JP5708721B2 - Organic electroluminescence device, organic EL display device, and organic EL lighting - Google Patents
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Description
本発明は、有機電界発光素子の発光層を湿式成膜法で形成するために用いられる有機電界発光素子用組成物に関する。
本発明はまた、この有機電界発光素子用組成物を用いた有機薄膜および有機電界発光素子と、この有機電界発光素子を用いた有機EL表示装置および有機EL照明に関する。
The present invention relates to a composition for an organic electroluminescent element used for forming a light emitting layer of an organic electroluminescent element by a wet film forming method.
The present invention also relates to an organic thin film and an organic electroluminescent element using the composition for organic electroluminescent elements, and an organic EL display device and organic EL illumination using the organic electroluminescent element.
近年、ディスプレイや照明などの発光装置を製造するための技術として、有機電界発光(有機EL)素子の開発が盛んに行われており、主に小型から中型サイズのディスプレイ用途を中心として、実用化が始まっている。 In recent years, organic electroluminescence (organic EL) elements have been actively developed as a technology for manufacturing light-emitting devices such as displays and lighting, and put into practical use mainly for small to medium-sized display applications. Has begun.
有機電界発光素子は、電極間の有機層に正負の電荷(キャリア)を注入し、このキャリアを再結合させることにより発光を得るものである。 An organic electroluminescent element obtains light emission by injecting positive and negative charges (carriers) into an organic layer between electrodes and recombining the carriers.
現在実用化されている有機電界発光素子は、一般に比較的低分子量の化合物を高真空条件下で加熱し、上方に設置した基板に蒸着する手法を用いて製造されている。しかしながら、この真空蒸着法は大面積基板への均質な蒸着が困難であり、大型ディスプレイや大面積の面発光照明のなどの大面積の有機ELパネルの製造には適していない。また、蒸着源である有機材料の利用効率が低く、製造コストが高くなりやすいという問題も有している。 Organic electroluminescent devices that are currently in practical use are generally produced using a technique in which a relatively low molecular weight compound is heated under high vacuum conditions and vapor-deposited on an upper substrate. However, this vacuum deposition method is difficult to uniformly deposit on a large-area substrate, and is not suitable for manufacturing a large-area organic EL panel such as a large display or a large-area surface-emitting illumination. In addition, there is a problem that the utilization efficiency of the organic material as the vapor deposition source is low and the manufacturing cost is likely to be high.
一方で、このような大面積の有機ELパネルを製造する手段として、スピンコート法やインクジェット法、ディップコート法、各種印刷法などに代表される湿式成膜法による有機ELパネルの製造方法が提案されている。 On the other hand, as a means for manufacturing such a large area organic EL panel, a method for manufacturing an organic EL panel by a wet film forming method represented by a spin coating method, an ink jet method, a dip coating method, various printing methods, etc. is proposed. Has been.
しかしながら、湿式成膜法により形成した発光層を有する有機電界発光素子は、従来の真空蒸着法により形成した発光層を有する有機電界発光素子と比較して寿命が短いという問題点があった。 However, an organic electroluminescent device having a light emitting layer formed by a wet film forming method has a problem that its lifetime is shorter than that of an organic electroluminescent device having a light emitting layer formed by a conventional vacuum deposition method.
そこで、このような問題を解決するために、例えば、特許文献1から特許文献3では、発光層中に含まれる電荷輸送性材料のイオン化ポテンシャルと発光層に隣接する正孔輸送層材料のイオン化ポテンシャルの大きさの関係、あるいは発光層中に含まれる電荷輸送性材料と発光に関与する材料(以下、発光材料と表記する場合がある)のイオン化ポテンシャルの関係などに着目し、得られる有機電界発光素子の高効率化や長寿命化を達成しようと試みている。
In order to solve such problems, for example, in
しかしながら、これらの特許文献の技術は、従来の真空蒸着技術によって有機薄膜層を形成する有機電界発光素子に対するものであり、これらの技術を本発明者が検討している湿式成膜法により有機薄膜層を形成する有機電界発光素子に適用しようとした場合、一定の高効率化または長寿命化が達成される場合こそあるものの、必ずしも素子の高効率化、長寿命化が達成できるとは限らなかった。 However, the techniques of these patent documents are directed to organic electroluminescent elements that form organic thin film layers by conventional vacuum deposition techniques, and these techniques are applied to organic thin films by a wet film formation method that the present inventors are examining. When trying to apply to organic electroluminescent devices that form layers, there may be cases where certain high efficiency or long life is achieved, but it is not always possible to achieve high efficiency and long life of the device. It was.
本発明は、湿式成膜法で形成される発光層を有する有機電界発光素子において、高効率、長寿命な有機電界発光素子を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having a high efficiency and a long lifetime in an organic electroluminescent device having a light emitting layer formed by a wet film forming method.
本発明者は、上記課題を解決すべく、湿式成膜法により有機電界発光素子の発光層を形成するための組成物を調製する際に使用する各材料固有の物性値には、未だ知られていない何らかの法則があり、湿式成膜法による発光層を有する有機電界発光素子の発光効率や寿命を向上させるためには、この未解明の物性値を見出す必要があると考え、鋭意検討を重ねた。
その結果、発光層を形成するために組成物中に混合される複数成分のうち、陽極側から注入された正孔を輸送するために添加する材料(以下、「正孔輸送性材料」と表記する場合がある)と、正孔−電子の再結合を経由して光を放射する発光材料のそれぞれのイオン化ポテンシャルの差と、組成物中の全固形分に対する発光材料の含有比との関係が、最終的に得られる有機電界発光素子の発光効率や寿命に対してある一定の相関性を示すことを見出した。
In order to solve the above problems, the present inventor has not yet known physical property values specific to each material used when preparing a composition for forming a light emitting layer of an organic electroluminescent device by a wet film forming method. In order to improve the luminous efficiency and lifetime of organic electroluminescent devices that have a light-emitting layer formed by a wet film-forming method, there are some laws that have not been found, and it is necessary to find out these unexplained physical properties, and intensive studies It was.
As a result, among the multiple components mixed in the composition to form the light emitting layer, a material added to transport holes injected from the anode side (hereinafter referred to as “hole transporting material”) And the difference between the ionization potentials of the light emitting materials that emit light via hole-electron recombination and the content ratio of the light emitting material to the total solid content in the composition The present inventors have found that the organic electroluminescence device finally obtained exhibits a certain correlation with the luminous efficiency and lifetime.
本発明者は、この発見をもとに、更に検討を重ねた結果、ある特定の条件を満たす湿式成膜用組成物を用いることにより、発光層中に注入・輸送される正孔の量と、この正孔が電荷輸送性材料から発光材料へ移動し、そのまま発光材料上に滞留する時間を緻密に制御することか可能であり、その結果、発光層内部に生成した励起状態の発光材料(励起子)を失活させることなく発光効率の向上を達成することができ、また同時に、発光層内部へ蓄積される電荷(すなわちラジカル状態の分子の長期生成)による材料の分解を抑制することで、素子の長寿命化をも達成することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of further studies based on this discovery, the present inventor has found that the amount of holes injected / transported into the light-emitting layer can be increased by using a wet film-forming composition that satisfies a specific condition. It is possible to precisely control the time during which the holes move from the charge transporting material to the light emitting material and stay on the light emitting material as a result, and as a result, the excited light emitting material generated inside the light emitting layer ( It is possible to improve the luminous efficiency without deactivating the excitons), and at the same time, by suppressing the decomposition of the material due to the charge accumulated in the luminescent layer (ie, long-term generation of radical state molecules) As a result, the inventors have found that it is possible to extend the life of the device, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の要旨は、陽極および陰極の間に発光層を有する有機電界発光素子において、該発光層が、2種以上の有機電界発光素子材料および溶剤を含有する有機電界発光素子用組成物であって、該有機電界発光素子材料のうち、少なくとも1種は発光材料、少なくとも1種は正孔輸送性材料であり、下記式(1)を満たす有機電界発光素子用組成物(ただし、該有機電界発光素子用組成物中に、正孔輸送性材料に該当する有機電界発光素子材料が2種類以上ある場合、これら2種以上の正孔輸送性材料のうち、イオン化ポテンシャルの絶対値が小さい材料が下記式(1)を満たし、該有機電界発光素子用組成物中に発光材料が2種以上ある場合、各々の発光材料が下記式(1)を満たす。)を用いて形成された有機薄膜であり、該発光層に隣接して正孔輸送層を有し、該正孔輸送層が湿式成膜法で形成された層であり、該正孔輸送層材料が、重量平均分子量が1000以上、1000000以下の芳香族三級アミン化合物であり、該正孔輸送層が、下記式(U1)または(U2)で表される構造を有する、熱による構造変換型化合物を用いて形成された層であることを特徴とする有機電界発光素子、に存する。 That is, the gist of the present invention is an organic electroluminescent device having a luminescent layer between an anode and a cathode, wherein the luminescent layer contains two or more organic electroluminescent device materials and a solvent. And at least one of the organic electroluminescent element materials is a luminescent material, and at least one is a hole transporting material, and the organic electroluminescent element composition satisfying the following formula (1) When there are two or more organic electroluminescent element materials corresponding to the hole transporting material in the composition for organic electroluminescent elements, the absolute value of the ionization potential is small among these two or more hole transporting materials. When the material satisfies the following formula (1) and there are two or more types of light emitting materials in the composition for organic electroluminescent elements, each light emitting material satisfies the following formula (1)). A thin film Adjacent to a layer having a hole transporting layer is a layer hole transport layer is formed by a wet film formation method, the hole transport layer material, the weight-average molecular weight of 1000 or more, 1,000,000 fragrance It is a group tertiary amine compound, and the hole transport layer has a structure represented by the following formula (U1) or (U2) and is a layer formed by using a structure conversion type compound by heat The organic electroluminescent element.
0≦{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)≦10 ・・・(1)
(式(1)中、Ip(H)、Ip(D)およびC(D)はそれぞれ以下の通り定義される。
Ip(H):該組成物中に含有される正孔輸送性材料のイオン化ポテンシャルの絶対値
Ip(D):該組成物中に含有される発光材料のイオン化ポテンシャルの絶対値
C(D):該組成物中に含有される全固形分の含有量に対する、発光材料の含有重量比)
0 ≦ {Ip (H) −Ip (D)} / C (D) ≦ 10 (1)
(In formula (1), Ip (H), Ip (D) and C (D) are defined as follows.
Ip (H): absolute value of ionization potential of hole transporting material contained in the composition Ip (D): absolute value of ionization potential of light-emitting material contained in the composition C (D): The content weight ratio of the luminescent material with respect to the total solid content in the composition)
(式(U1)中、環A0は熱解離可溶性基が結合する芳香族炭化水素環を表す。該芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。また、該置換基同士が直接または2価の連結基を介して環を形成していてもよい。
S1、S2、R1〜R6は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基、置換基を有していてもよいへテロアリールアミノ基または置換基を有していてもよいアシルアミノ基を表す。
式(U2)中、環B0は熱解離可溶性基が結合する芳香族炭化水素環を表す。該芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。また、該置換基同士が直接または2価の連結基を介して環を形成していてもよい。
S11〜S14、R11〜R16は、それぞれ独立に、上記S1、S2、R1〜R6として示したものと同様である。)
(In the formula (U1), ring A 0 represents an aromatic hydrocarbon ring to which a thermally dissociable soluble group is bonded. The aromatic hydrocarbon ring may have a substituent. A ring may be formed directly or via a divalent linking group.
S 1 , S 2 and R 1 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group which may have a substituent, an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent, An aromatic heterocyclic group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryloxy which may have a substituent A group, an acyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, an alkynyl group which may have a substituent, an acyloxy group which may have a substituent, It represents an arylamino group which may have a substituent, a heteroarylamino group which may have a substituent, or an acylamino group which may have a substituent.
In formula (U2), ring B 0 represents an aromatic hydrocarbon ring to which a thermally dissociable soluble group is bonded. The aromatic hydrocarbon ring may have a substituent. Further, the substituents may form a ring directly or via a divalent linking group.
S 11 to S 14 and R 11 to R 16 are each independently the same as those shown as S 1 , S 2 , and R 1 to R 6 . )
本発明の別の要旨は、このような有機電界発光素子を用いることを特徴とする有機EL表示装置、および有機EL照明、に存する。 Another gist of the present invention resides in an organic EL display device and an organic EL illumination characterized by using such an organic electroluminescent element.
本発明の有機電界発光素子用組成物であれば、発光層中に注入・輸送される正孔の量と、この正孔が電荷輸送性材料から発光材料へ移動し、そのまま発光材料上に滞留する時間を緻密に制御することが可能な発光層を形成することができる。 If it is the composition for organic electroluminescent elements of this invention, the quantity of the hole inject | poured and transported in a light emitting layer, this hole will move from a charge transport material to a light emitting material, and will stay on a light emitting material as it is. Thus, a light-emitting layer capable of precisely controlling the time to be formed can be formed.
