッセンスディスプレイ(ELD)がある。ELDの構成要素としては、無機エレクトロルミネッセンス素子や有機エレクトロルミネッセンス(以下有機ELとも略記する)素子が挙げられる。無機エレクトロルミネッセンス素子は平面型光源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要である。有機EL素子は、一般的には発光する化合物を含有する発光層を、陰極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させることにより励起子(エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光)を利用して発光する素子であり、数V〜数十V程度の電圧で発光が可能であり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
【0003】
しかしながら、今後の実用化に向けた有機EL素子には、さらなる低消費電力で効率よく高輝度に発光する有機EL素子の開発が望まれている。これまで、様々な有機EL素子が報告されている。例えば、Appl.Phys.Lett.,Vol.51、913頁あるいは特開昭59−194393号に記載の正孔注入層と有機発光体層とを組み合わせたもの、特開昭63−295695号に記載の正孔注入層と電子注入輸送層とを組み合わせたもの、Jpn.Journalof Applied Phisycs,vol.127,No.2第269〜271頁に記載の正孔移動層と発光層と電子移動層とを組み合わせたものがそれぞれ開示されている。しかしながら、より高輝度な有機EL素子が求められており、エネルギー変換効率、発光量子効率の更なる向上が期待されている。また、発光寿命が短いという問題点も指摘されている。こうした経時での輝度劣化の要因は完全には解明されていないが、発光中の有機EL素子は自ら発する光、及びその時に発生する熱等によって薄膜を構成する有機化合物自体の分解、薄膜中での有機化合物の結晶化等、有機EL素子材料である有機化合物に由来する要因も指摘されている。
【0004】
有機EL用の発光材料は有機化合物であるがゆえに非常に広範囲に渡る化合物が検討されており、炭素、窒素、酸素、硫黄という典型的な元素の組み合わせ以外にも、その他の特徴的な元素を含む化合物も検討されている。例えば、ホウ素を含有する化合物を使う例も報告されており、特開2000−290645、同2000−294373、同2001−72971、同2001−93670等に記載されているが、何れも発光寿命、発光輝度に問題があった。
【0005】
また、電子輸送材料は、現在のところ知見が少なく、反結合軌道を利用することも相俟って、実用に耐える有用なる高性能電子輸送材料は見い出されていない。例えば、九州大学の研究グループは、オキサジアゾール系誘導体である2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジゾール(t−BuPBD)をはじめ、薄膜安定性を向上させたオキサジアゾール2量体系誘導体の1,3−ビス(4−t−ブチルフェニル−1,3,4−オキサジゾジル)ビフェニレン(OXD−1)、1,3−ビス(4−t−ブチルフェニル−1,3,4−オキサジゾリル)フェニレン(OXD−7)(Jpn.J.Appl.Phys.vol.31(1992),p.1812)を提案している。また、山形大学の研究グループは、電子ブロック性に優れたトリアゾール系電子輸送材料を用いることによりによる白色発光の素子を作製している(Science,3 March 1995,Vol.267,p.1332)。さらに、特開平5−331459号には、フェナントロリン誘導体が電子輸送材料として有用であることが記載されている。
【0006】
しかし、従来の電子輸送材料では、薄膜形成能が低く、容易に結晶化が起こるため、発光素子が破壊されてしまう問題があり、実用に耐える素子性能を発現できなかった。これらの問題を解決する有機エレクトロルミネッセンス材料として、特開平9−87616号、同9−194487号、特開2000−186094において、分子内にケイ素原子を含む化合物を発光材料または電子輸送材料として用いる例が記載されているが、発光効率及び発光寿命の両立については十分ではなかった。
【0007】
また、発光層をホスト化合物及び微量の蛍光体で構成することにより、発光効率の向上を達成するという方法が報告されている。例えば、特許第3093796号では、スチルベン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体またはトリススチリルアリーレン誘導体に微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿命化を達成している。
【0008】
また、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物としてこれに微量の蛍光体をドープした有機発光層を有する素子(特開昭63−264692号)、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホスト化合物としてこれにキナクリドン系色素をドープした有機発光層を有する素子(特開平3−255190号)が知られている。以上のように、蛍光量子収率の高い蛍光体をドープすることによって、従来の素子に比べて発光輝度を向上させている。しかし、上記のドープされる微量の蛍光体からの発光は、励起一重項からの発光であり、励起一重項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が1:3であるため発光性励起種の生成確率が25%であることと、光の取り出し効率が約20%であるため、外部取り出し量子効率(ηext)の限界は5%とされている。ところが、プリンストン大から励起三重項からの燐光発光を用いる有機EL素子が報告がされて以来(M.A.Baldo et al., nature、395巻、151〜154ページ(1998年))、室温で燐光を示す材料の研究が活発になってきている(例えば、M.A.Baldo et al., nature、403巻、17号、750〜753ページ(2000年)、US特許6097147号等)。励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が100%となるため、励起一重項の場合に比べて原理的に発光効率が最大4倍となり、冷陰極管とほぼ同等の性能が得られ照明用にも応用可能であり注目されている。
【0009】
りん光性化合物をドーパントとして用いるときのホストは、りん光性化合物の発光極大波長よりも短波な領域に発光極大波長を有することが必要であることはもちろんであるが、その他にも満たすべき条件があることが分かってきた。
【0010】
The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence(EL ’00、浜松)では、りん光性化合物についていくつかの報告がなされている。例えば、Ikai等はホール輸送性の化合物をりん光性化合物のホストとして用いている。また、M.E.Tompson等は、各種電子輸送性材料をりん光性化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いている。さらに、Tsutsui等は、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている。なお、ホールブロック層とは、通常の有機EL素子で使われている電子輸送層と構成的には同じものであるが、その機能が電子輸送機能よりも発光層から陰極側に漏れ出すホールの移動を阻止する機能が有力であるためにホールブロック層と名付けられているものであり、一種の電子輸送層と解釈することもできる。従って本願においてはホールブロック層も電子輸送層と称すこととし、その層で用いられる材料(ホールブロッカー)も電子輸送材料と称す。
【0011】
りん光性化合物のホスト化合物については、例えば、C.Adachi etal.,Appl.Phys.Lett.,77巻、904ページ(2000年)等に詳しく記載されているが、高輝度の有機EL素子を得るためにホスト化合物に必要とされる性質について、より新しい観点からのアプローチが必要である。
【0012】
しかし、いずれの報告も、素子の発光輝度の向上及び耐久性を両立しうる構成は得られていない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、発光輝度及び耐久性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は下記構成により達成された。
【0015】
1.電子輸送層及び発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0016】
2.前記一般式(1)で表される化合物を電子輸送層に含有することを特徴とする上記1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0017】
3.前記一般式(1)で表される化合物を発光層に含有することを特徴とする上記1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0018】
4.発光層がホスト化合物及びりん光性化合物を含有し、該ホスト化合物が前記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする上記3記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0019】
5.りん光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物であることを特徴とする上記4記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0020】
6.りん光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする上記5記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0021】
7.上記1〜6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。
【0022】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明者は発光輝度及び耐久性の両立について詳細に検討した結果、特定構造の含ホウ素カルバゾール化合物をりん光発光用のホスト化合物として用いること、及び/または特定構造の含ホウ素カルバゾール化合物を電子輸送材料(ホールブロッカー)として用いることにより、発光輝度及び耐久性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置が得られることを見出した。
【0023】
一般式(1)で表される化合物について説明する。
1及びR2で表される置換基としては、アルキル基(メチル基、エチル基、i−プロピル基、ヒドロキシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ベンジル基等)、アルケニル基(ビニル基、プロペニル基、スチリル基等)、アルキニル基(エチニル基等)、アリール基(フェニル基、ナフチル基、p−トリル基、p−クロロフェニル基等)、アルキルオキシ基(メトキシ基、エトキシ基、i−プロポキシ基、ブトキシ基等)、アリールオキシ基(フェノキシ基等)、アルキルチオ基(メチルチオ基、エチルチオ基、i−プロピルチオ基等)、アリールチオ基(フェニルチオ基等)、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)、アミノ基(ジメチルアミノ基、メチルアミノ基、ジフェニルアミノ基等)、シアノ基、ニトロ基、複素環基(ピロール基、ピロリジル基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基等)等が挙げられる。芳香族基としては上記アリール基及びヘテロアリール基(ピロール基、ピラゾリル基、イミダゾリル基、ピリジル基、ベンズイミダゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル等)が挙げられ、それぞれの置換基は更に任意の置換基で置換されていてもよい。また、隣接する置換基同士は互いに縮合し環を形成してもよい。
【0024】
3〜R6は水素原子または置換基を表すが、その具体例は前記R1と同義である。R3またはR4の少なくとも一方は置換基を表すが、特に好ましい置換基はアルキル基である。
【0025】
Arで表される2価のアリーレン基は、任意の芳香族化合物の任意の位置から、水素原子または置換基を2個取り除いた残基のことであり、アリーレン基は炭化水素で構成されていても、ヘテロ原子を含む複素環であっても、縮合していてもよい。
【0026】
Ar1及びAr2で表されるアリール基としては、芳香族炭化水素環基であっても芳香族複素環基であってもよく、さらに縮合環を形成していてもよい。具体例としては、フェニル基、1−ナフチル基、9−アントリル基、9−フェナンスリル基、2−ピリジル基、4−キノリル基、2−チエニル基等が挙げられる。なお、Ar1またはAr2のいずれか一方が、
【0027】
【化2】