このため、本発明の有機電界発光素子用組成物によれば、湿式成膜法で形成される発光層等の有機層を有する有機電界発光素子において、正孔の注入量と発光層内部での滞留時間を適切に制御することが可能になり、この結果、高効率で長寿命な有機電界発光素子を提供することができる。また、このような有機電界発光素子を用いて、高品質の有機EL表示装置および有機EL照明を提供することができる。 For this reason, according to the composition for organic electroluminescent elements of the present invention, in an organic electroluminescent element having an organic layer such as a luminescent layer formed by a wet film forming method, The residence time can be appropriately controlled, and as a result, an organic electroluminescent device having high efficiency and long life can be provided. Moreover, a high quality organic EL display apparatus and organic EL illumination can be provided using such an organic electroluminescent element.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に特定されない。 Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention does not exceed the gist thereof. It is not specified in the contents.
[有機電界発光素子用組成物]
本発明の有機電界発光素子用組成物は、2種以上の有機電界発光素子材料および溶剤を含有する有機電界発光素子用組成物であって、該有機電界発光素子材料のうち、少なくとも1種は発光材料、少なくとも1種は正孔輸送性材料であり、下記式(1)を満たすことを特徴とする。
0≦{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)≦10 ・・・(1)
[Composition for organic electroluminescence device]
The composition for organic electroluminescent elements of the present invention is a composition for organic electroluminescent elements containing two or more organic electroluminescent element materials and a solvent, and at least one of the organic electroluminescent element materials is A light emitting material, at least one kind, is a hole transporting material and satisfies the following formula (1).
0 ≦ {Ip (H) −Ip (D)} / C (D) ≦ 10 (1)
式(1)中、Ip(H)、Ip(D)およびC(D)はそれぞれ以下の通り定義される。
Ip(H)は、該組成物中に含有される正孔輸送性材料のイオン化ポテンシャルの絶対値を表す。
Ip(D)は、該組成物中に含有される発光材料のイオン化ポテンシャルの絶対値を表す。
C(D)は、該組成物中に含有される全固形分の含有量に対する発光材料の含有重量比を表す。
In formula (1), Ip (H), Ip (D) and C (D) are defined as follows.
Ip (H) represents the absolute value of the ionization potential of the hole transporting material contained in the composition.
Ip (D) represents the absolute value of the ionization potential of the luminescent material contained in the composition.
C (D) represents the content weight ratio of the light emitting material to the total solid content in the composition.
ここで、イオン化ポテンシャルとは、有機電界発光素子材料について、何らかの電気化学的あるいは光学的な測定方法(例えば、理研計器製AC−1、AC−2、AC−3、オプテル製PCR−101など)により直接測定された値であり、PCR−101により測定されたものが好ましい。
また、「含有重量比」とは、組成物中の全固形分の含有量を1とした場合の含有量の重量比率であって、例えば、組成物中の全固形分の全量が当該発光材料である場合(全固形分の100%が発光材料)、含有重量比は1であり、組成物中の全固形分の10wt%が発光材料の場合は含有重量比は0.1となる。即ち、本発明の有機電界発光素子用組成物中の全固形分と発光材料との含有重量比が全固形分:発光材料=a:bで表される場合、C(D)=b/aである。
Here, the ionization potential is any electrochemical or optical measurement method (for example, AC-1, AC-2, AC-3 manufactured by Riken Keiki, PCR-101 manufactured by OPTEL, etc.) for organic electroluminescent element materials. It is a value measured directly by, and preferably measured by PCR-101.
The “content weight ratio” is a weight ratio of the content when the total solid content in the composition is 1, for example, the total solid content in the composition is the light emitting material. (100% of the total solid content is the luminescent material), the content weight ratio is 1, and when 10 wt% of the total solid content in the composition is the luminescent material, the content weight ratio is 0.1. That is, when the weight ratio of the total solid content and the light emitting material in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is expressed as total solid content: light emitting material = a: b, C (D) = b / a It is.
{有機電界発光素子材料}
まず、本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる有機電界発光素子材料について説明する。
本発明における有機電界発光素子材料とは、有機電界発光素子の陽極と陰極の間の層に含有される材料である。有機電界発光素子材料としては、例えば、正孔輸送性材料や電子輸送性材料などの電荷輸送性材料、発光材料、電子受容性化合物などが挙げられる。
{Organic electroluminescent material}
First, the organic electroluminescent element material contained in the composition for organic electroluminescent elements of this invention is demonstrated.
The organic electroluminescent element material in the present invention is a material contained in a layer between the anode and the cathode of the organic electroluminescent element. Examples of the organic electroluminescent element material include charge transport materials such as a hole transport material and an electron transport material, light emitting materials, and electron accepting compounds.
本発明の有機電界発光素子用組成物における有機電界発光素子材料の含有量は、通常0.0001wt%以上、好ましくは0.001wt%以上、より好ましくは0.1wt%以上、また、通常90wt%以下、好ましくは70wt%以下、より好ましくは50wt%以下である。この含有量が上記下限より少ないと湿式成膜法により形成される薄膜の膜厚が薄くなり、素子としたときに、黒点や短絡の原因となる恐れがある。この含有量が上記上限より多いと湿式成膜法により形成される薄膜の膜厚が厚くなり、素子としたときに、駆動電圧が上昇したり、膜の不均一性(塗布ムラ)が生じやすくなり、輝度ムラが生じたりする恐れがある。 The content of the organic electroluminescent element material in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is usually 0.0001 wt% or more, preferably 0.001 wt% or more, more preferably 0.1 wt% or more, and usually 90 wt%. Hereinafter, it is preferably 70 wt% or less, more preferably 50 wt% or less. If this content is less than the above lower limit, the film thickness of the thin film formed by the wet film formation method becomes thin, and when it is used as an element, it may cause black spots or short circuits. If this content is higher than the above upper limit, the film thickness of the thin film formed by the wet film forming method becomes thick, and when it is used as an element, the driving voltage is likely to increase or film non-uniformity (coating unevenness) is likely to occur. And uneven brightness may occur.
本発明における有機電界発光素子材料の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常10000以下、好ましくは5000以下、より好ましくは4000以下、更に好ましくは3000以下、また、通常100以上、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、更に好ましくは400以上の範囲である。
有機電界発光素子材料の分子量が小さ過ぎると、ガラス転移温度や融点、分解温度等が低くなりやすく、有機電界発光素子材料および形成される有機薄膜の耐熱性が著しく低下し、再結晶化や分子のマイグレーションなどに起因する膜質の低下や、材料の熱分解に伴う不純物濃度の上昇などを引き起こし、素子性能の低下を引き起こす場合がある。
一方、分子量が大きすぎると、有機電界発光素子材料の構造や組成物(インク)の調製に使用する溶剤の種類によっては溶剤に対する有機電界発光素子材料の溶解度が小さくなりすぎる場合があり、例えば材料製造工程における精製が困難となる場合がある。また、成膜時に薄膜が形成されない部分が生じたり、形成された有機薄膜の膜厚が薄くなりすぎるなどの問題が生じ、素子としたときに、黒点の発生や短絡の原因となる場合がある。
The molecular weight of the organic electroluminescent element material in the present invention is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 10,000 or less, preferably 5000 or less, more preferably 4000 or less, still more preferably 3000 or less, and usually The range is 100 or more, preferably 200 or more, more preferably 300 or more, and still more preferably 400 or more.
If the molecular weight of the organic electroluminescent element material is too small, the glass transition temperature, melting point, decomposition temperature, etc. are likely to be low, and the heat resistance of the organic electroluminescent element material and the organic thin film to be formed is significantly reduced. In some cases, the film quality is deteriorated due to the migration of the element, the impurity concentration is increased due to the thermal decomposition of the material, and the element performance is deteriorated.
On the other hand, if the molecular weight is too large, the solubility of the organic electroluminescent device material in the solvent may be too small depending on the structure of the organic electroluminescent device material and the type of solvent used for preparing the composition (ink). Purification in the manufacturing process may be difficult. In addition, there is a problem that a portion where a thin film is not formed during film formation or a film thickness of the formed organic thin film becomes too thin, which may cause black spots or short-circuiting when used as an element. .
<発光材料>
本発明の有機電界発光素子用組成物に含有される2種以上の有機電界発光素子材料のうち、少なくとも1種は発光材料であり、本発明の有機電界発光素子用組成物は、通常、有機電界発光素子の発光層を形成するために使用される。
<Light emitting material>
Of the two or more organic electroluminescent element materials contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention, at least one is a luminescent material, and the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is usually organic. Used to form a light emitting layer of an electroluminescent element.
発光材料とは、不活性ガス雰囲気下、室温で、希薄溶液中における蛍光量子収率が30%以上である材料であって、希薄溶液中における蛍光スペクトルとの対比から、それを用いて作製された有機電界発光素子に通電した際に得られるELスペクトルの一部または全部が、該材料の発光に帰属される材料、と定義される。 A luminescent material is a material that has a fluorescence quantum yield of 30% or more in a dilute solution at room temperature in an inert gas atmosphere, and is manufactured using it in comparison with a fluorescence spectrum in a dilute solution. A part or all of the EL spectrum obtained when the organic electroluminescence device is energized is defined as a material attributed to the light emission of the material.
発光材料としては、通常、有機電界発光素子の発光材料として使用されているものであれば限定されない。例えば、蛍光発光材料であってもよく、燐光発光材料であってもよいが、内部量子効率の観点から、好ましくは燐光発光材料である。また、青色発光材料は蛍光発光材料を用い、緑色発光材料や赤色発光材料は燐光発光材料を用いるなど、組み合わせて用いてもよい。 The light emitting material is not limited as long as it is usually used as a light emitting material of an organic electroluminescent element. For example, a fluorescent material or a phosphorescent material may be used, but a phosphorescent material is preferable from the viewpoint of internal quantum efficiency. In addition, a fluorescent material may be used for the blue light emitting material, and a phosphorescent light emitting material may be used for the green light emitting material and the red light emitting material.
なお、発光材料としては、溶剤への溶解性を向上させる目的で、分子の対称性や剛性を低下させたり、或いはアルキル基などの親油性置換基が導入されたりしている材料を用いることが好ましい。 As the light emitting material, for the purpose of improving the solubility in a solvent, a material in which the symmetry or rigidity of the molecule is reduced or a lipophilic substituent such as an alkyl group is introduced is used. preferable.
以下、発光材料のうち蛍光発光材料の例を挙げるが、蛍光発光材料は以下の例示物に限定されるものではない。 Hereinafter, examples of the fluorescent light emitting material among the light emitting materials will be described, but the fluorescent light emitting material is not limited to the following examples.
青色発光を与える蛍光発光材料(青色蛍光色素)としては、例えば、ナフタレン、クリセン、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、p−ビス(2−フェニルエテニル)ベンゼンおよびそれらの誘導体等が挙げられる。中でも、アントラセン、クリセン、ピレンおよびそれらの誘導体等が好ましい。 Examples of the fluorescent light-emitting material (blue fluorescent dye) that emits blue light include naphthalene, chrysene, perylene, pyrene, anthracene, coumarin, p-bis (2-phenylethenyl) benzene, and derivatives thereof. Of these, anthracene, chrysene, pyrene, and derivatives thereof are preferable.
緑色発光を与える蛍光発光材料(緑色蛍光色素)としては、例えば、キナクリドン、クマリン、Al(C9H6NO)3などのアルミニウム錯体およびそれらの誘導体等が挙げられる。 Examples of the fluorescent light-emitting material (green fluorescent dye) that gives green light emission include aluminum complexes such as quinacridone, coumarin, Al (C 9 H 6 NO) 3, and derivatives thereof.
黄色発光を与える蛍光発光材料(黄色蛍光色素)としては、例えば、ルブレン、ペリミドンおよびそれらの誘導体等が挙げられる。 Examples of the fluorescent material that gives yellow light (yellow fluorescent dye) include rubrene, perimidone and derivatives thereof.
赤色発光を与える蛍光発光材料(赤色蛍光色素)としては、例えば、DCM(4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチレン)−4H−ピラン)系化合物、ベンゾピラン、ローダミン、ベンゾチオキサンテン、アザベンゾチオキサンテン等のキサンテンおよびそれらの誘導体等が挙げられる。 Examples of fluorescent light-emitting materials (red fluorescent dyes) that emit red light include DCM (4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyrene) -4H-pyran) -based compounds, benzopyran, and rhodamine. , Xanthenes such as benzothioxanthene and azabenzothioxanthene, and derivatives thereof.
燐光発光材料としては、例えば、長周期型周期表(以下、特に断り書きの無い限り「周期表」という場合には、長周期型周期表を指すものとする。)第7〜11族から選ばれる金属を中心金属として含むウェルナー型錯体または有機金属錯体が挙げられる。 As the phosphorescent material, for example, a long-period type periodic table (hereinafter referred to as a long-period type periodic table when referred to as “periodic table” unless otherwise specified) is selected from the seventh to eleventh groups. A Werner complex or an organometallic complex containing a metal as a central metal.
周期表第7〜11族から選ばれる金属として、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金等が挙げられ、中でもより好ましくはイリジウムまたは白金である。 Preferred examples of the metal selected from Groups 7 to 11 of the periodic table include ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum, and gold. Among these, iridium or platinum is more preferable.
錯体の配位子としては、(ヘテロ)アリールピリジン配位子、(ヘテロ)アリールピラゾール配位子などの(ヘテロ)アリール基とピリジン、ピラゾール、フェナントロリンなどが連結した配位子が好ましく、特にフェニルピリジン配位子、フェニルピラゾール配位子が好ましい。ここで、(ヘテロ)アリールとは、アリール基またはヘテロアリール基を表す。 As the ligand of the complex, a ligand in which a (hetero) aryl group such as a (hetero) arylpyridine ligand or a (hetero) arylpyrazole ligand and a pyridine, pyrazole, phenanthroline, or the like is connected is preferable. A pyridine ligand and a phenylpyrazole ligand are preferable. Here, (hetero) aryl represents an aryl group or a heteroaryl group.