Figure 0003994799
【0028】
で表されることが好ましい。
本発明の化合物は、固体状態において強い蛍光を持つ化合物であり、電場発光性にも優れており、発光材料として有効に使用できる。また、金属電極からの優れた電子注入性及び電子輸送性に非常に優れているため、他の発光材料または本発明の化合物を発光材料として用いた素子において、本発明の化合物を電子輸送材料(またはホールブロッカー)として使用した場合優れた発光効率を示す。
【0029】
以下に具体的な化合物の例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0030】
【化3】
Figure 0003994799
【0031】
【化4】
Figure 0003994799
【0032】
【化5】
Figure 0003994799
【0033】
【化6】
Figure 0003994799
【0034】
【化7】
Figure 0003994799
【0035】
【化8】
Figure 0003994799
【0036】
【化9】
Figure 0003994799
【0037】
【化10】
Figure 0003994799
【0038】
【化11】
Figure 0003994799
【0039】
本発明の化合物は、特開2001−93670及びJ.Am.Chem.Soc.120,p.9714(1998)記載の方法に準じて合成することができる。
【0040】
また、本発明者等はりん光性化合物のホスト化合物について鋭意検討を重ねた結果、本発明の含ホウ素カルバゾール化合物をホスト化合物として用いて、有機EL素子を作製した場合に、素子の発光輝度及び寿命が改善されることを見出した。
【0041】
本発明においてホスト化合物とは、2種以上の化合物で構成される発光層中において、混合比(質量)の最も多い化合物であり、それ以外の化合物はドーパント化合物という。例えば、発光層を化合物A、化合物Bという2種で構成しその混合比がA:B=10:90であれば化合物Aがドーパント化合物であり、化合物Bがホスト化合物である。更に、発光層を化合物A、化合物B、化合物Cの3種から構成し、その混合比がA:B:C=5:10:85であれば、化合物A、化合物Bがドーパント化合物であり、化合物Cがホスト化合物である。本発明におけるりん光性化合物はドーパント化合物の一種である。
【0042】
本発明のりん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、りん光量子収率が25℃において0.001以上の化合物である。りん光量子収率は好ましくは0.01以上であり、更に好ましくは0.1以上である。
【0043】
上記りん光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398ページ(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのりん光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に用いられるりん光性化合物とは、任意の溶媒のいずれかにおいて上記りん光量子収率が達成されればよい。
【0044】
本発明に用いられるりん光性化合物は、好ましくは元素の周期律表でVIII属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、オスミウム、または白金錯体系化合物であり、より好ましくはイリジウム錯体系化合物である。
【0045】
以下に、本発明で用いられるりん光性化合物の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。これらの化合物は、例えば、Inorg.Chem.40巻、1704−1711に記載の方法等により合成できる。
【0046】
【化12】
Figure 0003994799
【0047】
【化13】
Figure 0003994799
【0048】
【化14】
Figure 0003994799
【0049】
また、別の形態では、ホスト化合物とりん光性化合物の他に、りん光性化合物からの発光の極大波長よりも長波な領域に、蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも1種含有する場合もある。この場合、ホスト化合物とりん光性化合物からのエネルギー移動で、有機EL素子としての電界発光は蛍光性化合物からの発光が得られる。蛍光性化合物として好ましいのは、溶液状態で蛍光量子収率が高いものである。ここで、蛍光量子収率は0.1以上、特に0.3以上が好ましい。具体的には、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または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【0050】
ここでの蛍光量子収率も、前記第4版実験化学講座7の分光IIの362ページ(1992年版、丸善)に記載の方法により測定することができる。
【0051】
以下、有機EL素子について説明する。
有機EL素子における発光層は、広義の意味では、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する層のことを指す。具体的には、陰極と陽極からなる電極に電流を流した際に発光する蛍光性化合物を含有する層のことを指す。通常、有機EL素子は一対の電極の間に発光層を挟持した構造をとる。本発明の有機EL素子は、必要に応じ発光層、電子輸送層の他に、正孔輸送層、陽極バッファー層及び陰極バッファー層等を有し、陰極と陽極で挟持された構造をとる。
【0052】
具体的には、
(i)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極等で示される構造がある。
【0053】
上記化合物を用いて発光層を形成する方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法等の公知の方法により薄膜を形成する方法があるが、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで、分子堆積膜とは、上記化合物の気相状態から沈着され形成された薄膜や、該化合物の溶融状態または液相状態から固体化され形成された膜のことである。通常、この分子堆積膜はLB法により形成された薄膜(分子累積膜)と、凝集構造、高次構造の相違やそれに起因する機能的な相違により区別することができる。
【0054】
また、この発光層は、特開昭57−51781号に記載されているように、樹脂等の結着材と共に発光材料として上記化合物を溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により塗布して薄膜形成することにより得ることができる。
【0055】
このようにして形成された発光層の膜厚については特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができるが、通常は5nm〜5μmの範囲である。
【0056】
ここで、本発明に記載のりん光性化合物は、具体的には、前述のように、重金属錯体系化合物であり、好ましくは元素の周期律表でVIII属の金属を中心金属とする錯体系化合物であり、さらに好ましくは、オスミウム、イリジウムまたは白金錯体系化合物である。
【0057】
これらのりん光性化合物としては、前記のようなりん光量子収率が、25℃において0.001以上、好ましくは0.01以上である他、前記ホストとなる蛍光性化合物の蛍光極大波長よりも長いりん光発光極大波長を有するものであり、これにより、例えば、ホストとなる蛍光性化合物の発光極大波長より長波のりん光性化合物を用いてりん光性化合物の発光、即ち三重項状態を利用した、ホスト化合物の蛍光極大波長よりも長波において電界発光する有機EL素子を得ることができる。従って、用いられるりん光性化合物のりん光発光極大波長としては特に制限されるものではなく、原理的には、中心金属、配位子、配位子の置換基等を選択することで得られる発光波長を変化させることができる。
【0058】
例えば、350〜440nmの領域に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物をホスト化合物として用い、例えば、緑の領域にりん光を持ったイリジウム錯体を用いることで緑領域に電界発光する有機EL素子を得ることができる。
【0059】
また、別の形態では、前記のように、ホスト化合物としての蛍光性化合物Aとりん光性化合物の他に、りん光性化合物からの発光の極大波長よりも長波な領域に、蛍光極大波長を有するもう一つの蛍光性化合物Bを少なくとも1種含有する場合もあり、蛍光性化合物Aとりん光性化合物からのエネルギー移動で、有機EL素子としての電界発光は蛍光性化合物Bからの発光を得ることもできる。
【0060】
本明細書の蛍光性化合物が発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
【0061】
ホスト化合物の分子量は600〜2000であることが好ましく、この分子量範囲にあると、Tg(ガラス転移温度)が上昇し、熱安定性が向上し、素子寿命が改善される。より好ましくは分子量が800〜2000である。また、Tgは100度以上であることが好ましい。また、この範囲内の分子量であると発光層を真空蒸着法により容易に作製することができ、有機EL素子の製造が容易になる。さらに、有機EL素子中における蛍光性化合物の熱安定性もよくなる。
【0062】
次に正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等発光層と組み合わせて有機EL素子を構成するその他の層について説明する。
【0063】
正孔注入層、正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有し、この正孔注入層、正孔輸送層を陽極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入され、そのうえ、発光層に陰極、電子注入層または電子輸送層より注入された電子は、発光層と正孔注入層もしくは正孔輸送層の界面に存在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発光効率が向上する等発光性能の優れた素子となる。この正孔注入層、正孔輸送層の材料(以下、正孔注入材料、正孔輸送材料という)については、前記の陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有する性質を持つものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものや有機EL素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【0064】
上記正孔注入材料、正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性の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。この正孔注入材料、正孔輸送材料としては、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。正孔注入材料、正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【0065】
上記芳香族第三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。
【0066】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【0067】
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。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記正孔注入材料、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、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。正孔注入層、正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は5nm〜5μm程度である。この正孔注入層、正孔輸送層は、上記材料の1種または2種以上からなる一層構造であってもよく、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【0068】
さらに、必要に応じて用いられる電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、その材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【0069】
この電子輸送層に用いられる材料(以下、電子輸送材料という)の例としては、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、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、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、電子輸送材料として用いることができる。
【0070】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【0071】
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(Alq)、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またはPbに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、またはそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、n型−Si、n型−SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【0072】
この電子輸送層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法等の公知の薄膜形成法により製膜して形成することができる。電子輸送層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は5nm〜5μmの範囲で選ばれる。この電子輸送層は、これらの電子輸送材料1種または2種以上からなる一層構造であってもよいし、あるいは、同一組成または異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【0073】
また、本発明においては、蛍光性化合物は発光層のみに限定することはなく、発光層に隣接した正孔輸送層、または電子輸送層に前記りん光性化合物のホスト化合物となる蛍光性化合物と同じ領域に蛍光極大波長を有する蛍光性化合物を少なくとも1種含有させてもよく、それにより更に有機EL素子の発光効率を高めることができる。これらの正孔輸送層や電子輸送層に含有される蛍光性化合物としては、発光層に含有されるものと同様に蛍光極大波長が350〜440nm、更に好ましくは390〜410nmの範囲にある蛍光性化合物が用いられる。
【0074】
本発明の有機EL素子に好ましく用いられる基盤は、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はない。本発明の有機EL素子に好ましく用いられる基盤としては例えばガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムを挙げることができる。
【0075】
光透過性プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げられる。
【0076】
次に、有機EL素子を作製する好適な例を説明する。例として、前記の陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
【0077】
まず適当な基板上に、所望の電極用物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、1μm以下、好ましくは10〜200nmの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させて陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層/電子注入層からなる薄膜を形成させる。
【0078】
さらに、陽極と発光層または正孔注入層の間、及び、陰極と発光層または電子注入層との間にはバッファー層(電極界面層)を存在させてもよい。
バッファー層とは、駆動電圧低下や発光効率向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(第123頁〜第166頁)に詳細に記載されており、陽極バッファー層と陰極バッファー層とがある。
【0079】
陽極バッファー層は、特開平9−45479号、同9−260062号、同8−288069号等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、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バッファー層等が挙げられる。
【0080】
陰極バッファー層は、特開平6−325871号、同9−17574号、同10−74586号等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウム、酸化リチウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【0081】
上記バッファー層はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は0.1〜100nmの範囲が好ましい。
【0082】
さらに上記基本構成層の他に必要に応じてその他の機能を有する層を積層してもよく、例えば特開平11−204258号、同11−204359号、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)」の第237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層等のような機能層を有していてもよい。
【0083】
次に有機EL素子の電極について説明する。有機EL素子の電極は、陰極と陽極からなる。
【0084】
この有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。
【0085】
上記陽極は、蒸着やスパッタリング等の方法により、これらの電極物質の薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
【0086】
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、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、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム/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、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al23)混合物、リチウム/アルミニウム混合物等が好適である。上記陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜1μm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光効率が向上するので好都合である。
【0087】
次に有機EL素子の作製方法について説明する。
薄膜化の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、蒸着法等があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の点から、真空蒸着法が好ましい。薄膜化に、真空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、分子堆積膜の目的とする結晶構造、会合構造等により異なるが、一般にボート加熱温度50〜450℃、真空度10-6〜10-3Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−50〜300℃、膜厚5nm〜5μmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【0088】
前記の様に、適当な基板上に、所望の電極用物質、例えば陽極用物質からなる薄膜を、1μm以下、好ましくは10〜200nmの範囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方法により形成させて陽極を作製した後、該陽極上に前記の通り正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層/電子注入層からなる各層薄膜を形成させた後、その上に陰極用物質からなる薄膜を1μm以下、好ましくは50〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機EL素子が得られる。この有機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫してこの様に正孔注入層から陰極まで作製するのが好ましいが、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、発光層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。このようにして得られた有機EL素子に、直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を−の極性として電圧5〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
【0089】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【0090】
実施例1(発光材料)
陽極としてガラス上にITOを150nm成膜した基板(NHテクノグラス社製:NA−45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をi−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにα−NPDを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートに比較化合物1を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン(BCP)を200mg入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにAlq3を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、α−NPDの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/secで透明支持基板に膜厚50nmで蒸着し、正孔輸送層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。ついで、比較化合物1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/secで30nmの発光層を設けた。更に、BCPの入った前記加熱ボートを通電して加熱し、膜厚10nmの正孔阻止層を設けた。更に、Alq3の入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/secで膜厚20nmの電子輸送層を設けた。
【0091】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム3gを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を0.5g入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度1.5〜2.0nm/secでマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度0.1nm/secで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物から成る陰極とすることにより、有機EL素子1−1を作製した。
【0092】
上記有機EL素子1−1の比較化合物1を表1に記載の化合物に替えた以外は有機EL素子1−1と同様にして、有機EL素子1−2〜1−12を作製した。全ての有機EL素子の発光色は青色から緑色であった。
【0093】
これらの有機EL素子を23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で10V直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度(cd/m2)及び耐久性の指標として輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機EL素子1−1を100とした相対値で表し、輝度の半減時間は有機EL素子1−1の輝度の半減時間を100とした相対値で表した。測定結果を表1に示す。発光輝度[cd/m2]については、ミノルタ製CS−1000を用いて測定した。
【0094】
【化15】
Figure 0003994799
【0095】
【化16】
Figure 0003994799
【0096】
【化17】
Figure 0003994799
【0097】
【表1】
Figure 0003994799
【0098】
表1より、本発明の化合物を用いた有機EL素子は、類似構造を有する比較化合物を用いた有機EL素子に比べ、点灯開始時の発光輝度及び輝度の半減時間が改善されているのが分かる。
【0099】
実施例2(ホスト化合物)
本発明の化合物1とDCM−2を100:1の質量比で蒸着した膜厚30nmの発光層を使用する以外は、実施例1と同様の方法で有機EL素子2−1を作製した。
【0100】
この有機EL素子を23℃度、乾燥窒素ガス雰囲気下で10V直流電圧印加すると、赤色の発光が得られた。
【0101】
上記有機EL素子2−1の、DCM−2をQd−2またはBCzVBiに替えることによって作製した有機EL素子2−2、2−3からはそれぞれ、緑色または青色の発光が得られた。
【0102】
【化18】
Figure 0003994799
【0103】
実施例3(電子輸送材料)
陽極としてガラス上にITOを150nm成膜した基板(NHテクノグラス社製:NA−45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をi−プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに、m−MTDATXAを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにDPVBiを200mg入れ、また別のモリブデン製抵抗加熱ボートにBCPを200mg入れ真空蒸着装置に取付けた。
【0104】
次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、m−MTDATXAの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/secで透明支持基板に膜厚25nmで蒸着し、さらに、DPVBiの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/secで膜厚20nmで蒸着し、発光層を設けた。蒸着時の基板温度は室温であった。
【0105】
ついで、BCPの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.3nm/secで30nmの電子輸送層を設けた。
【0106】
次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム3gを入れ、タングステン製の蒸着用バスケットに銀を0.5g入れ、再び真空槽を2×10-4Paまで減圧した後、マグネシウム入りのボートに通電して蒸着速度1.5〜2.0nm/secでマグネシウムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度0.1nm/secで銀を蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物からなる陰極とすることにより、有機EL素子3−1を作製した。
【0107】
有機EL素子3−1のBCPを表2に記載の化合物に替えた以外は有機EL素子3−1と同様にして、有機EL素子3−2〜3−12を作製した。
【0108】
これらの有機EL素子を23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で10V直流電圧印加による連続点灯を行い、点灯開始時の発光輝度(cd/m2)、及び輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機EL素子3−1を100とした相対値で表し、輝度の半減時間は有機EL素子3−1の輝度の半減時間を100とした相対値で表した。測定結果を表2に示す。なお全ての素子において発光色は青色だった。
【0109】
【化19】
Figure 0003994799
【0110】
【表2】
Figure 0003994799
【0111】
表2より、本発明の化合物を用いた有機EL素子は、類似構造を有する比較化合物を用いた有機EL素子に比べ、点灯開始時の発光輝度及び輝度の半減する時間が改善されているのが分かる。
【0112】
実施例4(陰極バッファー層)
実施例3で作製した有機EL素子3−5の陰極をAlに置き換え、電子輸送層と陰極の間にフッ化リチウムを膜厚0.5nm蒸着して陰極バッファー層を設けた以外は同様にして有機EL素子4−1を作製した。
【0113】
実施例3と同様にこの有機EL素子を点灯開始時の発光輝度(cd/m2)、及び輝度の半減時間を測定したところ、有機EL素子3−1を100とした相対値の比較で、発光輝度315、輝度の半減時間420となった。また、有機EL素子3−6〜3−12についても、同様に、陰極バッファー層を導入するとさらに効果的であった。
【0114】
実施例5(三色の発光)
実施例3で用いた有機EL素子の発光層をDPVBiから、それぞれAlq3またはAlq3とDCM−2を100:1の質量比で蒸着した発光層に置き替えた以外は同様にして、有機EL素子を作製し、点灯開始時の発光輝度(cd/m2)及び輝度の半減時間を測定した。その結果、実施例3と同様に、本発明の化合物を電子輸送層に用いた有機EL素子は点灯開始時の発光輝度(cd/m2)及び輝度の半減時間の改善が確認された。
【0115】
なお、Alq3を発光層に用いた場合は緑色の発光が得られ、Alq3とDCM−2を100:1で共蒸着した発光層からは赤色の発光が得られた。
【0116】
実施例6
有機EL素子6−1〜6−8を以下のようにして作製した。
【0117】
〈有機EL素子の作製〉
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキシド)を150nm成膜した基板(NHテクノグラス社製NA−45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行なった。
【0118】