燐光発光材料として、具体的には、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム、トリス(2−フェニルピリジン)ルテニウム、トリス(2−フェニルピリジン)パラジウム、ビス(2−フェニルピリジン)白金、トリス(2−フェニルピリジン)オスミウム、トリス(2−フェニルピリジン)レニウム、オクタエチル白金ポルフィリン、オクタフェニル白金ポルフィリン、オクタエチルパラジウムポルフィリン、オクタフェニルパラジウムポルフィリン等が挙げられる。 Specific examples of the phosphorescent material include tris (2-phenylpyridine) iridium, tris (2-phenylpyridine) ruthenium, tris (2-phenylpyridine) palladium, bis (2-phenylpyridine) platinum, tris (2- Phenylpyridine) osmium, tris (2-phenylpyridine) rhenium, octaethyl platinum porphyrin, octaphenyl platinum porphyrin, octaethyl palladium porphyrin, octaphenyl palladium porphyrin, and the like.
発光材料として用いる化合物の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常10000以下、好ましくは5000以下、より好ましくは4000以下、更に好ましくは3000以下、また、通常100以上、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、更に好ましくは400以上の範囲である。発光材料の分子量が小さ過ぎると、耐熱性が著しく低下したり、ガス発生の原因となったり、膜を形成した際の膜質の低下を招いたり、或いはマイグレーションなどによる有機電界発光素子のモルフォロジー変化を来したりする場合がある。一方、発光材料の分子量が大き過ぎると、当該発光材料の有機化合物の精製が困難となってしまったり、溶剤に溶解させる際に時間を要したりする傾向がある。 The molecular weight of the compound used as the light emitting material is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 10,000 or less, preferably 5000 or less, more preferably 4000 or less, still more preferably 3000 or less, and usually 100 or more, Preferably it is 200 or more, More preferably, it is 300 or more, More preferably, it is the range of 400 or more. If the molecular weight of the luminescent material is too small, the heat resistance will be significantly reduced, gas generation will be caused, the film quality will be reduced when the film is formed, or the morphology of the organic electroluminescent element will be changed due to migration, etc. Sometimes come. On the other hand, if the molecular weight of the luminescent material is too large, it tends to be difficult to purify the organic compound of the luminescent material, or it may take time to dissolve in the solvent.
なお、上述した発光材料は、いずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。 In addition, only 1 type may be used for the luminescent material mentioned above, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and a ratio.
本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる発光材料の含有量は、0.000001wt%以上が好ましく、0.0001wt%以上がより好ましく、0.01wt%以上が特に好ましく、25wt%以下が好ましく、15wt%以下がより好ましく、15wt%以下が特に好ましい。
有機電界発光素子用組成物中の発光材料の含有量がこの下限を下回ると、有機電界発光素子用組成物中の固形分含有量が不足することにより成膜時に薄膜が形成されない部分が生じる、あるいは形成された薄膜の膜厚が薄くなりすぎるなどの問題が生じ、最終的に得られた素子の黒点の発生や短絡の原因となる等、所望の機能を十分に得ることが出来ない場合がある。また、有機電界発光素子用組成物に通常含まれる電荷輸送性材料に対する濃度の相対値が低下してしまい、電荷輸送性材料からの電荷あるいはエネルギーの移動が不十分となり、無効電流の増大による消費電力の低下や電荷輸送性材料そのものからの発光による色ずれなどが生じる場合もある。
一方、有機電界発光素子用組成物中の発光材料の含有量がこの上限を上回ると、成膜時に得られる薄膜の膜厚が厚くなりすぎ素子の駆動電圧が上昇する、薄膜の不均一性(塗布ムラ)が生じやすくなり素子発光面の輝度ムラの原因となる等、やはり所望の機能を十分に得られない場合がある。また、一般に濃度消光と呼ばれる発光材料分子間の相互作用の増大による消光現象や、乾燥時の発光材料の凝集、発光材料が発光層へ注入された電荷のトラップとして作用することによる駆動電圧の上昇や素子の耐久性の低下などが起こりやすくなる場合もある。
該含有量は、本発明の有機電界発光素子用組成物中に含まれる発光材料が複数ある場合には、その合計量を表す。
The content of the luminescent material contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is preferably 0.000001 wt% or more, more preferably 0.0001 wt% or more, particularly preferably 0.01 wt% or more, and 25 wt% or less. Preferably, 15 wt% or less is more preferable, and 15 wt% or less is particularly preferable.
When the content of the light emitting material in the composition for organic electroluminescent elements is less than this lower limit, a portion where a thin film is not formed during film formation occurs due to insufficient solid content in the composition for organic electroluminescent elements, Or the problem that the film thickness of the formed thin film becomes too thin may occur, and it may not be possible to obtain the desired function sufficiently, such as generation of black spots or short circuit in the finally obtained device. is there. In addition, the relative value of the concentration with respect to the charge transporting material usually contained in the composition for organic electroluminescent elements is lowered, the charge or energy transfer from the charge transporting material becomes insufficient, and the consumption due to the increase in reactive current. There may be a color shift due to a decrease in power or light emission from the charge transporting material itself.
On the other hand, if the content of the luminescent material in the composition for organic electroluminescent elements exceeds this upper limit, the film thickness of the thin film obtained at the time of film formation becomes too thick, and the driving voltage of the element rises. In some cases, the desired function cannot be sufficiently obtained, such as uneven coating) which easily causes luminance unevenness on the light emitting surface of the element. In addition, quenching phenomenon due to increased interaction between light emitting material molecules, generally called concentration quenching, aggregation of the light emitting material during drying, and increase in driving voltage due to the light emitting material acting as a trap for charges injected into the light emitting layer In some cases, the durability of the device may be reduced.
When there are a plurality of light emitting materials contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention, the content represents the total amount.
<電荷輸送性材料>
有機電界発光素子において、発光材料は、電荷輸送性のホスト材料から電荷またはエネルギーを受け取って発光することが好ましい。従って、発光材料以外に本発明の有機電界発光素子用組成物に含有される有機電界発光素子材料としては、例えば、このホスト材料として使用されるような、電荷輸送性材料であることが好ましい。電荷輸送性材料としては、正孔輸送性の化合物(正孔輸送性材料)や電子輸送性の化合物(電子輸送性材料)が挙げられる。
<Charge transport material>
In the organic electroluminescence device, the light emitting material preferably emits light upon receiving electric charge or energy from a charge transporting host material. Therefore, in addition to the light emitting material, the organic electroluminescent element material contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is preferably a charge transporting material such as used as the host material. Examples of the charge transport material include a hole transport compound (hole transport material) and an electron transport compound (electron transport material).
ここで、電荷輸送性材料の例としては、芳香族アミン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、チオフェン系化合物、ベンジルフェニル系化合物、フルオレン系化合物、ヒドラゾン系化合物、シラザン系化合物、シラナミン系化合物、ホスファミン系化合物、キナクリドン系化合物、トリフェニレン系化合物、カルバゾール系化合物、ピレン系化合物、アントラセン系化合物、フェナントロリン系化合物、キノリン系化合物、ピリジン系化合物、トリアジン系化合物、オキサジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物等が挙げられる。 Here, examples of the charge transport material include aromatic amine compounds, phthalocyanine compounds, porphyrin compounds, thiophene compounds, benzylphenyl compounds, fluorene compounds, hydrazone compounds, silazane compounds, and silanamine compounds. Phosphamine compounds, quinacridone compounds, triphenylene compounds, carbazole compounds, pyrene compounds, anthracene compounds, phenanthroline compounds, quinoline compounds, pyridine compounds, triazine compounds, oxadiazole compounds, imidazole compounds Etc.
より具体的には、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニルに代表される、2個以上の3級アミンを含み2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族アミン系化合物(特開平5−234681号公報)、4,4’,4”−トリス(1−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン系化合物(Journal of Luminescence, 1997年, Vol.72−74, pp.985)、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン系化合物(Chemical Communications, 1996年, pp.2175)、2,2’,7,7’−テトラキス−(ジフェニルアミノ)−9,9’−スピロビフルオレン等のフルオレン系化合物(Synthetic Metals, 1997年,Vol.91 ,pp.209)、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(BND)、2,5−ビス(6’−(2’,2”−ビピリジル))−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロール(PyPySPyPy)、バソフェナントロリン(BPhen)、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP、バソクプロイン)、2−(4−ビフェニリル)−5−(p−ターシャルブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(tBu−PBD)、4,4’−ビス(9−カルバゾール)−ビフェニル(CBP)等が挙げられる。 More specifically, two or more condensed aromatic rings containing two or more tertiary amines represented by 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl Aromatic amine compounds having a starburst structure such as aromatic amine compounds substituted with nitrogen atoms (Japanese Patent Laid-Open No. 5-234681), 4,4 ′, 4 ″ -tris (1-naphthylphenylamino) triphenylamine Compound (Journal of Luminescence, 1997, Vol. 72-74, pp. 985), an aromatic amine compound composed of a tetramer of triphenylamine (Chemical Communications, 1996, pp. 2175), 2, 2 ′ , 7,7'-tetrakis- (diphenylamino) -9,9'-spirobifluorene Orenic compounds (Synthetic Metals, 1997, Vol. 91, pp. 209), 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole (BND), 2,5-bis (6 '-(2', 2 "-bipyridyl))-1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilole (PyPySPyPy), bathophenanthroline (BPhen), 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10 -Phenanthroline (BCP, bathocuproine), 2- (4-biphenylyl) -5- (p-tertiarybutylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (tBu-PBD), 4,4'-bis (9 -Carbazole) -biphenyl (CBP) and the like.
本発明における電荷輸送性材料の分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常10000以下、好ましくは5000以下、より好ましくは4000以下、更に好ましくは3000以下、また、通常100以上、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、更に好ましくは400以上の範囲である。
電荷輸送性材料の分子量が小さ過ぎると、発光材料の場合と同様に、ガラス転移温度や融点、分解温度等が低くなりやすく、有機電界発光素子材料および得られた有機薄膜の耐熱性が著しく低下し、再結晶化や分子のマイグレーションなどに起因する膜質の低下や、材料の熱分解に伴う不純物濃度の上昇などを引き起こし、素子性能の低下を引き起こす場合がある。
一方、電荷輸送性材料の分子量が大きすぎると、有機電界発光素子材料の構造や組成物の調製に使用する溶剤の種類によっては溶剤に対する材料の溶解度が小さくなりすぎ、例えば材料製造工程における精製が困難となるため不純物濃度が高くなり、有機電界発光素子の発光効率や耐久性の低下の原因となる、あるいは湿式成膜時に薄膜が形成されない部分が生じる、形成された薄膜の膜厚が薄くなりすぎるなどの問題が生じ、最終的に得られた素子の黒点の発生や短絡の原因となる等、所望の機能を十分に得ることが出来ない場合がある。
The molecular weight of the charge transporting material in the present invention is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 10,000 or less, preferably 5000 or less, more preferably 4000 or less, still more preferably 3000 or less, and usually 100. The range is preferably 200 or more, more preferably 300 or more, and still more preferably 400 or more.
If the molecular weight of the charge transporting material is too small, the glass transition temperature, melting point, decomposition temperature, etc. are likely to be lowered as in the case of the luminescent material, and the heat resistance of the organic electroluminescent element material and the obtained organic thin film is significantly reduced. However, the film performance may be reduced due to recrystallization, molecular migration, or the like, and the impurity concentration may be increased due to thermal decomposition of the material.
On the other hand, if the molecular weight of the charge transporting material is too large, the solubility of the material in the solvent becomes too small depending on the structure of the organic electroluminescent element material and the type of the solvent used for preparing the composition. This makes it difficult to increase the impurity concentration, resulting in a decrease in the luminous efficiency and durability of the organic electroluminescence device, or a portion where no thin film is formed during wet film formation, resulting in a thin film thickness. In some cases, the desired function cannot be sufficiently obtained, such as generation of black spots or short-circuiting of the finally obtained device.
なお、上述した電荷輸送性材料は、いずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。 In addition, any 1 type may be used for the charge transport material mentioned above, and it may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる電荷輸送性材料の含有量は、0.000001wt%以上が好ましく、0.0001wt%以上がより好ましく、0.01wt%以上が更に好ましい。また、50wt%以下が好ましく、30wt%以下がより好ましく、15wt%以下が更に好ましい。有機電界発光素子用組成物中の電荷輸送性材料の含有量がこの下限を下回ると、湿式成膜法により形成される薄膜中の電荷輸送能力が低下することによる駆動電圧の上昇、あるいは発光効率の低下を引き起こす場合がある。加えて、有機電界発光素子用組成物中の固形分含有量が不足することにより、塗布成膜時に薄膜が形成されない部分が生じる、あるいは形成された薄膜の膜厚が薄くなりすぎるなどの問題が生じ、最終的に得られた素子の黒点の発生や短絡の原因となる等、所望の機能を十分に得ることが出来ない場合もあるため好ましくない。一方、電荷輸送性材料の含有量がこの上限を上回ると、成膜時に得られる薄膜の膜厚が厚くなりすぎ、素子の駆動電圧が上昇する、塗布ムラが生じやすくなり、素子発光面の輝度ムラの原因となる等、やはり所望の機能を十分に得られない場合があるため、好ましくない。 The content of the charge transporting material contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is preferably 0.000001 wt% or more, more preferably 0.0001 wt% or more, and still more preferably 0.01 wt% or more. Moreover, 50 wt% or less is preferable, 30 wt% or less is more preferable, and 15 wt% or less is still more preferable. If the content of the charge transporting material in the composition for organic electroluminescent elements is below this lower limit, the driving voltage is increased due to a decrease in the charge transporting ability in the thin film formed by the wet film forming method, or the luminous efficiency. May cause a decrease in In addition, the solid content in the composition for organic electroluminescent elements is insufficient, resulting in a problem that a thin film is not formed at the time of coating film formation, or the formed thin film is too thin. This is not preferable because a desired function may not be sufficiently obtained, such as generation of a black spot or a short circuit in the finally obtained device. On the other hand, if the content of the charge transport material exceeds this upper limit, the thickness of the thin film obtained at the time of film formation becomes too thick, the drive voltage of the device rises, coating unevenness is likely to occur, and the brightness of the light emitting surface of the device Since the desired function may not be sufficiently obtained such as causing unevenness, it is not preferable.
また、有機電界発光素子用組成物中における電荷輸送性材料の含有量に対する発光材料の含有量の割合は、0.01wt%以上が好ましく、0.1wt%以上がより好ましく、1wt%以上が更に好ましい。また、50wt%以下が好ましく、30wt%以下がより好ましく、10wt%以下が更に好ましい。有機電界発光素子用組成物中の電荷輸送性材料の含有量に対する発光材料の含有量の割合がこの下限を下回ると、電荷輸送性材料からの電荷あるいはエネルギーの移動が不十分となり、無効電流の増大による消費電力の低下や電荷輸送性材料そのものからの発光による色ずれなどが生じるようになる。一方、この割合が上記上限を上回ると、一般に濃度消光と呼ばれる発光材料分子間の相互作用の増大による消光現象や、乾燥時の発光材料の凝集、発光材料が発光層へ注入された電荷のトラップとして作用することによる駆動電圧の上昇や素子の耐久性の低下などが起こりやすくなる。 Further, the ratio of the content of the light emitting material to the content of the charge transporting material in the composition for organic electroluminescent elements is preferably 0.01 wt% or more, more preferably 0.1 wt% or more, and further preferably 1 wt% or more. preferable. Moreover, 50 wt% or less is preferable, 30 wt% or less is more preferable, and 10 wt% or less is still more preferable. If the ratio of the content of the light-emitting material to the content of the charge-transporting material in the composition for organic electroluminescent elements is below this lower limit, the transfer of charge or energy from the charge-transporting material becomes insufficient, and the reactive current is reduced. A decrease in power consumption due to the increase or a color shift due to light emission from the charge transporting material itself occurs. On the other hand, if this ratio exceeds the above upper limit, quenching phenomenon due to an increase in interaction between light emitting material molecules, generally called concentration quenching, aggregation of the light emitting material during drying, trapping of charges injected into the light emitting layer. As a result, the driving voltage increases and the durability of the element decreases.
{溶剤}
本発明の有機電界発光素子用組成物は溶剤を含有する。ここで、本発明における溶剤とは、20℃、1気圧の雰囲気において液体であり、本発明の有機電界発光素子用組成物に含有される発光材料や電荷輸送性材料を溶解することが可能な化合物である。
{solvent}
The composition for organic electroluminescent elements of the present invention contains a solvent. Here, the solvent in the present invention is a liquid in an atmosphere of 20 ° C. and 1 atm, and can dissolve the light emitting material and the charge transporting material contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention. A compound.
溶剤としては、一般的に市販されている極性または無極性の溶剤であれば特に制限は無いが、中でもベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の置換または無置換の芳香族炭化水素系溶剤、アニソール、安息香酸エステル、ジフェニルエーテル等の芳香族エーテル系溶剤、芳香族エステル系溶剤、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン等の鎖状または環状アルカン系溶剤、酢酸エチル等のカルボン酸エステル系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン等の含カルボニル系溶剤、水、アルコール、環状エーテルなどが好ましく、芳香族炭化水素系溶剤がより好ましく、中でも、ベンゼン、トルエン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼンが好ましい。 The solvent is not particularly limited as long as it is a commercially available polar or nonpolar solvent. Among them, a substituted or unsubstituted aromatic such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, cyclohexylbenzene, chlorobenzene, and dichlorobenzene. Aromatic hydrocarbon solvents, aromatic ether solvents such as anisole, benzoic acid ester, diphenyl ether, aromatic ester solvents, linear or cyclic alkane solvents such as hexane, heptane, cyclohexane, and carboxylic acid ester solvents such as ethyl acetate Solvents, carbonyl-containing solvents such as acetone and cyclohexanone, water, alcohols, cyclic ethers and the like are preferable, and aromatic hydrocarbon solvents are more preferable. Among them, benzene, toluene, mesitylene and cyclohexylbenzene are preferable.
本発明の有機電界発光素子用組成物中に、溶剤は1種類が含有されていてもよいし、2種類あるいはそれ以上の溶剤の組合せで含まれていてもよいが、通常1種類以上、好ましくは2種類以上、通常10種類以下、好ましくは8種類以下、より好ましくは6種類以下の組み合わせで含有されることが好ましい。 In the composition for organic electroluminescent elements of the present invention, one type of solvent may be contained, or may be contained in a combination of two or more types of solvents, but usually one or more types, preferably Are preferably contained in combinations of 2 or more, usually 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 6 or less.
また、2種以上の溶剤を混合して使用する場合、その混合比についても、何ら限定されることはないが、最も混合比が多い溶剤が全溶剤中に通常1wt%以上、好ましくは5wt%以上、より好ましくは10wt%以上、また、通常100wt%以下、好ましくは90wt%以下、より好ましくは80wt%以下であり、最も混合比が少ない溶媒が全溶剤中に通常0.0001wt%以上、好ましくは0.001wt%以上、より好ましくは0.01wt%以上、また、通常50wt%以下となるような混合比であることが好ましい。 In addition, when two or more solvents are used as a mixture, the mixing ratio is not limited at all, but the solvent having the largest mixing ratio is usually 1 wt% or more, preferably 5 wt% in all the solvents. Or more, more preferably 10 wt% or more, and usually 100 wt% or less, preferably 90 wt% or less, more preferably 80 wt% or less, and the solvent having the smallest mixing ratio is usually 0.0001 wt% or more in all the solvents, preferably The mixing ratio is preferably 0.001 wt% or more, more preferably 0.01 wt% or more, and usually 50 wt% or less.
{その他の成分}
本発明の有機電界発光素子用組成物は、その他、レベリング剤、消泡剤、増粘剤等の塗布性改良剤、電子受容性化合物や電子供与性化合物などの電荷輸送補助剤、バインダー樹脂などを含有していてもよい。これらのその他の成分の有機電界発光素子用組成物中の含有量は、形成される薄膜の電荷移動を著しく阻害しないこと、発光材料の発光を阻害しないこと、薄膜の膜質を低下させないことなどの観点から、通常50wt%以下である。
{Other ingredients}
The composition for an organic electroluminescent device of the present invention is a coating improver such as a leveling agent, an antifoaming agent, a thickener, a charge transporting aid such as an electron accepting compound or an electron donating compound, a binder resin, etc. May be contained. The content of these other components in the composition for organic electroluminescence devices does not significantly inhibit the charge transfer of the formed thin film, does not inhibit the light emission of the luminescent material, does not deteriorate the film quality of the thin film, etc. From the viewpoint, it is usually 50 wt% or less.
{溶剤濃度・固形分濃度}
本発明の有機電界発光素子用組成物を、後述の本発明の有機電界発光素子の発光層を形成するための発光層形成用組成物として用いる場合、有機電界発光素子用組成物中の溶剤の含有量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常50wt%以上、通常99.9999wt%以下、である。なお、溶剤として2種以上の溶剤を混合して用いる場合には、これらの溶剤の合計がこの範囲を満たすようにする。
また、発光材料、電荷輸送性材料等の全固形分濃度としては、通常0.01wt%以上、通常70wt%以下である。この濃度が高すぎると形成される薄膜の膜厚ムラが生じる可能性があり、また、低すぎると形成される薄膜に欠陥が生じる可能性がある。
{Solvent concentration / Solid concentration}
When the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is used as a composition for forming a light emitting layer for forming a light emitting layer of the organic electroluminescent element of the present invention described later, the solvent in the composition for organic electroluminescent elements is used. Although content is arbitrary unless the effect of this invention is impaired remarkably, it is usually 50 wt% or more and usually 99.9999 wt% or less. In addition, when mixing and using 2 or more types of solvents as a solvent, it is made for the sum total of these solvents to satisfy | fill this range.
Further, the total solid content concentration of the light emitting material, the charge transporting material, etc. is usually 0.01 wt% or more and usually 70 wt% or less. If this concentration is too high, film thickness unevenness of the formed thin film may occur, and if it is too low, defects may occur in the formed thin film.
{式(1)}
次に、本発明の特徴である式(1)について説明する。
0≦{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)≦10 ・・・(1)
式(1)中、Ip(H)、Ip(D)およびC(D)はそれぞれ以下の通り定義される。
{Formula (1)}
Next, Formula (1) which is the characteristic of this invention is demonstrated.
0 ≦ {Ip (H) −Ip (D)} / C (D) ≦ 10 (1)
In formula (1), Ip (H), Ip (D) and C (D) are defined as follows.
Ip(H)は、該組成物中に含有される正孔輸送性材料のイオン化ポテンシャルの絶対値を表す。
Ip(D)は該組成物中に含有される発光材料のイオン化ポテンシャルの絶対値を表す。
C(D)は該組成物中に含有される全固形分の含有量に対する発光材料の含有重量比を表す。
Ip (H) represents the absolute value of the ionization potential of the hole transporting material contained in the composition.
Ip (D) represents the absolute value of the ionization potential of the luminescent material contained in the composition.
C (D) represents the content weight ratio of the luminescent material to the total solid content in the composition.
C(D)の好ましい範囲としては、通常0.0001以上、好ましくは0.01以上、更に好ましくは0.05以上であり、通常0.9以下、好ましくは0.7以下、更に好ましくは0.5以下である。この値が、上記上限を超えると、発光材料相互の相互作用が強くなり、一般に濃度消光と呼ばれる発光効率の著しい低下が引き起こされるため好ましくない。また、この値が上記下限を下回ると、電荷輸送性材料から発光材料への電荷あるいはエネルギーの移動が不十分となり、発光効率や寿命の低下を引き起こすため好ましくない。 The preferable range of C (D) is usually 0.0001 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, and usually 0.9 or less, preferably 0.7 or less, more preferably 0. .5 or less. When this value exceeds the above upper limit, the interaction between the light emitting materials becomes strong, and a significant decrease in light emission efficiency generally called concentration quenching is caused, which is not preferable. On the other hand, if this value is less than the above lower limit, the transfer of charge or energy from the charge transporting material to the light emitting material becomes insufficient, which is not preferable because the light emitting efficiency and the lifetime are reduced.
式(1)の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)が0未満では、発光材料のイオン化ポテンシャルが正孔輸送性材料のイオン化ポテンシャルより深くなり、ドーパント上に正孔が転移しにくくなるため発光効率が低下する場合があり、10を超えると発光材料が深い正孔トラップとして作用することにより、ラジカルカチオンの長時間の滞留を招き、材料の分解等に起因する寿命の低下を引き起こす場合がある。{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)は好ましくは0.01以上、より好ましくは0.1以上で、好ましくは9.95以下、より好ましくは9.90以下である。 When {Ip (H) -Ip (D)} / C (D) in formula (1) is less than 0, the ionization potential of the light emitting material becomes deeper than the ionization potential of the hole transporting material, and holes are formed on the dopant. The light emission efficiency may decrease because it becomes difficult to transfer, and if it exceeds 10, the light emitting material acts as a deep hole trap, causing the radical cations to stay for a long time, resulting in a lifetime due to decomposition of the material, etc. May cause decline. {Ip (H) -Ip (D)} / C (D) is preferably 0.01 or more, more preferably 0.1 or more, preferably 9.95 or less, more preferably 9.90 or less.
一般に正孔輸送性材料として用いられるものは、イオン化ポテンシャルが−5.0〜−6.0eVであり、発光材料として用いられるものはイオン化ポテンシャルが−4.5〜−5.8eV程度であることから、本発明においては、これらの材料の中から、発光材料の含有量比に応じて適切なイオン化ポテンシャル差を有する正孔輸送性材料と発光材料の組み合わせを選択して、式(1)の値が0〜10となるように調整する。 Generally, those used as hole transporting materials have an ionization potential of −5.0 to −6.0 eV, and those used as light emitting materials have an ionization potential of about −4.5 to −5.8 eV. Therefore, in the present invention, a combination of a hole transporting material and a light emitting material having an appropriate ionization potential difference is selected from these materials according to the content ratio of the light emitting material, and the formula (1) Adjust the value to be 0-10.