この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートに、α−NPDを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにCBPを200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにバソキュプロイン(BCP)を200mg入れ、別のモリブデン製抵抗加熱ボートにIr−1(りん光性化合物)を100mg入れ、さらに別のモリブデン製抵抗加熱ボートにAlq3を200mg入れ、真空蒸着装置に取付けた。次いで、真空槽を4×10-4Paまで減圧した後、α−NPDの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで透明支持基板に蒸着し、膜厚45nmの正孔輸送層を設けた。さらに、CBPとIr−1の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、それぞれ蒸着速度0.1nm/sec、0.01nm/secで前記正孔輸送層上に共蒸着して膜厚20nmの発光層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。さらに、BCPの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで前記発光層の上に蒸着して膜厚10nmの正孔阻止の役割も兼ねた電子輸送層を設けた。その上に、さらに、Alq3の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/secで前記電子輸送層の上に蒸着して更に膜厚40nmの電子注入層を設けた。なお、蒸着時の基板温度は室温であった。
【0119】
次に、フッ化リチウム0.5nm及びAlを110nm蒸着して陰極を形成し、有機EL素子6−1を作製した。
【0120】
発光層のCBPを表3に示す化合物に置き換えた以外は全く同じ方法で、有機EL素子6−2〜6−9を作製した。
【0121】
【化20】
Figure 0003994799
【0122】
〈有機EL素子6−1〜6−9の発光輝度及び半減時間の評価〉
有機EL素子6−1では、初期駆動電圧3Vで電流が流れ始め、発光層のドーパントであるりん光性化合物からの緑色の発光を示した。作製した有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で9V直流電圧を印加した時の発光輝度及び発光寿命の指標として輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機EL素子6−1を100とした相対値で表し、輝度の半減時間は有機EL素子6−1を100とした相対値で表した。測定結果を表3に示す。発光輝度[cd/m2]については、ミノルタ製CS−1000を用いて測定した。
【0123】
【表3】
Figure 0003994799
【0124】
表3から明らかなように、本発明の化合物をホストに用いた有機EL素子は、発光輝度が高く、半減時間が長いことから、有機EL素子として非常に有用であることが分かった。
【0125】
りん光性化合物をIr−11またはIr−9に変更した以外は有機EL素子6−1〜6−9と同様にして作製した有機EL素子6−10、6−11においても同様の効果が得られた。なお、Ir−11を用いた有機EL素子6−10からは青色の発光が、Ir−9を用いた有機EL素子6−11からは赤色の発光が得られた。
【0126】
実施例7
実施例6で作製した有機EL素子6−1の電子輸送層に用いたBCPを表4に示す化合物に置き換えた以外は全く同じ方法で、有機EL素子7−1〜7−9を作製した。
【0127】
〈有機EL素子6−1、7−1〜7−9の発光輝度及び半減時間の評価〉
有機EL素子6−1では、初期駆動電圧3Vで電流が流れ始め、発光層のドーパントであるりん光性化合物からの緑色の発光を示した。これらの有機EL素子を23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で9V直流電圧を印加した時の発光輝度及び輝度の半減時間を測定した。発光輝度は有機エレクトロルミネッセンス素子6−1を100とした相対値で表し、輝度の半減時間も有機EL素子6−1を100とした相対値で表した。測定結果を表4に示す。発光輝度[cd/m2]については、ミノルタ製CS−1000を用いて測定した。
【0128】
【表4】
Figure 0003994799
【0129】
表4から明らかなように、本発明の化合物を電子輸送層(正孔阻止層)に用いた有機EL素子は、発光輝度が高く、半減時間が長いことから、有機EL素子として非常に有用であることが分かった。
【0130】
りん光性化合物をIr−11またはIr−9に変更した以外は有機EL素子7−1〜7−9と同様にして作製した有機EL素子7−10、7−11においても同様の効果が得られた。なお、Ir−11を用いた有機EL素子7−10からは青色の発光が、Ir−9を用いた有機EL素子7−11からは赤色の発光が得られた。
【0131】
実施例8
実施例6で作製したそれぞれ赤色、緑色、青色発光の有機EL素子を同一基板上に並置し、図1に示すアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製した。
【0132】
図1には作製したフルカラー表示装置の表示部の模式図のみを示した。即ち同一基板上に、複数の走査線5及びデータ線6を含む配線部と、並置した複数の画素3(発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等)とを有し、配線部の走査線5及び複数のデータ線6は、それぞれ導電材料からなり、走査線5とデータ線6は格子状に直交して、直交する位置で画素3に接続している(詳細は図示せず)。複数の画素3は、それぞれの発光色に対応した有機EL素子、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタと駆動トランジスタが設けられたアクティブマトリクス方式で駆動されており、走査線5から走査信号が印加されると、データ線6から画像データ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示が可能となる。
【0133】
フルカラー表示装置を駆動することにより、輝度の高い鮮明なフルカラー動画表示が得られた。
【0134】
【発明の効果】
本発明により、発光輝度及び耐久性の高い有機エレクトロルミネッセンス素子及びそれを用いた表示装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】フルカラー表示装置の表示部の模式図である。
【符号の説明】
3 画素
5 走査線
6 データ線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescence element and a display device, and more particularly to an organic electroluminescence element and a display device excellent in light emission luminance.
[0002]
[Prior art]
As a light-emitting electronic display device, there is an electroluminescence display (ELD). Examples of the constituent elements of ELD include inorganic electroluminescence elements and organic electroluminescence elements (hereinafter also abbreviated as organic EL elements). Inorganic electroluminescent elements have been used as planar light sources, but an alternating high voltage is required to drive the light emitting elements. An organic EL element generally has a structure in which a light emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode. By injecting electrons and holes into the light emitting layer and recombining them, excitons ( Is an element that emits light by utilizing light emission (fluorescence / phosphorescence) when the exciton is deactivated, and can emit light at a voltage of about several volts to several tens of volts. Since it is a self-luminous type, it has a wide viewing angle, high visibility, and since it is a thin-film type complete solid-state device, it has attracted attention from the viewpoints of space saving and portability.
[0003]
However, for organic EL elements for practical use in the future, development of organic EL elements that emit light efficiently and with high luminance with lower power consumption is desired. Various organic EL elements have been reported so far. For example, Appl. Phys. Lett. , Vol. 51, 913 or a combination of a hole injection layer described in JP-A-59-194393 and an organic light-emitting layer, a hole injection layer described in JP-A-63-295695, an electron injection transport layer, , Jpn. Journalof Applied Physics, vol. 127, no. 2 A combination of the hole transfer layer, the light emitting layer, and the electron transfer layer described on pages 269 to 271 is disclosed. However, higher-brightness organic EL elements are demanded, and further improvements in energy conversion efficiency and light emission quantum efficiency are expected. In addition, a problem that the light emission life is short has been pointed out. The cause of the deterioration in luminance over time has not been completely elucidated, but the organic EL element that emits light is decomposed by the light emitted by itself and the organic compound itself that constitutes the thin film by the heat generated at that time. Factors derived from organic compounds that are organic EL element materials, such as crystallization of organic compounds, have also been pointed out.
[0004]
Since organic EL light-emitting materials are organic compounds, a very wide range of compounds has been studied. In addition to typical combinations of carbon, nitrogen, oxygen, and sulfur, other characteristic elements can be used. Including compounds are also being considered. For example, examples of using a compound containing boron have been reported and described in JP-A-2000-290645, 2000-294373, 2001-72971, 2001-93670, etc. There was a problem with brightness.
[0005]
In addition, electron transport materials have little knowledge at present, and in combination with the use of antibonding orbitals, no useful high-performance electron transport materials that can withstand practical use have been found. For example, the research group at Kyushu University includes 2- (4-biphenyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadizole (t-BuPBD), which is an oxadiazole derivative, 1,3-bis (4-t-butylphenyl-1,3,4-oxadizodyl) biphenylene (OXD-1), 1,3-bis (4), which are oxadiazole dimer derivatives with improved thin film stability -T-butylphenyl-1,3,4-oxadizolyl) phenylene (OXD-7) (Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 31 (1992), p. 1812). In addition, a research group at Yamagata University has produced a white light emitting device by using a triazole-based electron transport material having excellent electron blocking properties (Science, 3 March 1995, Vol. 267, p. 1332). Furthermore, JP-A-5-331459 describes that phenanthroline derivatives are useful as electron transport materials.
[0006]
However, the conventional electron transporting material has a low thin film forming ability and easily crystallizes, so that there is a problem that the light emitting element is destroyed, and the element performance that can withstand practical use cannot be expressed. Examples of organic electroluminescent materials that solve these problems are disclosed in JP-A-9-87616, JP-A-9-194487, and JP-A-2000-186094 in which a compound containing a silicon atom in the molecule is used as a light emitting material or an electron transporting material. However, it was not sufficient for achieving both luminous efficiency and luminous lifetime.
[0007]
In addition, a method has been reported in which the luminous efficiency is improved by forming the luminous layer with a host compound and a small amount of phosphor. For example, in Japanese Patent No. 3093796, a small amount of phosphor is doped into a stilbene derivative, a distyrylarylene derivative or a tristyrylarylene derivative to achieve an improvement in light emission luminance and a longer device lifetime.
[0008]
Further, an element having an organic light emitting layer in which 8-hydroxyquinoline aluminum complex is used as a host compound and a small amount of phosphor is doped (Japanese Patent Laid-Open No. 63-264692), and 8-hydroxyquinoline aluminum complex is used as a host compound. An element having an organic light emitting layer doped with a system dye (Japanese Patent Laid-Open No. 3-255190) is known. As described above, the emission luminance is improved by doping a phosphor having a high fluorescence quantum yield as compared with the conventional device. However, the light emission from the small amount of the phosphor to be doped is light emission from the excited singlet, and when the light emission from the excited singlet is used, the generation ratio of the singlet exciton and the triplet exciton is 1: 3, the generation probability of the luminescent excited species is 25%, and the light extraction efficiency is about 20%. Therefore, the limit of the external extraction quantum efficiency (ηext) is 5%. However, since Princeton University has reported an organic EL device using phosphorescence emission from an excited triplet (MA Baldo et al., Nature, 395, 151-154 (1998)), at room temperature. Research on materials exhibiting phosphorescence has become active (for example, MA Baldo et al., Nature, 403, 17, 750-753 (2000), US Pat. No. 6,097,147, etc.). When the excited triplet is used, the upper limit of the internal quantum efficiency is 100%. In principle, the luminous efficiency is up to four times that of the excited singlet, and almost the same performance as a cold cathode tube is obtained. It can be applied to and is attracting attention.
[0009]
Of course, the host when using a phosphorescent compound as a dopant needs to have an emission maximum wavelength in a region shorter than the emission maximum wavelength of the phosphorescent compound. I know that there is.
[0010]
The 10th International Works on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL '00, Hamamatsu) reports on several phosphorescent compounds. For example, Ikai et al. Uses a hole transporting compound as a host of a phosphorescent compound. In addition, M.M. E. Thompson et al. Use various electron transporting materials as a host for phosphorescent compounds, doped with a novel iridium complex. Furthermore, Tsutsui et al. Have obtained high luminous efficiency by introducing a hole blocking layer. The hole blocking layer is structurally the same as the electron transport layer used in a normal organic EL element, but the function of holes leaking from the light emitting layer to the cathode side rather than the electron transport function. It is named as a hole block layer because it has a powerful function of preventing movement, and can be interpreted as a kind of electron transport layer. Therefore, in the present application, the hole blocking layer is also referred to as an electron transport layer, and a material (hole blocker) used in the layer is also referred to as an electron transport material.
[0011]
Regarding the host compound of the phosphorescent compound, for example, C.I. Adachi et al. , Appl. Phys. Lett. 77, page 904 (2000) and the like. However, a new approach is required for the properties required for the host compound to obtain a high-brightness organic EL device.
[0012]
However, none of the reports has provided a configuration that can achieve both improvement in light emission luminance and durability of the device.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide an organic electroluminescence element having high emission luminance and durability and a display device using the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The above object of the present invention has been achieved by the following constitution.
[0015]
1. The organic electroluminescent element which has an electron carrying layer and a light emitting layer, The compound represented by the said General formula (1) is contained, The organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
[0016]
2. 2. The organic electroluminescence device as described in 1 above, wherein the compound represented by the general formula (1) is contained in an electron transport layer.
[0017]
3. 2. The organic electroluminescence device as described in 1 above, wherein the light emitting layer contains a compound represented by the general formula (1).
[0018]
4). 4. The organic electroluminescence device according to 3 above, wherein the light emitting layer contains a host compound and a phosphorescent compound, and the host compound is a compound represented by the general formula (1).
[0019]
5). 5. The organic electroluminescence device as described in 4 above, wherein the phosphorescent compound is an iridium compound, an osmium compound or a platinum compound.
[0020]
6). 6. The organic electroluminescence device as described in 5 above, wherein the phosphorescent compound is an iridium compound.
[0021]
7). 7. A display device comprising the organic electroluminescence element according to any one of 1 to 6 above.
[0022]
The present invention will be described in detail below.
As a result of detailed studies on the compatibility between emission luminance and durability, the present inventor has used a boron-containing carbazole compound having a specific structure as a host compound for phosphorescence emission and / or electron transporting a boron-containing carbazole compound having a specific structure. It has been found that by using it as a material (hole blocker), an organic electroluminescence element having high luminance and durability and a display device using the same can be obtained.
[0023]
The compound represented by the general formula (1) will be described.
R 1 And R 2 Examples of the substituent represented by formula (1) include alkyl groups (methyl group, ethyl group, i-propyl group, hydroxyethyl group, methoxymethyl group, trifluoromethyl group, t-butyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, benzyl group, etc. ), Alkenyl group (vinyl group, propenyl group, styryl group etc.), alkynyl group (ethynyl group etc.), aryl group (phenyl group, naphthyl group, p-tolyl group, p-chlorophenyl group etc.), alkyloxy group (methoxy) Group, ethoxy group, i-propoxy group, butoxy group etc.), aryloxy group (phenoxy group etc.), alkylthio group (methylthio group, ethylthio group, i-propylthio group etc.), arylthio group (phenylthio group etc.), halogen atom (Fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.), amino group (dimethylamino group, Tilamino group, diphenylamino group, etc.), cyano group, nitro group, heterocyclic group (pyrrole group, pyrrolidyl group, pyrazolyl group, imidazolyl group, pyridyl group, benzimidazolyl group, benzothiazolyl group, benzoxazolyl group, etc.) Can be mentioned. Examples of the aromatic group include the above aryl group and heteroaryl group (pyrrole group, pyrazolyl group, imidazolyl group, pyridyl group, benzimidazolyl group, benzothiazolyl group, benzooxazolyl, etc.), and each substituent is further optional. It may be substituted with a substituent. Further, adjacent substituents may be condensed with each other to form a ring.
[0024]
R Three ~ R 6 Represents a hydrogen atom or a substituent, and specific examples thereof include the R 1 It is synonymous with. R Three Or R Four At least one of these represents a substituent, and a particularly preferred substituent is an alkyl group.
[0025]
The divalent arylene group represented by Ar is a residue obtained by removing two hydrogen atoms or substituents from any position of any aromatic compound, and the arylene group is composed of hydrocarbons. May be a heterocyclic ring containing a hetero atom or may be condensed.
[0026]
Ar 1 And Ar 2 The aryl group represented by may be an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group, and may further form a condensed ring. Specific examples include phenyl group, 1-naphthyl group, 9-anthryl group, 9-phenanthryl group, 2-pyridyl group, 4-quinolyl group, 2-thienyl group and the like. Ar 1 Or Ar 2 One of the
[0027]
[Chemical 2]
Figure 0003994799
[0028]
It is preferable to be represented by
The compound of the present invention is a compound having strong fluorescence in a solid state, is excellent in electroluminescence, and can be effectively used as a light emitting material. In addition, since the electron injecting property and the electron transporting property from the metal electrode are very excellent, in the device using another light emitting material or the compound of the present invention as the light emitting material, the compound of the present invention is converted into an electron transporting material ( When used as a hole blocker), it exhibits excellent luminous efficiency.
[0029]
Although the example of a specific compound is given to the following, this invention is not limited to these.
[0030]
[Chemical 3]
Figure 0003994799
[0031]
[Formula 4]
Figure 0003994799
[0032]
[Chemical formula 5]
Figure 0003994799
[0033]
[Chemical 6]
Figure 0003994799
[0034]
[Chemical 7]
Figure 0003994799
[0035]
[Chemical 8]
Figure 0003994799
[0036]
[Chemical 9]
Figure 0003994799
[0037]
[Chemical Formula 10]
Figure 0003994799
[0038]
Embedded image
Figure 0003994799
[0039]
The compounds of the present invention are disclosed in JP-A-2001-93670 and J. Org. Am. Chem. Soc. 120, p. It can be synthesized according to the method described in 9714 (1998).
[0040]
In addition, as a result of intensive studies on the host compound of the phosphorescent compound, the present inventors have produced an organic EL device using the boron-containing carbazole compound of the present invention as the host compound. It has been found that the lifetime is improved.
[0041]
In the present invention, the host compound is a compound having the largest mixing ratio (mass) in the light emitting layer composed of two or more compounds, and the other compounds are referred to as dopant compounds. For example, if the light emitting layer is composed of two types of compound A and compound B and the mixing ratio is A: B = 10: 90, compound A is a dopant compound and compound B is a host compound. Furthermore, if a light emitting layer is comprised from 3 types of compound A, compound B, and compound C, and the mixing ratio is A: B: C = 5: 10: 85, compound A and compound B are dopant compounds, Compound C is a host compound. The phosphorescent compound in the present invention is a kind of dopant compound.
[0042]
The phosphorescent compound of the present invention is a compound in which light emission from an excited triplet is observed, and is a compound having a phosphorescence quantum yield of 0.001 or more at 25 ° C. The phosphorescence quantum yield is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more.
[0043]
The phosphorescence quantum yield can be measured by the method described in Spectrophoto II, page 398 (1992 edition, Maruzen) of the Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7. Although the phosphorescence quantum yield in a solution can be measured using various solvents, the phosphorescence quantum yield used in the present invention is only required to achieve the above phosphorescence quantum yield in any solvent.
[0044]
The phosphorescent compound used in the present invention is preferably a complex compound containing a group VIII metal in the periodic table of elements, more preferably an iridium, osmium, or platinum complex compound, more preferably. Is an iridium complex compound.
[0045]
Specific examples of the phosphorescent compound used in the present invention are shown below, but are not limited thereto. These compounds are described, for example, in Inorg. Chem. 40, 1704-1711, and the like.
[0046]
Embedded image
Figure 0003994799
[0047]
Embedded image
Figure 0003994799
[0048]
Embedded image
Figure 0003994799
[0049]
In another embodiment, in addition to the host compound and the phosphorescent compound, at least one fluorescent compound having a fluorescence maximum wavelength is contained in a region longer than the maximum wavelength of light emission from the phosphorescent compound. There is also. In this case, electroluminescence as an organic EL element can be emitted from the fluorescent compound by energy transfer from the host compound and the phosphorescent compound. Preferred as the fluorescent compound is one having a high fluorescence quantum yield in a solution state. Here, the fluorescence quantum yield is preferably 0.1 or more, particularly preferably 0.3 or more. Specifically, coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squalium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, rhodamine dyes, pyrylium dyes, perylene dyes, stilbene dyes And polythiophene dyes or rare earth complex phosphors.
[0050]
The fluorescence quantum yield here can also be measured by the method described on page 362 (1992 edition, Maruzen) of Spectroscopic II of the Fourth Edition Experimental Chemistry Course 7.
[0051]
Hereinafter, the organic EL element will be described.
In a broad sense, the light emitting layer in an organic EL element refers to a layer that emits light when a current is passed through an electrode composed of a cathode and an anode. Specifically, it refers to a layer containing a fluorescent compound that emits light when an electric current is passed through an electrode composed of a cathode and an anode. Usually, the organic EL element has a structure in which a light emitting layer is sandwiched between a pair of electrodes. The organic EL device of the present invention has a structure in which a hole transport layer, an anode buffer layer, a cathode buffer layer, and the like are sandwiched between a cathode and an anode in addition to a light emitting layer and an electron transport layer as necessary.
[0052]
In particular,
(I) Anode / light emitting layer / electron transport layer / cathode
(Ii) Anode / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode
(Iii) There is a structure represented by anode / anode buffer layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode buffer layer / cathode.
[0053]
As a method for forming a light emitting layer using the above compound, there is a method of forming a thin film by a known method such as a vapor deposition method, a spin coat method, a cast method, an LB method, etc. preferable. Here, the molecular deposition film refers to a thin film formed by deposition from the vapor phase state of the compound or a film formed by solidification from the molten state or liquid phase state of the compound. Normally, this molecular deposited film can be distinguished from a thin film (molecular accumulated film) formed by the LB method by a difference in aggregated structure and higher order structure and a functional difference resulting therefrom.
[0054]
In addition, as described in JP-A-57-51781, this light-emitting layer is prepared by dissolving the above compound as a light-emitting material together with a binder such as a resin in a solvent, followed by spin coating or the like. It can be obtained by coating with a thin film.
[0055]
There is no restriction | limiting in particular about the film thickness of the light emitting layer formed in this way, Although it can select suitably according to a condition, Usually, it is the range of 5 nm-5 micrometers.
[0056]
Here, the phosphorescent compound described in the present invention is specifically a heavy metal complex compound as described above, preferably a complex system having a group VIII metal as a central metal in the periodic table of elements. A compound, and more preferably an osmium, iridium, or platinum complex compound.
[0057]
As these phosphorescent compounds, the phosphorescence quantum yield as described above is 0.001 or more, preferably 0.01 or more at 25 ° C., and more than the fluorescence maximum wavelength of the fluorescent compound serving as the host. It has a long phosphorescence maximum wavelength, and, for example, utilizes the phosphorescent compound's light emission, that is, the triplet state, using a phosphorescent compound longer than the emission maximum wavelength of the host fluorescent compound. Thus, it is possible to obtain an organic EL element that emits electroluminescence at a longer wavelength than the fluorescence maximum wavelength of the host compound. Accordingly, the phosphorescent maximum wavelength of the phosphorescent compound used is not particularly limited, and in principle, it can be obtained by selecting a central metal, a ligand, a ligand substituent, and the like. The emission wavelength can be changed.
[0058]
For example, a fluorescent compound having a fluorescence maximum wavelength in the 350 to 440 nm region is used as a host compound, and an organic EL element that emits light in the green region is obtained by using, for example, an iridium complex having phosphorescence in the green region. be able to.
[0059]
In another embodiment, as described above, in addition to the fluorescent compound A and the phosphorescent compound as the host compound, the fluorescent maximum wavelength is set in a region longer than the maximum wavelength of light emission from the phosphorescent compound. The fluorescent compound B may contain at least one kind of fluorescent compound B, and electroluminescence as an organic EL element obtains light emission from the fluorescent compound B by energy transfer from the fluorescent compound A and the phosphorescent compound. You can also.
[0060]
The color emitted by the fluorescent compound of the present specification is shown in FIG. 4.16 on page 108 of “New Color Science Handbook” (edited by the Japan Society for Color Science, University of Tokyo Press, 1985). It is determined by the color when the result measured by Minolta) is applied to the CIE chromaticity coordinates.
[0061]
The molecular weight of the host compound is preferably 600 to 2000, and if it is in this molecular weight range, Tg (glass transition temperature) is increased, thermal stability is improved, and device lifetime is improved. More preferably, the molecular weight is 800-2000. Moreover, it is preferable that Tg is 100 degree | times or more. Further, when the molecular weight is within this range, the light emitting layer can be easily produced by a vacuum vapor deposition method, and the production of the organic EL element is facilitated. Furthermore, the thermal stability of the fluorescent compound in the organic EL element is also improved.
[0062]
Next, other layers constituting the organic EL element in combination with a light emitting layer such as a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, and an electron transport layer will be described.
[0063]
The hole injection layer and the hole transport layer have a function of transmitting the holes injected from the anode to the light emitting layer, and the hole injection layer and the hole transport layer are interposed between the anode and the light emitting layer. Therefore, many holes are injected into the light emitting layer with a lower electric field, and the electrons injected into the light emitting layer from the cathode, the electron injection layer, or the electron transport layer are converted into the light emitting layer and the hole injection layer or the hole transport layer. Due to the barrier of electrons existing at the interface, the device has excellent light emitting performance such as accumulation at the interface in the light emitting layer and improvement in light emission efficiency. The material of the hole injection layer and hole transport layer (hereinafter referred to as hole injection material and hole transport material) has a property of transmitting the holes injected from the anode to the light emitting layer. If it is a thing, there will be no restriction | limiting in particular, In the photoconductive material, what is conventionally used as a charge injection transport material of a hole, and the well-known thing used for the hole injection layer of an organic EL element, and a hole transport layer are used. Any one can be selected and used.
[0064]
The hole injection material and the hole transport material have either hole injection or transport or electron barrier properties, and may be either organic or inorganic. Examples of the hole injection material and hole transport material include triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazoles. Derivatives, styryl anthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers. As the hole injecting material and the hole transporting material, those described above can be used, and porphyrin compounds, aromatic tertiary amine compounds, and styrylamine compounds, particularly aromatic tertiary amine compounds can be used. preferable.
[0065]