有機電界発光素子用組成物中に、正孔輸送性材料に該当する有機電界発光素子材料が2種類以上ある場合、これら2種以上の正孔輸送性材料のうち、イオン化ポテンシャルの絶対値が小さい材料が上記式(1)を満たすようにする。
なお、有機電界発光素子用組成物中の正孔輸送性材料とは、当該有機電界発光素子用組成物の用途(これを用いて形成する薄膜の用途)によっても異なるが、前述の電荷輸送性材料のうち、後述の正孔注入層に含まれる正孔輸送性化合物として例示したものが挙げられる。
また、有機電界発光素子用組成物中に発光材料が2種以上ある場合、各々の発光材料が上記式(1)を満たすようにする。
When there are two or more organic electroluminescent element materials corresponding to the hole transporting material in the composition for organic electroluminescent elements, the absolute value of the ionization potential is small among these two or more hole transporting materials. The material satisfies the above formula (1).
The hole transporting material in the composition for organic electroluminescence elements differs depending on the use of the composition for organic electroluminescence elements (use of a thin film formed using the same), but the above-described charge transportability. Among the materials, those exemplified as the hole transporting compound contained in the hole injection layer described later can be mentioned.
Moreover, when two or more types of luminescent materials are in the composition for organic electroluminescent elements, each luminescent material shall satisfy | fill said Formula (1).
[有機薄膜]
本発明の有機薄膜は、上述の本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて、好ましくは湿式成膜法により形成されたものであり、通常、有機電界発光素子の陰極と陽極との間の層として使用される。
ここで、湿式成膜法とは、後述の通りである。
[Organic thin film]
The organic thin film of the present invention is preferably formed by a wet film formation method using the above-described composition for organic electroluminescent elements of the present invention, and is usually between the cathode and the anode of the organic electroluminescent element. Used as a layer.
Here, the wet film forming method is as described later.
本発明の有機薄膜の膜厚は用途に応じて適宜決定され、例えば、有機電界発光素子の発光層であれば、後述の如く、通常3nm以上、好ましくは5nm以上で、通常200nm以下、好ましくは100nm以下である。 The film thickness of the organic thin film of the present invention is appropriately determined according to the application. For example, in the case of a light emitting layer of an organic electroluminescent element, as described later, usually 3 nm or more, preferably 5 nm or more, usually 200 nm or less, preferably 100 nm or less.
[有機電界発光素子]
本発明の有機電界発光素子は、陽極および陰極の間に発光層を有し、この発光層が、上述の本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて、好ましくは湿式成膜法により形成された本発明の有機薄膜よりなることを特徴とするものである。
[Organic electroluminescence device]
The organic electroluminescent element of the present invention has a luminescent layer between an anode and a cathode, and this luminescent layer is preferably formed by a wet film-forming method using the above-described composition for organic electroluminescent elements of the present invention. It is characterized by comprising the organic thin film of the present invention.
尚、本発明において湿式成膜法とは、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、キャピラリーコート法、インクジェット法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等湿式で成膜される方法をいう。これらの成膜方法の中でも、スピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法が好ましい。これは、湿式成膜法において、成膜用組成物として用いられる本発明の有機電界発光素子用組成物等に特有の液性に合うためである。 In the present invention, the wet film forming method includes, for example, spin coating method, dip coating method, die coating method, bar coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, capillary coating method, ink jet method, screen printing. This method is a wet film formation method such as a method, a gravure printing method, or a flexographic printing method. Among these film forming methods, a spin coating method, a spray coating method, and an ink jet method are preferable. This is because the liquid property specific to the composition for an organic electroluminescent element of the present invention used as a film-forming composition in the wet film-forming method is met.
以下に、本発明の有機電界発光素子の層構成およびその一般的形成方法等について、図1を参照して説明する。
図1は本発明の有機電界発光素子10の構造例を示す断面の模式図であり、図1において、1は基板、2は陽極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は発光層、6は正孔阻止層、7は電子輸送層、8は電子注入層、9は陰極を各々表す。
Below, the layer structure of the organic electroluminescent element of this invention, its general formation method, etc. are demonstrated with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of an organic electroluminescent element 10 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is an anode, 3 is a hole injection layer, 4 is a hole transport layer, 5 Represents a light-emitting layer, 6 represents a hole blocking layer, 7 represents an electron transport layer, 8 represents an electron injection layer, and 9 represents a cathode.
{基板}
基板1は有機電界発光素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシート等が用いられる。特にガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン等の透明な合成樹脂の板が好ましい。合成樹脂基板を使用する場合にはガスバリア性に留意する必要がある。基板のガスバリア性が小さすぎると、基板を通過した外気により有機電界発光素子が劣化することがあるので好ましくない。このため、合成樹脂基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を確保する方法も好ましい方法の一つである。
{substrate}
The
{陽極}
陽極2は発光層側の層への正孔注入の役割を果たすものである。
{anode}
The
この陽極2は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属、インジウムおよび/またはスズの酸化物等の金属酸化物、ヨウ化銅等のハロゲン化金属、カーボンブラック、或いは、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子等により構成される。
This
陽極2の形成は、通常、スパッタリング法、真空蒸着法等により行われることが多い。また、銀等の金属微粒子、ヨウ化銅等の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末等を用いて陽極2を形成する場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散させて、基板1上に塗布することにより陽極2を形成することもできる。さらに、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板1上に薄膜を形成したり、基板1上に導電性高分子を塗布して陽極2を形成することもできる(Appl.Phys.Lett.,60巻,2711頁,1992年)。
The
陽極2は通常は単層構造であるが、所望により複数の材料からなる積層構造とすることも可能である。
The
陽極2の厚みは、必要とする透明性により異なる。透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を、通常60%以上、好ましくは80%以上とすることが好ましい。この場合、陽極2の厚みは通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下程度である。不透明でよい場合は陽極2の厚みは任意であり、陽極2は基板1と同一でもよい。また、さらには、上記の陽極2の上に異なる導電材料を積層することも可能である。
The thickness of the
陽極2に付着した不純物を除去し、イオン化ポテンシャルを調整して正孔注入性を向上させることを目的に、陽極2表面を紫外線(UV)/オゾン処理したり、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ処理したりすることは好ましい。
For the purpose of removing impurities adhering to the
{正孔注入層}
正孔注入層3は、陽極2から発光層5へ正孔を輸送する層であり、通常、陽極2上に形成される。
{Hole injection layer}
The
本発明に係る正孔注入層3の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔注入層3を湿式成膜法により形成することが好ましい。特に、以下詳述する正孔輸送性化合物と電子受容性化合物とを含有する、湿式成膜法により形成された層であることが好ましい。
The method for forming the
正孔注入層3の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下の範囲である。
The thickness of the
<湿式成膜法による正孔注入層の形成>
湿式成膜法により正孔注入層3を形成する場合、通常は、正孔注入層3を構成する材料を適切な溶剤(正孔注入層用溶剤)と混合して成膜用の組成物(正孔注入層形成用組成物)を調製し、この正孔注入層形成用組成物を適切な手法により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極)上に塗布して成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成する。
<Formation of hole injection layer by wet film formation method>
When the
(正孔輸送性化合物)
正孔注入層形成用組成物は通常、正孔注入層の構成材料として正孔輸送性化合物および溶剤を含有する。
(Hole transporting compound)
The composition for forming a hole injection layer usually contains a hole transporting compound and a solvent as constituent materials of the hole injection layer.
正孔輸送性化合物は、通常、有機電界発光素子の正孔注入層に使用される、正孔輸送性を有する化合物であれば、高分子化合物であっても、低分子化合物であってもよい。 The hole transporting compound may be a high molecular compound or a low molecular compound as long as it is a compound having a hole transporting property that is usually used in a hole injection layer of an organic electroluminescence device. .
正孔輸送性化合物としては、陽極2から正孔注入層3への電荷注入障壁の観点から4.5eV〜6.0eVのイオン化ポテンシャルを有する化合物が好ましい。正孔輸送性化合物の例としては、芳香族アミン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、オリゴチオフェン系化合物、ポリチオフェン系化合物、ベンジジン系化合物、ベンジルフェニル系化合物、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン系化合物、シラザン系化合物、シラナミン系化合物、ホスファミン系化合物、キナクリドン系化合物、これらを任意に組み合わせた低分子または高分子の材料等が挙げられる。
また、正孔輸送性化合物は、以下、正孔輸送層に用いられる化合物として例示されている架橋性化合物や熱による構造変換型化合物を用いることも好ましい。
The hole transporting compound is preferably a compound having an ionization potential of 4.5 eV to 6.0 eV from the viewpoint of a charge injection barrier from the
In addition, as the hole transporting compound, it is also preferable to use a crosslinkable compound exemplified below as a compound used for the hole transporting layer or a structure conversion compound by heat.
正孔注入層3の材料として用いられる正孔輸送性化合物は、このような化合物のうち何れか1種を単独で含有していてもよく、2種以上を含有していてもよい。2種以上の正孔輸送性化合物を含有する場合、その組み合わせは任意であるが、芳香族三級アミン高分子化合物の1種または2種以上と、その他の正孔輸送性化合物の1種または2種以上を併用することが好ましい。
The hole transporting compound used as the material for the
上記例示した中でも非晶質性、可視光の透過率の点から、芳香族アミン化合物が好ましく、特に芳香族三級アミン化合物が好ましい。ここで、芳香族三級アミン化合物とは、芳香族三級アミン構造を有する化合物であって、芳香族三級アミン由来の基を有する化合物も含む。 Among the above examples, an aromatic amine compound is preferable from the viewpoint of amorphousness and visible light transmittance, and an aromatic tertiary amine compound is particularly preferable. Here, the aromatic tertiary amine compound is a compound having an aromatic tertiary amine structure, and includes a compound having a group derived from an aromatic tertiary amine.
芳香族三級アミン化合物の種類は特に制限されないが、表面平滑化効果による均一な発光の点から、重量平均分子量が1000以上、1000000以下の高分子化合物(繰り返し単位が連なる重合型化合物)がさらに好ましい。芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例として、下記式(I)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物が挙げられる。 The type of the aromatic tertiary amine compound is not particularly limited, but from the viewpoint of uniform light emission due to the surface smoothing effect, a polymer compound having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 1,000,000 or less (a polymerizable compound in which repeating units are linked) is further included. preferable. Preferable examples of the aromatic tertiary amine polymer compound include a polymer compound having a repeating unit represented by the following formula (I).
[式(I)中、Ar1およびAr2は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Ar3〜Ar5は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基または置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Yは、下記の連結基群の中から選ばれる連結基を表す。また、Ar1〜Ar5のうち、同一のN原子に結合する二つの基は互いに結合して環を形成してもよい。 [In Formula (I), Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. . Ar 3 to Ar 5 each independently represents an aromatic hydrocarbon group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent. Y represents a linking group selected from the following linking group group. Moreover, among Ar 1 to Ar 5 , two groups bonded to the same N atom may be bonded to each other to form a ring.
Ar1〜Ar16の芳香族炭化水素基および芳香族複素環基としては、高分子化合物の溶解性、耐熱性、正孔注入・輸送性の点から、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、チオフェン環、ピリジン環由来の基が好ましく、ベンゼン環、ナフタレン環由来の基がさらに好ましい。 As the aromatic hydrocarbon group and the aromatic heterocyclic group of Ar 1 to Ar 16 , a benzene ring, a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a thiophene from the viewpoint of the solubility, heat resistance, hole injection / transport property of the polymer compound A group derived from a ring or a pyridine ring is preferred, and a group derived from a benzene ring or a naphthalene ring is more preferred.
Ar1〜Ar16の芳香族炭化水素基および芳香族複素環基は、さらに置換基を有していてもよい。この置換基の分子量としては、通常400以下、中でも250以下程度が好ましい。該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基などが好ましい。 The aromatic hydrocarbon group and aromatic heterocyclic group of Ar 1 to Ar 16 may further have a substituent. The molecular weight of this substituent is usually 400 or less, preferably about 250 or less. As the substituent, an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aromatic hydrocarbon group, an aromatic heterocyclic group and the like are preferable.
R21およびR22が任意の置換基である場合、該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、シリル基、シロキシ基、芳香族炭化水素基、芳香族複素環基などが挙げられる。 When R 21 and R 22 are optional substituents, examples of the substituent include alkyl groups, alkenyl groups, alkoxy groups, silyl groups, siloxy groups, aromatic hydrocarbon groups, aromatic heterocyclic groups, and the like. .
前記式(I)で表される繰り返し単位を有する芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、WO2005/089024号公報に記載のものが挙げられる。 Specific examples of the aromatic tertiary amine polymer compound having a repeating unit represented by the above formula (I) include those described in WO2005 / 089024.
正孔注入層形成用組成物中の、正孔輸送性化合物の濃度は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、膜厚の均一性の点で通常0.01wt%以上、好ましくは0.1wt%以上、さらに好ましくは0.5wt%以上、また、通常70wt%以下、好ましくは60wt%以下、さらに好ましくは50wt%以下である。この濃度が大きすぎると膜厚ムラが生じる可能性があり、また、小さすぎると成膜された正孔注入層に欠陥が生じる可能性がある。 The concentration of the hole transporting compound in the composition for forming a hole injection layer is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.01 wt% or more in terms of film thickness uniformity, preferably It is 0.1 wt% or more, more preferably 0.5 wt% or more, and usually 70 wt% or less, preferably 60 wt% or less, more preferably 50 wt% or less. If this concentration is too high, film thickness unevenness may occur, and if it is too low, defects may occur in the formed hole injection layer.