Representative examples of the aromatic tertiary amine compound and styrylamine compound 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; Bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane; N, N, N ′, N′-tetra-p-tolyl-4,4′-diaminobiphenyl; 1,1-bis (4-di-p- Tolylaminophenyl) -4-phenylcyclohexane; bis (4-dimethylamino-2-methylphenyl) phenylmethane; bis (4-di-p-tolylaminophenyl) phenylmethane; N, N′-diphenyl-N, N -Di (4-methoxyphenyl) -4,4'-diaminobiphenyl; N, N, N ', N'-tetraphenyl-4,4'-diaminodiphenyl ether; 4,4'-bis (diphenylamino) quadri N; N, N-tri (p-tolyl) amine; 4- (di-p-tolylamino) -4 '-[4- (di-p-tolylamino) styryl] stilbene; 4-N, N-diphenyl Amino- (2-diphenylvinyl) benzene; 3-methoxy-4′-N, N-diphenylaminostilbenzene; N-phenylcarbazole, and two more described in US Pat. No. 5,061,569 Having a condensed aromatic ring of, for example, 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (NPD), JP-A-4-3086 4,4 ', 4 "-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (MTDATA) in which three triphenylamine units described in No. 8 are linked in a starburst type ) And the like.
[0066]
Furthermore, 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.
[0067]
In addition, 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. The hole injection layer and the hole transport layer are formed by thinning the hole injection material and the hole transport material by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method. Can be formed. Although there is no restriction | limiting in particular about the film thickness of a positive hole injection layer and a positive hole transport layer, Usually, it is about 5 nm-5 micrometers. The hole injection layer and hole transport layer may have a single layer structure composed of one or more of the above materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
[0068]
Furthermore, the electron transport layer used as necessary only needs to have a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer, and the material thereof is selected from any conventionally known compounds. Can be used.
[0069]
Examples of materials used for this electron transport layer (hereinafter referred to as electron transport materials) include heterocyclic tetracarboxylic acid anhydrides such as nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene, carbodiimides, Examples include fluorenylidenemethane derivatives, anthraquinodimethane and anthrone derivatives, and oxadiazole derivatives. Furthermore, in the above oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative in which the oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as an electron transport material.
[0070]
Furthermore, 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.
[0071]
In addition, metal complexes of 8-quinolinol derivatives such as tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), 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), etc., and the central metals of these metal complexes are In, Mg, Cu , Ca, Sn, Ga, or Pb can also be used as an electron transport material. In addition, metal-free or metal phthalocyanine, or those having terminal ends substituted with an alkyl group or a sulfonic acid group can be preferably used as the electron transporting material. In addition, the distyrylpyrazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as an electron transport material, and similarly to the hole injection layer and the hole transport layer, inorganic such as n-type-Si and n-type-SiC can be used. A semiconductor can also be used as an electron transport material.
[0072]
The electron transport layer can be formed by forming the above compound by a known thin film forming method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method. Although the film thickness as an electron carrying layer does not have a restriction | limiting in particular, Usually, it selects in 5 nm-5 micrometers. The electron transport layer may have a single layer structure composed of one or more of these electron transport materials, or may have a laminated structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
[0073]
Further, in the present invention, the fluorescent compound is not limited to the light emitting layer, and the hole transport layer adjacent to the light emitting layer, or the fluorescent compound serving as a host compound of the phosphorescent compound in the electron transport layer; At least one kind of fluorescent compound having a fluorescent maximum wavelength may be contained in the same region, whereby the luminous efficiency of the organic EL device can be further increased. As the fluorescent compound contained in these hole transport layer and electron transport layer, the fluorescent compound having a fluorescence maximum wavelength in the range of 350 to 440 nm, more preferably 390 to 410 nm, as in the light emitting layer. A compound is used.
[0074]
The substrate preferably used in the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the kind of glass, plastic and the like, and is not particularly limited as long as it is transparent. Examples of the substrate preferably used in the organic EL device of the present invention include glass, quartz, and a light transmissive plastic film.
[0075]
Examples of the light transmissive plastic film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), polyetherimide, polyetheretherketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, and polycarbonate (PC). And a film made of cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate propionate (CAP), or the like.
[0076]
Next, a suitable example for producing an organic EL element will be described. As an example, a method for producing an organic EL element composed of the anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode will be described.
[0077]
First, a thin film made of a desired electrode material, for example, an anode material, is formed on a suitable substrate by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a film thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm. An anode is produced. Next, a thin film comprising a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer / electron injection layer, which is a device material, is formed thereon.
[0078]
Further, a buffer layer (electrode interface layer) may be present between the anode and the light emitting layer or the hole injection layer and between the cathode and the light emitting layer or the electron injection layer.
The buffer layer is a layer provided between the electrode and the organic layer in order to lower the driving voltage and improve the luminous efficiency. “The organic EL element and its forefront of industrialization (published by NTS Corporation on November 30, 1998) 2) Chapter 2 “Electrode Materials” (pages 123 to 166) in detail, and includes an anode buffer layer and a cathode buffer layer.
[0079]
The details of the anode buffer layer are also described in JP-A-9-45479, 9-260062, and 8-288069. Specific examples thereof include a phthalocyanine buffer layer represented by copper phthalocyanine, vanadium oxide. And an oxide buffer layer, an amorphous carbon buffer layer, and a polymer buffer layer using a conductive polymer such as polyaniline (emeraldine) or polythiophene.
[0080]
The details of the cathode buffer layer are also described in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, and the like. Specifically, a metal buffer layer represented by strontium, aluminum and the like, Examples thereof include an alkali metal compound buffer layer typified by lithium fluoride, an alkaline earth metal compound buffer layer typified by magnesium fluoride, an oxide buffer layer typified by aluminum oxide and lithium oxide, and the like.
[0081]
The buffer layer is preferably a very thin film, and depending on the material, the film thickness is preferably in the range of 0.1 to 100 nm.
[0082]
Further, in addition to the basic constituent layer, a layer having other functions may be laminated as required. For example, JP-A-11-204258, JP-A-11-204359, and “Organic EL device and its industrialization front line ( It may have a functional layer such as a hole blocking layer described on page 237 of “November 30, 1998, issued by NTS Corporation”.
[0083]
Next, the electrode of the organic EL element will be described. The electrode of the organic EL element consists of a cathode and an anode.
[0084]
As the anode in the organic EL element, an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function (4 eV or more) is preferably used. Specific examples of such electrode materials include metals such as Au, CuI, indium tin oxide (ITO), SnO. 2 And conductive transparent materials such as ZnO.
[0085]
The anode may be formed by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering, and a pattern having a desired shape may be formed by a photolithography method, or (100 μm) when pattern accuracy is not so required. As described above, a pattern may be formed through a mask having a desired shape when the electrode material is deposited or sputtered. When light emission is extracted from the anode, it is desirable that the transmittance is greater than 10%, and the sheet resistance as the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, although the film thickness depends on the material, it is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm.
[0086]
On the other hand, as the cathode, a material having a low work function (4 eV or less) metal (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O Three ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, rare earth metals and the like. Among these, a mixture of an electron injecting metal and a second metal which is a stable metal having a larger work function value than this, such as a magnesium / silver mixture, magnesium, from the viewpoint of electron injectability and durability against oxidation, etc. / Aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O Three ) Mixtures, lithium / aluminum mixtures and the like are preferred. The cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. Further, the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 50 to 200 nm. In order to transmit light, if either one of the anode or the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, the light emission efficiency is improved, which is convenient.
[0087]
Next, a method for manufacturing the organic EL element will be described.
As the thinning method, there are a spin coating method, a casting method, a vapor deposition method and the like as described above, but a vacuum vapor deposition method is preferable from the standpoint that a homogeneous film can be easily obtained and pinholes are hardly generated. When a vacuum deposition method is employed for thinning, the deposition conditions vary depending on the type of compound used, the target crystal structure of the molecular deposition film, the association structure, etc., but generally a boat heating temperature of 50 to 450 ° C., vacuum Degree 10 -6 -10 -3 It is desirable to select appropriately within the ranges of Pa, vapor deposition rate of 0.01 to 50 nm / second, substrate temperature of −50 to 300 ° C., and film thickness of 5 nm to 5 μm.
[0088]
As described above, a method such as vapor deposition or sputtering is performed on a suitable substrate so that a thin film made of a desired electrode material, for example, an anode material, has a thickness of 1 μm or less, preferably 10 to 200 nm. After forming an anode by forming a thin film of each layer consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer / electron injection layer as described above on the anode, A desired organic EL device can be obtained by forming a thin film made of a cathode material to a thickness of 1 μm or less, preferably 50 to 200 nm, for example, by a method such as vapor deposition or sputtering, and providing a cathode. . The organic EL device is preferably produced from the hole injection layer to the cathode in this manner consistently by a single evacuation. However, the production order is reversed so that the cathode, the electron injection layer, the light emitting layer, It is also possible to produce the hole injection layer and the anode in this order. In the case of applying a DC voltage to the organic EL device thus obtained, light emission can be observed by applying a voltage of about 5 to 40 V with the positive polarity of the anode and the negative polarity of the cathode. Further, even when a voltage is applied with a reverse polarity, no current flows and no light emission occurs. Further, when an AC voltage is applied, light is emitted only when the anode is in the + state and the cathode is in the-state. The alternating current waveform to be applied may be arbitrary.
[0089]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the aspect of this invention is not limited to this.
[0090]
Example 1 (light emitting material)
After patterning on a substrate (made by NH Techno Glass Co., Ltd .: NA-45) with a 150 nm ITO film on glass as the anode, the transparent support substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with i-propyl alcohol. Then, it was dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes. This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of α-NPD was put in a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of Comparative Compound 1 was put in another molybdenum resistance heating boat. Add 200 mg of bathocuproine (BCP) to a resistance heating boat made of molybdenum, and add Alq to another resistance heating boat made of molybdenum. Three 200 mg was added and attached to a vacuum deposition apparatus. The vacuum chamber is then 4 × 10 -Four After reducing the pressure to Pa, the heating boat containing α-NPD was energized and heated, and deposited at a film thickness of 50 nm on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec. Provided. The substrate temperature during vapor deposition was room temperature. Next, the heating boat containing the comparative compound 1 was energized and heated to provide a 30 nm light emitting layer at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec. Further, the heating boat containing BCP was heated by energization to provide a hole blocking layer having a thickness of 10 nm. Furthermore, Alq Three The heating boat containing was energized and heated to provide an electron transport layer having a thickness of 20 nm at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec.
[0091]
Next, a vacuum chamber is opened, and a stainless steel rectangular perforated mask is placed on the electron transport layer. On the other hand, 3 g of magnesium is placed in a molybdenum resistance heating boat, and 0.02 of silver is placed in a tungsten vapor deposition basket. Put 5g and again vacuum tank 2 × 10 -Four After depressurizing to Pa, power was applied to the magnesium-containing boat to deposit magnesium at a deposition rate of 1.5 to 2.0 nm / sec. At this time, the silver basket was heated at the same time, and the deposition rate was 0.1 nm / sec. The organic EL element 1-1 was produced by vapor-depositing silver to form a cathode made of the mixture of magnesium and silver.
[0092]
Organic EL elements 1-2 to 1-12 were produced in the same manner as the organic EL element 1-1 except that the comparative compound 1 of the organic EL element 1-1 was changed to the compounds shown in Table 1. All organic EL elements emitted light from blue to green.
[0093]
These organic EL elements were continuously lit by applying a 10 V DC voltage in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C., and the light emission luminance (cd / m at the start of lighting) 2 ) And a half-life of luminance as an index of durability. The light emission luminance is expressed as a relative value with the organic EL element 1-1 as 100, and the luminance half time is expressed as a relative value with the luminance half time of the organic EL element 1-1 as 100. The measurement results are shown in Table 1. Luminance [cd / m 2 ] Was measured using Minolta CS-1000.
[0094]
Embedded image
Figure 0003994799
[0095]
Embedded image
Figure 0003994799
[0096]
Embedded image
Figure 0003994799
[0097]
[Table 1]
Figure 0003994799
[0098]
From Table 1, it can be seen that the organic EL device using the compound of the present invention has improved light emission luminance and half-time of luminance at the start of lighting compared to the organic EL device using a comparative compound having a similar structure. .
[0099]
Example 2 (host compound)
An organic EL device 2-1 was produced in the same manner as in Example 1 except that a light-emitting layer having a thickness of 30 nm obtained by depositing Compound 1 of the present invention and DCM-2 at a mass ratio of 100: 1 was used.
[0100]
When this organic EL device was applied with a DC voltage of 10 V in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C., red light emission was obtained.
[0101]
Green or blue light emission was obtained from the organic EL elements 2-2 and 2-3 produced by replacing DCM-2 with Qd-2 or BCzVBi in the organic EL element 2-1.
[0102]
Embedded image
Figure 0003994799
[0103]
Example 3 (Electron Transport Material)
After patterning on a substrate (made by NH Techno Glass Co., Ltd .: NA-45) with a 150 nm ITO film on glass as the anode, the transparent support substrate provided with this ITO transparent electrode was ultrasonically cleaned with i-propyl alcohol. Then, it was dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes. This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of m-MTDATXA is put into a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of DPVBi is put into another molybdenum resistance heating boat. 200 mg of BCP was put into a resistance heating boat made of molybdenum and attached to a vacuum deposition apparatus.
[0104]
The vacuum chamber is then 4 × 10 -Four After depressurizing to Pa, energize and heat the heating boat containing m-MTDATXA, deposit it on a transparent support substrate at a film thickness of 25 nm at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec, and further contain DPVBi. Further, the heating boat was energized and heated, and vapor deposition was performed at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec with a film thickness of 20 nm to provide a light emitting layer. The substrate temperature during vapor deposition was room temperature.
[0105]
Then, the heating boat containing BCP was energized and heated to provide a 30 nm electron transport layer at a deposition rate of 0.1 to 0.3 nm / sec.
[0106]
Next, a vacuum chamber is opened, and a stainless steel rectangular perforated mask is placed on the electron transport layer. On the other hand, 3 g of magnesium is placed in a molybdenum resistance heating boat, and 0.02 of silver is placed in a tungsten vapor deposition basket. Put 5g and again vacuum tank 2 × 10 -Four After depressurizing to Pa, power was applied to the magnesium-containing boat to deposit magnesium at a deposition rate of 1.5 to 2.0 nm / sec. At this time, the silver basket was heated at the same time, and the deposition rate was 0.1 nm / sec. The organic EL element 3-1 was produced by vapor-depositing silver to form a cathode made of the mixture of magnesium and silver.
[0107]
Organic EL elements 3-2 to 3-12 were produced in the same manner as the organic EL element 3-1, except that the BCP of the organic EL element 3-1 was changed to the compounds shown in Table 2.
[0108]
These organic EL elements were continuously lit by applying a 10 V DC voltage in a dry nitrogen gas atmosphere at 23 ° C., and the light emission luminance (cd / m at the start of lighting) 2 ), And a half-life of luminance. The light emission luminance was expressed as a relative value with the organic EL element 3-1 as 100, and the luminance half time was expressed as a relative value with the luminance half time of the organic EL element 3-1 as 100. The measurement results are shown in Table 2. In all elements, the emission color was blue.
[0109]
Embedded image
Figure 0003994799
[0110]
[Table 2]
Figure 0003994799
[0111]
From Table 2, the organic EL device using the compound of the present invention has improved light emission luminance at the start of lighting and the time to reduce the luminance by half compared to the organic EL device using a comparative compound having a similar structure. I understand.
[0112]
Example 4 (cathode buffer layer)
In the same manner except that the cathode of the organic EL device 3-5 produced in Example 3 was replaced with Al, and a cathode buffer layer was provided by depositing lithium fluoride with a thickness of 0.5 nm between the electron transport layer and the cathode. Organic EL element 4-1 was produced.
[0113]
As in Example 3, the light emission luminance (cd / m) at the start of lighting of the organic EL element. 2 ) And the half-life time of the luminance were measured. As a result of comparing the relative values with the organic EL element 3-1 as 100, the emission luminance was 315 and the luminance half-life was 420. Similarly, the organic EL elements 3-6 to 3-12 were more effective when a cathode buffer layer was introduced.
[0114]
Example 5 (Three colors of light emission)
The light emitting layer of the organic EL element used in Example 3 was changed from DPVBi to Alq. Three Or Alq Three And DCM-2 were replaced with a light-emitting layer deposited at a mass ratio of 100: 1 in the same manner, an organic EL device was produced, and the light emission luminance (cd / m at the start of lighting) 2 ) And half-life of luminance. As a result, as in Example 3, the organic EL device using the compound of the present invention for the electron transport layer had an emission luminance (cd / m at the start of lighting). 2 ) And an improvement in luminance half-life.
[0115]
Alq Three Is used for the light emitting layer, green light emission is obtained, and Alq Three And DCM-2 were co-evaporated at 100: 1, and red light emission was obtained.
[0116]
Example 6
Organic EL elements 6-1 to 6-8 were produced as follows.
[0117]
<Production of organic EL element>
After patterning on a substrate (NA-45 manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) having a film of 150 nm of ITO (indium tin oxide) formed on a glass substrate of 100 mm × 100 mm × 1.1 mm as an anode, this ITO transparent electrode was provided. The transparent support substrate was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes.
[0118]
This transparent support substrate is fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum deposition apparatus, while 200 mg of α-NPD is put into a molybdenum resistance heating boat, and 200 mg of CBP is put into another resistance heating boat made of molybdenum. 200 mg bathocuproin (BCP) is put into a resistance heating boat, 100 mg of Ir-1 (phosphorescent compound) is put into another resistance heating boat made of molybdenum, and Alq is put into another resistance heating boat made of molybdenum. Three 200 mg was added and attached to a vacuum deposition apparatus. The vacuum chamber is then 4 × 10 -Four After depressurizing to Pa, the heating boat containing α-NPD was energized and heated, and deposited on a transparent support substrate at a deposition rate of 0.1 nm / sec to provide a 45 nm thick hole transport layer. Further, the heating boat containing CBP and Ir-1 was energized and heated, and co-deposited on the hole transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec and 0.01 nm / sec, respectively, to have a film thickness of 20 nm. A light emitting layer was provided. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature. Further, an electron transport layer that also serves as a hole blocking function with a film thickness of 10 nm is provided by energizing and heating the heating boat containing BCP and depositing on the light emitting layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec. It was. In addition, Alq Three The heating boat containing was heated by energizing, and was deposited on the electron transport layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec to further provide an electron injection layer having a thickness of 40 nm. In addition, the substrate temperature at the time of vapor deposition was room temperature.
[0119]
Next, 0.5 nm of lithium fluoride and 110 nm of Al were vapor-deposited to form a cathode, and an organic EL element 6-1 was produced.
[0120]
Organic EL elements 6-2 to 6-9 were produced in exactly the same manner except that CBP in the light emitting layer was replaced with the compounds shown in Table 3.
[0121]
Embedded image
Figure 0003994799
[0122]
<Evaluation of Luminous Luminance and Half-Time of Organic EL Elements 6-1 to 6-9>
In the organic EL element 6-1, current started to flow at an initial driving voltage of 3 V, and green light was emitted from the phosphorescent compound that is the dopant of the light emitting layer. About the produced organic EL element, the luminance half time was measured as an index of the light emission luminance and the light emission lifetime when 9 V DC voltage was applied at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere. The light emission luminance was expressed as a relative value with the organic EL element 6-1 as 100, and the luminance half time was expressed as a relative value with the organic EL element 6-1 as 100. Table 3 shows the measurement results. Luminance [cd / m 2 ] Was measured using Minolta CS-1000.
[0123]
[Table 3]
Figure 0003994799
[0124]
As is apparent from Table 3, the organic EL device using the compound of the present invention as a host has a high emission luminance and a long half time, and thus was found to be very useful as an organic EL device.
[0125]
The same effect can be obtained in the organic EL elements 6-10 and 6-11 produced in the same manner as the organic EL elements 6-1 to 6-9 except that the phosphorescent compound is changed to Ir-11 or Ir-9. It was. Note that blue light emission was obtained from the organic EL element 6-10 using Ir-11, and red light emission was obtained from the organic EL element 6-11 using Ir-9.
[0126]
Example 7
Organic EL elements 7-1 to 7-9 were prepared in exactly the same manner except that the BCP used in the electron transport layer of the organic EL element 6-1 prepared in Example 6 was replaced with the compounds shown in Table 4.
[0127]
<Evaluation of Luminous Luminance and Half-Time of Organic EL Elements 6-1 and 7-1 to 7-9>
In the organic EL element 6-1, current started to flow at an initial driving voltage of 3 V, and green light was emitted from the phosphorescent compound that is the dopant of the light emitting layer. When these organic EL elements were applied with a 9 V DC voltage at 23 ° C. in a dry nitrogen gas atmosphere, the luminance and half-life of the luminance were measured. The light emission luminance was expressed as a relative value with the organic electroluminescence element 6-1 as 100, and the luminance half time was expressed as a relative value with the organic EL element 6-1 as 100. Table 4 shows the measurement results. Luminance [cd / m 2 ] Was measured using Minolta CS-1000.
[0128]
[Table 4]
Figure 0003994799
[0129]
As is clear from Table 4, the organic EL device using the compound of the present invention for the electron transport layer (hole blocking layer) is very useful as an organic EL device because of its high emission luminance and long half-life. I found out.
[0130]
The same effect can be obtained in the organic EL elements 7-10 and 7-11 produced in the same manner as the organic EL elements 7-1 to 7-9 except that the phosphorescent compound is changed to Ir-11 or Ir-9. It was. Blue light emission was obtained from the organic EL element 7-10 using Ir-11, and red light emission was obtained from the organic EL element 7-11 using Ir-9.
[0131]
Example 8
The red, green, and blue light-emitting organic EL elements produced in Example 6 were juxtaposed on the same substrate to produce the active matrix type full-color display device shown in FIG.
[0132]
FIG. 1 shows only a schematic diagram of a display portion of the produced full-color display device. That is, a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of juxtaposed pixels 3 (light emission color is a red region pixel, a green region pixel, a blue region pixel, etc.) on the same substrate. The scanning line 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a lattice shape and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions ( Details are not shown). The plurality of pixels 3 are driven by an active matrix system in which an organic EL element corresponding to each emission color, a switching transistor as an active element, and a driving transistor are provided, and when a scanning signal is applied from the scanning line 5 The image data signal is received from the data line 6, and light is emitted according to the received image data. In this way, full-color display is possible by appropriately juxtaposing the red, green, and blue pixels.
[0133]
By driving the full-color display device, a clear full-color moving image display with high brightness was obtained.
[0134]
【The invention's effect】
According to the present invention, an organic electroluminescence element having high emission luminance and durability and a display device using the same can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a display unit of a full-color display device.
[Explanation of symbols]
3 pixels
5 scanning lines
6 Data lines