(電子受容性化合物)
正孔注入層形成用組成物は正孔注入層の構成材料として、正孔輸送性化合物と共に電子受容性化合物を含有していることが好ましい。
(Electron-accepting compound)
The composition for forming a hole injection layer preferably contains an electron-accepting compound as well as a hole-transporting compound as a constituent material of the hole injection layer.
電子受容性化合物とは、酸化力を有し、上述の正孔輸送性化合物から一電子受容する能力を有する化合物が好ましく、具体的には、電子親和力が4eV以上である化合物が好ましく、5eV以上の化合物である化合物がさらに好ましい。 The electron-accepting compound is preferably a compound having an oxidizing power and the ability to accept one electron from the above-described hole transporting compound, specifically, a compound having an electron affinity of 4 eV or more is preferable, and 5 eV or more. The compound which is the compound of these is further more preferable.
このような電子受容性化合物としては、例えば、トリアリールホウ素化合物、ハロゲン化金属、ルイス酸、有機酸、オニウム塩、アリールアミンとハロゲン化金属との塩、アリールアミンとルイス酸との塩よりなる群から選ばれる1種または2種以上の化合物等が挙げられる。さらに具体的には、4−イソプロピル−4’−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンダフルオロフェニル)ボラート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラート等の有機基の置換したオニウム塩(WO2005/089024号公報);塩化鉄(いずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。)(特開平11−251067号公報)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の高原子価の無機化合物;テトラシアノエチレン等のシアノ化合物、トリス(ペンダフルオロフェニル)ボラン(特開2003−31365号公報)等の芳香族ホウ素化合物;フラーレン誘導体;ヨウ素等が挙げられる。 Examples of such electron-accepting compounds include triarylboron compounds, metal halides, Lewis acids, organic acids, onium salts, salts of arylamines and metal halides, and salts of arylamines and Lewis acids. Examples thereof include one or more compounds selected from the group. More specifically, an onium salt substituted with an organic group such as 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate (WO2005 / 089024); iron chloride (Only one of them may be used, or two or more may be used in any combination and ratio.) (Japanese Patent Laid-Open No. 11-251067), high-valent inorganic compounds such as ammonium peroxodisulfate A cyano compound such as tetracyanoethylene; an aromatic boron compound such as tris (pendafluorophenyl) borane (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-31365); a fullerene derivative; iodine and the like.
これらの電子受容性化合物は、正孔輸送性化合物を酸化することにより正孔注入層の導電率を向上させることができる。 These electron accepting compounds can improve the conductivity of the hole injection layer by oxidizing the hole transporting compound.
正孔注入層或いは正孔注入層形成用組成物中の電子受容性化合物の正孔輸送性化合物に対する含有量は、通常0.1モル%以上、好ましくは1モル%以上である。但し、通常100モル%以下、好ましくは40モル%以下である。 The content of the electron-accepting compound in the hole-injecting layer or the composition for forming a hole-injecting layer with respect to the hole-transporting compound is usually 0.1 mol% or more, preferably 1 mol% or more. However, it is usually 100 mol% or less, preferably 40 mol% or less.
(その他の構成材料)
正孔注入層の材料としては、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述の正孔輸送性化合物や電子受容性化合物に加えて、さらに、その他の成分を含有させてもよい。その他の成分の例としては、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、塗布性改良剤などが挙げられる。なお、その他の成分は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよいが、陽極からの正孔注入性および陰極側への正孔輸送性を確保する点から、その正孔注入層中の含有量は、80wt%以下であることが好ましい。
(Other components)
As a material for the hole injection layer, other components may be further contained in addition to the above-described hole transporting compound and electron accepting compound as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Examples of other components include various light emitting materials, electron transporting compounds, binder resins, and coating property improving agents. In addition, only 1 type may be used for another component, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and ratios, but the hole injection property from an anode and the hole transport property to a cathode side are good. From the viewpoint of ensuring, the content in the hole injection layer is preferably 80 wt% or less.
(溶剤)
湿式成膜法に用いる正孔注入層形成用組成物の溶剤のうち少なくとも1種は、上述の正孔注入層の構成材料を溶解しうる化合物であることが好ましい。また、この溶剤の沸点は通常110℃以上、好ましくは140℃以上、中でも200℃以上、通常400℃以下、中でも300℃以下であることが好ましい。溶剤の沸点が低すぎると、乾燥速度が速すぎ、膜質が悪化する可能性がある。また、溶剤の沸点が高すぎると乾燥工程の温度を高くする必要があり、他の層や基板に悪影響を与える可能性がある。
(solvent)
At least one of the solvents of the composition for forming a hole injection layer used in the wet film formation method is preferably a compound that can dissolve the constituent material of the hole injection layer. The boiling point of this solvent is usually 110 ° C. or higher, preferably 140 ° C. or higher, particularly 200 ° C. or higher, usually 400 ° C. or lower, and preferably 300 ° C. or lower. If the boiling point of the solvent is too low, the drying speed is too high and the film quality may be deteriorated. Further, if the boiling point of the solvent is too high, it is necessary to increase the temperature of the drying step, which may adversely affect other layers and the substrate.
溶剤としては、例えば、エーテル系溶剤、エステル系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤、アミド系溶剤などが挙げられる。 Examples of the solvent include ether solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents, amide solvents, and the like.
エーテル系溶剤としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル;1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2−メトキシトルエン、3−メトキシトルエン、4−メトキシトルエン、2,3−ジメチルアニソール、2,4−ジメチルアニソール等の芳香族エーテル、等が挙げられる。 Examples of ether solvents include aliphatic ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA); 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole , Phenetole, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, aromatic ethers such as 2,4-dimethylanisole, and the like.
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n−ブチル等の芳香族エステル、等が挙げられる。 Examples of the ester solvent include aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, and n-butyl benzoate.
芳香族炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、3−イロプロピルビフェニル、1,2,3,4−テトラメチルベンゼン、1,4−ジイソプロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メチルナフタレン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、等が挙げられる。
Examples of the aromatic hydrocarbon solvent include toluene, xylene, cyclohexylbenzene, 3-isopropylpropylphenyl, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, cyclohexylbenzene, and methylnaphthalene. Can be mentioned.
Examples of the amide solvent include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, and the like.
その他、ジメチルスルホキシド、等も用いることができる。
これらの溶剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いてもよい。
In addition, dimethyl sulfoxide and the like can also be used.
These solvent may use only 1 type and may use 2 or more types by arbitrary combinations and a ratio.
(成膜方法)
正孔注入層形成用組成物を調製後、この組成物を湿式成膜法により、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極2)上に成膜し、乾燥することにより正孔注入層3を形成することができる。
(Film formation method)
After preparing the composition for forming a hole injection layer, the composition is formed on a layer corresponding to the lower layer of the hole injection layer 3 (usually the anode 2) by a wet film formation method, and dried. The
成膜工程における温度は、組成物中に結晶が生じることによる膜の欠損を防ぐため、10℃以上が好ましく、50℃以下が好ましくい。 The temperature in the film forming step is preferably 10 ° C. or higher, and preferably 50 ° C. or lower, in order to prevent film loss due to the formation of crystals in the composition.
成膜工程における相対湿度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.01ppm以上、通常80%以下である。 Although the relative humidity in a film-forming process is not limited unless the effect of this invention is impaired remarkably, it is 0.01 ppm or more normally and 80% or less normally.
成膜後、通常加熱等により正孔注入層形成用組成物の膜を乾燥させる。加熱工程において使用する加熱手段の例を挙げると、クリーンオーブン、ホットプレート、赤外線、ハロゲンヒーター、マイクロ波照射などが挙げられる。中でも、膜全体に均等に熱を与えるためには、クリーンオーブンおよびホットプレートが好ましい。 After the film formation, the film of the composition for forming a hole injection layer is usually dried by heating or the like. Examples of the heating means used in the heating step include a clean oven, a hot plate, infrared rays, a halogen heater, microwave irradiation and the like. Among them, a clean oven and a hot plate are preferable in order to uniformly apply heat to the entire film.
加熱工程における加熱温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り、正孔注入層形成用組成物に用いた溶剤の沸点以上の温度で加熱することが好ましい。また、正孔注入層に用いた溶剤が2種類以上含まれている混合溶剤の場合、少なくとも1種類がその溶剤の沸点以上の温度で加熱されるのが好ましい。溶剤の沸点上昇を考慮すると、加熱工程においては、好ましくは120℃以上、好ましくは410℃以下で加熱することが好ましい。 The heating temperature in the heating step is preferably heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent used in the composition for forming a hole injection layer as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. In the case of a mixed solvent containing two or more types of solvents used in the hole injection layer, at least one type is preferably heated at a temperature equal to or higher than the boiling point of the solvent. In consideration of an increase in the boiling point of the solvent, the heating step is preferably performed at 120 ° C. or higher, preferably 410 ° C. or lower.
加熱工程において、加熱温度が正孔注入層形成用組成物の溶剤の沸点以上であり、かつ薄膜の十分な不溶化が起こらなければ、加熱時間は限定されないが、好ましくは10秒以上、通常180分以下である。加熱時間が長すぎると他の層の成分が拡散する傾向があり、短すぎると正孔注入層が不均質になる傾向がある。加熱は2回に分けて行ってもよい。 In the heating step, the heating time is not limited as long as the heating temperature is not lower than the boiling point of the solvent of the composition for forming the hole injection layer and sufficient insolubilization of the thin film does not occur, but preferably 10 seconds or longer, usually 180 minutes. It is as follows. If the heating time is too long, the components of the other layers tend to diffuse, and if it is too short, the hole injection layer tends to be inhomogeneous. Heating may be performed in two steps.
<真空蒸着法による正孔注入層の形成>
真空蒸着法により正孔注入層3を形成する場合には、正孔注入層3の構成材料(前述の正孔輸送性化合物、電子受容性化合物等)の1種または2種以上を真空容器内に設置されたるつぼに入れ(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼに入れ)、真空容器内を適当な真空ポンプで10−4Pa程度まで排気した後、るつぼを加熱して(2種以上の材料を用いる場合は各々のるつぼを加熱して)、蒸発量を制御して蒸発させ(2種以上の材料を用いる場合はそれぞれ独立に蒸発量を制御して蒸発させ)、るつぼと向き合って置かれた基板の陽極2上に正孔注入層3を形成させる。なお、2種以上の材料を用いる場合は、それらの混合物をるつぼに入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層3を形成することもできる。
<Formation of hole injection layer by vacuum deposition>
When the
蒸着時の真空度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1×10−6Torr(0.13×10−4Pa)以上、通常9.0×10−6Torr(12.0×10−4Pa)以下である。 蒸着速度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1Å/秒以上、通常5.0Å/秒以下である。蒸着時の成膜温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、好ましくは10℃以上、好ましくは50℃以下で行われる。 The degree of vacuum at the time of vapor deposition is not limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but usually 0.1 × 10 −6 Torr (0.13 × 10 −4 Pa) or more, usually 9.0 × 10 −6 Torr. (12.0 × 10 −4 Pa) or less. The deposition rate is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 Å / second or more and usually 5.0 Å / second or less. The film forming temperature at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is preferably 10 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or lower.
{正孔輸送層}
本発明の有機電界発光素子は正孔輸送層4を有することが好ましい。
{Hole transport layer}
The organic electroluminescent element of the present invention preferably has a hole transport layer 4.
本発明に係る正孔輸送層4の形成方法は真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよく、特に制限はないが、ダークスポット低減の観点から正孔輸送層4を湿式成膜法により形成することが好ましい。 The method for forming the hole transport layer 4 according to the present invention may be a vacuum deposition method or a wet film formation method, and is not particularly limited, but the hole transport layer 4 is formed by a wet film formation method from the viewpoint of reducing dark spots. It is preferable.
特に、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて発光層を形成してなる本発明の有機電界発光素子においては、正孔注入層と発光層との間の正孔注入障壁を緩和し、駆動電圧の低減や層界面への正孔の蓄積による材料の劣化の抑制や、発光層への正孔注入効率の向上による発光効率の向上などの観点から正孔輸送層を有し、また、この正孔輸送層は、正孔注入層を均一に被覆し、更には陽極由来の突起部や、パーティクルなどによる微小な異物を洗い流す、あるいは被覆する等の観点から、湿式成膜法により形成されることが好ましい。 In particular, in the organic electroluminescent device of the present invention in which the luminescent layer is formed using the composition for organic electroluminescent device of the present invention, the hole injection barrier between the hole injection layer and the luminescent layer is relaxed. In addition, it has a hole transport layer from the viewpoint of reducing driving voltage, suppressing deterioration of materials due to accumulation of holes at the layer interface, and improving luminous efficiency by improving efficiency of hole injection into the light emitting layer. This hole transport layer is formed by a wet film formation method from the viewpoint of uniformly covering the hole injection layer, and further washing away or covering the projections derived from the anode and fine foreign matters such as particles. It is preferred that
正孔輸送層4は、正孔注入層がある場合には正孔注入層3の上に、正孔注入層3が無い場合には陽極2の上に形成することができる。ただし、本発明の有機電界発光素子は、正孔輸送層を省いた構成であってもよい。
The hole transport layer 4 can be formed on the
正孔輸送層4を形成する材料としては、正孔輸送性が高く、かつ、注入された正孔を効率よく輸送することができる材料であることが好ましい。そのために、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光の光に対して透明性が高く、正孔移動度が大きく、安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時や使用時に発生しにくいことが好ましい。また、多くの場合、発光層5に接するため、発光層5からの発光を消光したり、発光層5との間でエキサイプレックスを形成して効率を低下させたりしないことが好ましい。 The material for forming the hole transport layer 4 is preferably a material having high hole transportability and capable of efficiently transporting injected holes. Therefore, it is preferable that the ionization potential is small, the transparency to visible light is high, the hole mobility is large, the stability is high, and impurities that become traps are not easily generated during manufacturing or use. In many cases, it is preferable not to quench the light emitted from the light emitting layer 5 or to form an exciplex with the light emitting layer 5 to reduce the efficiency because it is in contact with the light emitting layer 5.