Claims (7)

電子輸送層及び発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、下記一般式(1)で表される化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
Figure 0003994799
(式中、R1及びR2はそれぞれ独立に置換基を表し、Arは2価のアリーレン基を表し、nは0〜8の整数を表し、pは1〜4の整数を表し、qは1〜4の整数を表す。pが2以上の整数を表す場合、複数のR1は同一であっても異なっていてもよく、qが2以上の整数を表す場合、複数のR2は同一であっても異なっていてもよい。pが2以上の場合で、かつ複数のR1が隣接する場合は互いに縮合して環を形成していてもよく、qが2以上の場合で、かつ複数のR2が隣接する場合は互いに縮合して環を形成していてもよく、さらにR1とR2とで環を形成してもよい。R3〜R6は水素原子または置換基を表し、R3とR5及び/またはR4とR6とで環を形成してもよい。ただし、R3またはR4の少なくとも一方は置換基を表す。Ar1及びAr2はそれぞれ独立にアリール基を表す。)
The organic electroluminescent element which has an electron carrying layer and a light emitting layer, The compound represented by following General formula (1) is contained, The organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
Figure 0003994799
(Wherein R 1 and R 2 each independently represent a substituent, Ar represents a divalent arylene group, n represents an integer of 0 to 8, p represents an integer of 1 to 4, and q represents Represents an integer of 1 to 4. When p represents an integer of 2 or more, a plurality of R 1 s may be the same or different, and when q represents an integer of 2 or more, a plurality of R 2 s are the same. When p is 2 or more and a plurality of R 1 are adjacent to each other, they may be condensed with each other to form a ring, and when q is 2 or more, and When a plurality of R 2 are adjacent to each other, they may be condensed with each other to form a ring, and R 1 and R 2 may form a ring, and R 3 to R 6 may be a hydrogen atom or a substituent. represents, it may form a ring with R 3 and R 5 and / or R 4 and R 6. However, .Ar 1及representing at least one of the substituent of R 3 or R 4 Ar 2 each independently represents an aryl group.)
前記一般式(1)で表される化合物を電子輸送層に含有することを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is contained in an electron transport layer. 前記一般式(1)で表される化合物を発光層に含有することを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is contained in a light emitting layer. 発光層がホスト化合物及びりん光性化合物を含有し、該ホスト化合物が前記一般式(1)で表される化合物であることを特徴とする請求項3記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。4. The organic electroluminescence device according to claim 3, wherein the light emitting layer contains a host compound and a phosphorescent compound, and the host compound is a compound represented by the general formula (1). りん光性化合物がイリジウム化合物、オスミウム化合物または白金化合物であることを特徴とする請求項4記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。The organic electroluminescence device according to claim 4, wherein the phosphorescent compound is an iridium compound, an osmium compound or a platinum compound. りん光性化合物がイリジウム化合物であることを特徴とする請求項5記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。6. The organic electroluminescence device according to claim 5, wherein the phosphorescent compound is an iridium compound. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を有することを特徴とする表示装置。A display device comprising the organic electroluminescence element according to claim 1.
JP2002169802A 2002-06-11 2002-06-11 Organic electroluminescence element and display device Expired - Lifetime JP3994799B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002169802A JP3994799B2 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Organic electroluminescence element and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002169802A JP3994799B2 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Organic electroluminescence element and display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004014440A JP2004014440A (en) 2004-01-15
JP3994799B2 true JP3994799B2 (en) 2007-10-24