このような正孔輸送層4の材料としては、従来、正孔輸送層の構成材料として用いられている材料であればよく、例えば、前述の正孔注入層3に使用される正孔輸送性化合物として例示したものが挙げられる。また、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニルで代表される2個以上の3級アミンを含み2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン(特開平5−234681号公報)、4,4’,4”−トリス(1−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物(J.Lumin.,72−74巻、985頁、1997年)、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物(Chem.Commun.,2175頁、1996年)、2,2’,7,7’−テトラキス−(ジフェニルアミノ)−9,9’−スピロビフルオレン等のスピロ化合物(Synth.Metals,91巻、209頁、1997年)、4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール誘導体などが挙げられる。また、例えばポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン(特開平7−53953号公報)、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン(Polym.Adv.Tech.,7巻、33頁、1996年)等が挙げられる。
Such a material for the hole transport layer 4 may be any material conventionally used as a constituent material for the hole transport layer. For example, the hole transport property used for the
湿式成膜法で正孔輸送層4を形成する場合は、上記正孔注入層3の形成と同様にして、正孔輸送層形成用組成物を調製した後、湿式成膜後、加熱乾燥させる。
In the case of forming the hole transport layer 4 by a wet film formation method, a composition for forming a hole transport layer is prepared in the same manner as the formation of the
正孔輸送層形成用組成物には、上述の正孔輸送性化合物の他、溶剤を含有する。用いる溶剤は上記正孔注入層形成用組成物に用いたものと同様である。また、成膜条件、加熱乾燥条件等も正孔注入層3の形成の場合と同様である。
The composition for forming a hole transport layer contains a solvent in addition to the above hole transport compound. The solvent used is the same as that used for the composition for forming a hole injection layer. The film forming conditions, heat drying conditions, and the like are the same as in the case of forming the
真空蒸着により正孔輸送層を形成する場合もまた、その成膜条件等は上記正孔注入層3の形成の場合と同様である。
When the hole transport layer is formed by vacuum deposition, the film forming conditions are the same as those for forming the
正孔輸送層4は、上記正孔輸送性化合物の他、各種の発光材料、電子輸送性化合物、バインダー樹脂、塗布性改良剤などを含有していてもよい。 The hole transport layer 4 may contain various light emitting materials, electron transport compounds, binder resins, coating property improving agents, and the like in addition to the hole transport compound.
正孔輸送層4は架橋性化合物を架橋して形成される層であってもよい。ここで、架橋性化合物は、架橋基を有する化合物であって、架橋することによりポリマーを形成する。架橋性化合物は、モノマー、オリゴマー、ポリマーのいずれであってもよい。架橋性化合物は1種のみを有していてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で有していてもよい。 The hole transport layer 4 may be a layer formed by crosslinking a crosslinkable compound. Here, the crosslinkable compound is a compound having a crosslinking group, and forms a polymer by crosslinking. The crosslinkable compound may be any of a monomer, an oligomer, and a polymer. The crosslinkable compound may have only 1 type, and may have 2 or more types by arbitrary combinations and ratios.
架橋性化合物の架橋基の例を挙げると、オキセタン、エポキシなどの環状エーテル;ビニル基、トリフルオロビニル基、スチリル基、アクリル基、メタクリロイル、シンナモイル等の不飽和二重結合;ベンゾシクロブタンなどが挙げられる。 Examples of the crosslinking group of the crosslinking compound include cyclic ethers such as oxetane and epoxy; unsaturated double bonds such as vinyl group, trifluorovinyl group, styryl group, acrylic group, methacryloyl and cinnamoyl; benzocyclobutane and the like. It is done.
架橋性化合物、すなわち、架橋基を有するモノマー、オリゴマーまたはポリマーが有する架橋基の数に特に制限はないが、単位電荷輸送ユニットあたり通常2.0未満、好ましくは0.8以下、より好ましくは0.5以下となる数が好ましい。これは正孔輸送層形成材料の比誘電率を好適な範囲に調整するためである。また、架橋基の数が多すぎると、反応活性種が発生し、他の材料に悪影響を与える可能性があるためである。ここで、単位電荷輸送ユニットとは、架橋性ポリマーを形成する材料がモノマー体の場合、モノマー体そのものであり、架橋基を除いた骨格(主骨格)のことを示す。他種類のモノマーを混合する場合においても、それぞれのモノマーの主骨格のことを示す。架橋性ポリマーを形成する材料がオリゴマーやポリマーの場合、有機化学的に共役がとぎれる構造の繰り返しの場合は、その繰り返しの構造を単位電荷輸送ユニットとする。また、広く共役が連なっている構造の場合には、電荷輸送性を示す最小繰り返し構造、乃至はモノマー構造を示す。例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、クリセン、ピレン、ペリレンなどの多環系芳香族、フルオレン、トリフェニレン、カルバゾール、トリアリールアミン、テトラアリールベンジジン、1,4−ビス(ジアリールアミノ)ベンゼンなどが挙げられる。 The number of crosslinkable groups possessed by the crosslinkable compound, that is, the monomer, oligomer or polymer having a crosslinkable group is not particularly limited, but is generally less than 2.0, preferably 0.8 or less, more preferably 0 per unit charge transport unit. A number that is .5 or less is preferred. This is to adjust the relative dielectric constant of the hole transport layer forming material to a suitable range. Moreover, when the number of crosslinking groups is too large, reactive active species are generated, which may adversely affect other materials. Here, when the material forming the crosslinkable polymer is a monomer body, the unit charge transport unit is a monomer body itself, and indicates a skeleton (main skeleton) excluding a crosslinking group. Even when other types of monomers are mixed, the main skeleton of each monomer is shown. When the material forming the crosslinkable polymer is an oligomer or polymer, in the case of repeating a structure in which conjugation is broken organically, the repeated structure is defined as a unit charge transport unit. In the case of a structure in which conjugation is widely connected, a minimum repeating structure exhibiting charge transporting property or a monomer structure is shown. Examples include polycyclic aromatics such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, tetracene, chrysene, pyrene, perylene, fluorene, triphenylene, carbazole, triarylamine, tetraarylbenzidine, 1,4-bis (diarylamino) benzene, and the like. It is done.
さらに、架橋性化合物としては、架橋基を有する正孔輸送性化合物を用いることが好ましい。この場合の正孔輸送性化合物の例を挙げると、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体等の含窒素芳香族化合物誘導体;トリフェニルアミン誘導体;シロール誘導体;オリゴチオフェン誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが挙げられる。その中でも、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、フェナントロリン誘導体、カルバゾール誘導体等の含窒素芳香族誘導体;トリフェニルアミン誘導体、シロール誘導体、縮合多環芳香族誘導体、金属錯体などが好ましく、特に、トリフェニルアミン誘導体がより好ましい。 Furthermore, as the crosslinkable compound, it is preferable to use a hole transporting compound having a crosslinkable group. Examples of the hole transporting compound in this case include nitrogen-containing aromatic compound derivatives such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, carbazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives; Examples include phenylamine derivatives; silole derivatives; oligothiophene derivatives, condensed polycyclic aromatic derivatives, metal complexes, and the like. Among them, nitrogen-containing aromatic derivatives such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, phenanthroline derivatives, carbazole derivatives; triphenylamine derivatives, silole derivatives, condensed polycyclic aromatic derivatives, metal complexes, etc. Particularly preferred are triphenylamine derivatives.
特に、この架橋性化合物としては、下記式で表される基を有する架橋性化合物であることが反応速度の大きさや反応温度の低さ、副反応の少なさなどの点から好ましい。 In particular, the crosslinkable compound is preferably a crosslinkable compound having a group represented by the following formula from the viewpoints of a high reaction rate, a low reaction temperature, and a small number of side reactions.
また、本発明に係る正孔輸送層は、下記式(U1)または(U2)で表される構造を有する、熱による構造変換型化合物を用いて形成されることが反応速度の大きさや反応温度の低さ、副反応の少なさの点で好ましい。 In addition, the hole transport layer according to the present invention is formed by using a heat-converted compound having a structure represented by the following formula (U1) or (U2), and the reaction speed and reaction temperature. Is preferable from the standpoint of low low side reactions and side reactions.
(式(U1)中、環A0は熱解離可溶性基が結合する芳香族炭化水素環を表す。該芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。また、該置換基同士が直接または2価の連結基を介して環を形成していてもよい。
S1、S2、R1〜R6は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基、置換基を有していてもよいへテロアリールアミノ基または置換基を有していてもよいアシルアミノ基を表す。
式(U2)中、環B0は熱解離可溶性基が結合する芳香族炭化水素環を表す。該芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。また、該置換基同士が直接または2価の連結基を介して環を形成していてもよい。
S11〜S14、R11〜R16は、それぞれ独立に、上記S1、S2、R1〜R6として示したものと同様である。)
(In the formula (U1), ring A 0 represents an aromatic hydrocarbon ring to which a thermally dissociable soluble group is bonded. The aromatic hydrocarbon ring may have a substituent. A ring may be formed directly or via a divalent linking group.
S 1 , S 2 and R 1 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group which may have a substituent, an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent, An aromatic heterocyclic group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryloxy which may have a substituent A group, an acyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, an alkynyl group which may have a substituent, an acyloxy group which may have a substituent, It represents an arylamino group which may have a substituent, a heteroarylamino group which may have a substituent, or an acylamino group which may have a substituent.
In formula (U2), ring B 0 represents an aromatic hydrocarbon ring to which a thermally dissociable soluble group is bonded. The aromatic hydrocarbon ring may have a substituent. Further, the substituents may form a ring directly or via a divalent linking group.
S 11 to S 14 and R 11 to R 16 are each independently the same as those shown as S 1 , S 2 , and R 1 to R 6 . )
架橋性化合物の分子量は、通常5000以下、好ましくは2500以下であり、また好ましくは300以上、さらに好ましくは500以上である。 The molecular weight of the crosslinkable compound is usually 5000 or less, preferably 2500 or less, preferably 300 or more, more preferably 500 or more.
架橋性化合物を架橋して正孔輸送層4を形成するには、通常、架橋性化合物を溶剤に溶解または分散した正孔輸送層形成用組成物を調製して、湿式成膜法により成膜し、その後架橋性化合物を架橋させる。 In order to form a hole transport layer 4 by crosslinking a crosslinkable compound, a composition for forming a hole transport layer in which a crosslinkable compound is dissolved or dispersed in a solvent is usually prepared and deposited by a wet film formation method. Then, the crosslinkable compound is crosslinked.
この正孔輸送層形成用組成物は、架橋性化合物の他、架橋反応を促進する添加物を含んでいてもよい。架橋反応を促進する添加物の例を挙げると、アルキルフェノン化合物、アシルホスフィンオキサイド化合物、メタロセン化合物、オキシムエステル化合物、アゾ化合物、オニウム塩等の重合開始剤および重合促進剤;縮合多環炭化水素、ポルフィリン化合物、ジアリールケトン化合物等の光増感剤;などが挙げられる。これらは1種類を単独で用いてもよく、また2種類以上を任意の組み合わせ、および比率で用いてもよい。 This composition for hole transport layer formation may contain the additive which accelerates | stimulates a crosslinking reaction other than a crosslinkable compound. Examples of additives that accelerate the crosslinking reaction include polymerization initiators and polymerization accelerators such as alkylphenone compounds, acylphosphine oxide compounds, metallocene compounds, oxime ester compounds, azo compounds, onium salts; condensed polycyclic hydrocarbons, And photosensitizers such as porphyrin compounds and diaryl ketone compounds. One of these may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
また、正孔輸送層形成用組成物は、さらに、レベリング剤、消泡剤等の塗布性改良剤、電子受容性化合物、バインダー樹脂などを含有していてもよい。 Further, the composition for forming a hole transport layer may further contain a coating property improver such as a leveling agent and an antifoaming agent, an electron accepting compound, a binder resin, and the like.
この正孔輸送層形成用組成物は、架橋性化合物を通常0.01wt%以上、好ましくは0.05wt%以上、さらに好ましくは0.1wt%以上、通常50wt%以下、好ましくは20wt%以下、さらに好ましくは10wt%以下含有する。 In this composition for forming a hole transport layer, the crosslinkable compound is usually 0.01 wt% or more, preferably 0.05 wt% or more, more preferably 0.1 wt% or more, usually 50 wt% or less, preferably 20 wt% or less, More preferably, it contains 10 wt% or less.
このような濃度で架橋性化合物を含む正孔輸送層形成用組成物を下層(通常は正孔注入層3)上に成膜後、加熱および/または光などの電磁エネルギー照射により、架橋性化合物を架橋させてポリマー化する。 After forming a composition for forming a hole transport layer containing a crosslinkable compound at such a concentration on the lower layer (usually the hole injection layer 3), the composition is crosslinked by heating and / or irradiation with electromagnetic energy such as light. Are polymerized by crosslinking.