Family

ID=30436256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002169802A Expired - Lifetime JP3994799B2 (en) 2002-06-11 2002-06-11 Organic electroluminescence element and display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3994799B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004214050A (en) * 2003-01-06 2004-07-29 Konica Minolta Holdings Inc Organic electroluminescent element and display device

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5040080B2 (en) * 2005-07-20 2012-10-03 Jnc株式会社 Organic electroluminescence device
JP2007070282A (en) * 2005-09-06 2007-03-22 Chemiprokasei Kaisha Ltd Novel triarylboron derivative and organic electroluminescent device containing the same
US9112170B2 (en) * 2006-03-21 2015-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device
CN101679383B (en) 2007-05-17 2014-10-29 株式会社半导体能源研究所 Triazole derivative, and light-emitting element, light-emitting device, and electronic device with the use of triazole derivative
KR101563675B1 (en) 2007-12-21 2015-10-27 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Triazole derivative, light-emitting element, light-emitting device, and electronic device
CN101633668B (en) * 2008-07-24 2015-06-03 通用电气公司 Compound comprising phenylpyridine unit
US8993125B2 (en) 2010-05-21 2015-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Triazole derivative, and light-emitting element, light-emitting device, electronic device and lighting device using the triazole derivative
CN103896973B (en) * 2014-04-11 2018-01-30 中国科学院理化技术研究所 Di (trimethyl phenyl) boron derivative and application thereof in white organic electroluminescent diode
JP6727080B2 (en) * 2016-09-02 2020-07-22 国立大学法人九州大学 Organic light emitting device and light emitting material and compound used therefor
CN107698613A (en) * 2017-09-29 2018-02-16 中国科学院福建物质结构研究所 A kind of thermal activation delayed fluorescence material and organic electroluminescence device based on aryl boron derivative
CN107759624B (en) * 2017-11-10 2020-08-04 南京邮电大学 Asymmetric aryl boron organic photoelectric functional material and preparation method and application thereof
CN110818731B (en) * 2018-08-09 2023-04-07 上海和辉光电股份有限公司 Triaryl boron derivative organic luminescent material, preparation method and application thereof
CN111088036A (en) * 2019-12-26 2020-05-01 深圳智材有机光电有限公司 Fluorescent material, preparation method and application

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4428772B2 (en) * 1999-09-28 2010-03-10 コニカミノルタホールディングス株式会社 Organic electroluminescence device
JP4300788B2 (en) * 2001-12-06 2009-07-22 コニカミノルタホールディングス株式会社 Organic electroluminescence element and display device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004214050A (en) * 2003-01-06 2004-07-29 Konica Minolta Holdings Inc Organic electroluminescent element and display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004014440A (en) 2004-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4810687B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4106974B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP3925265B2 (en) Organic electroluminescence element and display device using the same
JP4036041B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4103491B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4103492B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4483167B2 (en) ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT AND DISPLAY DEVICE HAVING ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT
JP4052024B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4048792B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4300788B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP3994799B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4103442B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4442114B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4265216B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4228573B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4082098B2 (en) Organic electroluminescence device and full-color display device
JP4726384B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4265215B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP2004047329A (en) Organic electroluminescent element and display device
JP4656111B2 (en) Organic electroluminescence device
JP5040671B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4183016B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4129599B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP3960133B2 (en) Organic electroluminescence element and display device
JP4743186B2 (en) Organic electroluminescence element and display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050602

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070710

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070723

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3994799

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100810

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110810

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120810

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130810

Year of fee payment: 6

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term