成膜時の温度、湿度などの条件は、前記正孔注入層3の湿式成膜時と同様である。
Conditions such as temperature and humidity during film formation are the same as those during the wet film formation of the
成膜後の加熱の手法は特に限定されないが、例としては加熱乾燥、減圧乾燥等が挙げられる。加熱乾燥の場合の加熱温度条件としては、通常120℃以上、好ましくは400℃以下である。 The heating method after film formation is not particularly limited, and examples thereof include heat drying and reduced pressure drying. The heating temperature condition in the case of heat drying is usually 120 ° C. or higher, preferably 400 ° C. or lower.
加熱時間としては、通常1分以上、好ましくは24時間以下である。加熱手段としては特に限定されないが、成膜された層を有する積層体をホットプレート上に載せたり、オーブン内で加熱するなどの手段が用いられる。例えば、ホットプレート上で120℃以上、1分間以上加熱する等の手段を採用することができる。 The heating time is usually 1 minute or longer, preferably 24 hours or shorter. The heating means is not particularly limited, and means such as placing a laminated body having a deposited layer on a hot plate or heating in an oven is used. For example, a means such as heating on a hot plate at 120 ° C. or more for 1 minute or more can be employed.
光などの電磁エネルギー照射による場合には、超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、赤外ランプ等の紫外・可視・赤外光源を直接用いて照射する方法、あるいは前述の光源を内蔵するマスクアライナ、コンベア型光照射装置を用いて照射する方法などが挙げられる。光以外の電磁エネルギー照射では、例えばマグネトロンにより発生させたマイクロ波を照射する装置、いわゆる電子レンジを用いて照射する方法が挙げられる。照射時間としては、膜の溶解性を低下させるために必要な条件を設定することが好ましいが、通常0.1秒以上、好ましくは10時間以下照射される。 In the case of irradiation with electromagnetic energy such as light, a method of irradiating directly using an ultraviolet / visible / infrared light source such as an ultra-high pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a halogen lamp or an infrared lamp, or the above-mentioned light source is incorporated. Examples include a mask aligner and a method of irradiation using a conveyor type light irradiation device. In electromagnetic energy irradiation other than light, for example, there is a method of irradiation using a device that irradiates a microwave generated by a magnetron, a so-called microwave oven. As the irradiation time, it is preferable to set conditions necessary for reducing the solubility of the film, but irradiation is usually performed for 0.1 seconds or longer, preferably 10 hours or shorter.
加熱および光などの電磁エネルギー照射は、それぞれ単独、あるいは組み合わせて行ってもよい。組み合わせる場合、実施する順序は特に限定されない。 Heating and irradiation of electromagnetic energy such as light may be performed individually or in combination. When combined, the order of implementation is not particularly limited.
このようにして形成される正孔輸送層4の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また通常300nm以下、好ましくは100nm以下である。 The film thickness of the hole transport layer 4 thus formed is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
{発光層}
正孔注入層3の上、または正孔輸送層4を設けた場合には正孔輸送層4の上には発光層5が設けられる。発光層5は、電界を与えられた電極間において、陽極2から注入された正孔と、陰極9から注入された電子との再結合により励起されて、主たる発光源となる層である。
{Light emitting layer}
When the
<発光層の材料>
発光層5は、その構成材料として、少なくとも、発光の性質を有する材料(発光材料)を含有するとともに、好ましくは、正孔輸送の性質を有する化合物(正孔輸送性材料)、あるいは、電子輸送の性質を有する化合物(電子輸送性材料)などの電荷輸送性材料を含有する。発光材料をドーパント材料として使用し、正孔輸送性材料や電子輸送性材料などをホスト材料として使用してもよい。発光材料については特に限定はなく、所望の発光波長で発光し、発光効率が良好である物質を用いればよい。更に、発光層5は、本発明の効果を著しく損なわない範囲で、その他の成分を含有していてもよい。なお、湿式成膜法で発光層5を形成する場合は、何れも低分子量の材料を使用することが好ましい。
<Light emitting layer material>
The light emitting layer 5 contains at least a material having a light emitting property (light emitting material) as a constituent material thereof, and preferably a compound having a hole transporting property (hole transporting material) or an electron transport. A charge transporting material such as a compound (electron transporting material) having the following properties: A light emitting material may be used as a dopant material, and a hole transporting material, an electron transporting material, or the like may be used as a host material. There is no particular limitation on the light-emitting material, and a material that emits light at a desired light emission wavelength and has favorable light emission efficiency may be used. Furthermore, the light emitting layer 5 may contain other components as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. In addition, when forming the light emitting layer 5 with a wet film-forming method, it is preferable to use a low molecular weight material in any case.
本発明の有機電界発光素子において、発光層5は、好ましくは前述の本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法により形成される本発明の有機薄膜である。従って、本発明に係る発光層5に含まれる発光材料、電荷輸送性材料の具体例としては、前述の本発明の有機電界発光素子用組成物に含まれる発光材料、電荷輸送性材料の具体例として例示したものと同様であり、これらはそれぞれいずれか1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。 In the organic electroluminescent element of the present invention, the light emitting layer 5 is preferably the organic thin film of the present invention formed by a wet film forming method using the above-described composition for an organic electroluminescent element of the present invention. Therefore, specific examples of the light emitting material and the charge transporting material included in the light emitting layer 5 according to the present invention include specific examples of the light emitting material and the charge transporting material included in the above-described composition for an organic electroluminescence device of the present invention. These may be the same as those exemplified above, and each of these may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.
本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて発光層5を形成するには、この有機電界発光素子用組成物を湿式成膜後、得られた薄膜を乾燥し、溶剤を除去する。ここで、湿式成膜法の方式は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されず、前述のいかなる方式も用いることができる。湿式成膜の具体的な方法は、上記正孔注入層3の形成において記載した方法と同様である。
In order to form the light emitting layer 5 using the composition for organic electroluminescent elements of the present invention, the obtained thin film is dried and the solvent is removed after the organic electroluminescent element composition is wet-formed. Here, the method of the wet film forming method is not limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, and any of the above-described methods can be used. A specific method of the wet film formation is the same as the method described in the formation of the
このようにして形成される発光層5の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常3nm以上、好ましくは5nm以上、また、通常200nm以下、好ましくは100nm以下の範囲である。発光層5の膜厚が、薄すぎると膜に欠陥が生じる可能性があり、厚すぎると駆動電圧が上昇する可能性がある。 The thickness of the light-emitting layer 5 thus formed is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but are usually 3 nm or more, preferably 5 nm or more, and usually 200 nm or less, preferably 100 nm or less. It is. If the thickness of the light emitting layer 5 is too thin, defects may occur in the film, and if it is too thick, the driving voltage may increase.
また、発光層5における発光材料の含有割合は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.05wt%以上、通常35wt%以下である。発光材料が少なすぎると発光ムラを生じる可能性があり、多すぎると発光効率が低下する可能性がある。なお、2種以上の発光材料を併用する場合には、これらの合計の含有量が上記範囲に含まれるようにする。 Further, the content ratio of the light emitting material in the light emitting layer 5 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.05 wt% or more and usually 35 wt% or less. If the amount of the light emitting material is too small, uneven light emission may occur. If the amount is too large, the light emission efficiency may be reduced. In addition, when using together 2 or more types of luminescent material, it is made for the total content of these to be contained in the said range.
また、発光層5が電子輸送性材料を含む場合、発光層5における電子輸送性材料の含有割合は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.1wt%以上、通常65wt%以下である。発光層中の電子輸送性材料が少なすぎると短絡の影響を受けやすくなる可能性があり、多すぎると膜厚ムラを生じる可能性がある。なお、発光層中に2種以上の電子輸送性材料を併用する場合には、これらの合計の含有量が上記範囲に含まれるようにする。 Further, when the light emitting layer 5 contains an electron transporting material, the content ratio of the electron transporting material in the light emitting layer 5 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 wt% or more, usually 65 wt%. % Or less. If the amount of the electron transporting material in the light emitting layer is too small, it may be easily affected by a short circuit, and if it is too large, the film thickness may be uneven. In addition, when using together 2 or more types of electron transport materials in a light emitting layer, it is made for the total content of these to be contained in the said range.
また、発光層5が正孔輸送性材料を含む場合、発光層5における正孔輸送性材料の割合は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.1wt%以上、通常65wt%以下である。発光層中の正孔輸送性材料が少なすぎると短絡の影響を受けやすくなる可能性があり、多すぎると膜厚ムラを生じる可能性がある。なお、発光層中に2種以上の正孔輸送性材料を併用する場合には、これらの合計の含有量が上記範囲に含まれるようにする。 When the light emitting layer 5 contains a hole transporting material, the ratio of the hole transporting material in the light emitting layer 5 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 wt% or more, usually 65 wt% or less. If the hole transporting material in the light emitting layer is too small, it may be easily affected by a short circuit, and if it is too large, film thickness unevenness may occur. In addition, when using together 2 or more types of hole transportable materials in a light emitting layer, it is made for the total content of these to be contained in the said range.
{正孔阻止層}
発光層5と後述の電子注入層8との間に、正孔阻止層6を設けてもよい。正孔阻止層6は、発光層5の上に、発光層5の陰極9側の界面に接するように積層される層である。
{Hole blocking layer}
A hole blocking layer 6 may be provided between the light emitting layer 5 and an electron injection layer 8 described later. The hole blocking layer 6 is a layer laminated on the light emitting layer 5 so as to be in contact with the interface of the light emitting layer 5 on the cathode 9 side.
この正孔阻止層6は、陽極2から移動してくる正孔が陰極9に到達するのを阻止する役割と、陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とを有する。
The hole blocking layer 6 has a role of blocking holes moving from the
正孔阻止層6を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いことが挙げられる。このような条件を満たす正孔阻止層6の材料としては、例えば、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(トリフェニルシラノラト)アルミニウム等の混合配位子錯体、ビス(2−メチル−8−キノラト)アルミニウム−μ−オキソ−ビス−(2−メチル−8−キノリラト)アルミニウム二核金属錯体等の金属錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物(特開平11−242996号公報)、3−(4−ビフェニルイル)−4−フェニル−5(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール等のトリアゾール誘導体(特開平7−41759号公報)、バソクプロイン等のフェナントロリン誘導体(特開平10−79297号公報)などが挙げられる。更に、国際公開第2005−022962号公報に記載の2,4,6位が置換されたピリジン環を少なくとも1個有する化合物も、正孔阻止層6の材料として好ましい。
The physical properties required for the material constituting the hole blocking layer 6 include high electron mobility, low hole mobility, a large energy gap (difference between HOMO and LUMO), and excited triplet level (T1). Is high. Examples of the material of the hole blocking layer 6 satisfying such conditions include, for example, bis (2-methyl-8-quinolinolato) (phenolato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinolato) (triphenylsilanolato) aluminum. Mixed ligand complexes such as, metal complexes such as bis (2-methyl-8-quinolato) aluminum-μ-oxo-bis- (2-methyl-8-quinolato) aluminum binuclear metal complexes, distyrylbiphenyl derivatives, etc. Of styryl compounds (JP-A-11-242996), triazole derivatives such as 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5 (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazole 7-41759), phenanthroline derivatives such as bathocuproine (JP-A-10-79297), and the like. It is. Further, a compound having at least one pyridine ring substituted at
なお、正孔阻止層6の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。 In addition, the material of the hole-blocking layer 6 may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.
正孔阻止層6の形成方法に制限はなく、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法を採用することができる。 There is no restriction | limiting in the formation method of the hole-blocking layer 6, A wet film-forming method, a vapor deposition method, and another method are employable.
正孔阻止層6の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.3nm以上、好ましくは0.5nm以上、また、通常100nm以下、好ましくは50nm以下である。 The thickness of the hole blocking layer 6 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.3 nm or more, preferably 0.5 nm or more, and usually 100 nm or less, preferably 50 nm or less.
{電子輸送層}
発光層5と後述の電子注入層8の間に、電子輸送層7を設けてもよい。
{Electron transport layer}
An electron transport layer 7 may be provided between the light emitting layer 5 and an electron injection layer 8 described later.
電子輸送層7は、素子の発光効率を更に向上させることを目的として設けられるもので、電界を与えられた電極間において陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送することができる化合物より形成される。 The electron transport layer 7 is provided for the purpose of further improving the light emission efficiency of the device, and efficiently transports electrons injected from the cathode 9 between the electrodes to which an electric field is applied in the direction of the light emitting layer 5. Formed from a compound capable of
電子輸送層7に用いられる電子輸送性化合物としては、通常、陰極9または電子注入層8からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し注入された電子を効率よく輸送することができる化合物を用いる。このような条件を満たす化合物としては、例えば、8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体(特開昭59−194393号公報)、10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3−ヒドロキシフラボン金属錯体、5−ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン(米国特許第5645948号明細書)、キノキサリン化合物(特開平6−207169号公報)、フェナントロリン誘導体(特開平5−331459号公報)、2−t−ブチル−9,10−N,N’−ジシアノアントラキノンジイミン、n型水素化非晶質炭化シリコン、n型硫化亜鉛、n型セレン化亜鉛などが挙げられる。 As an electron transport compound used for the electron transport layer 7, usually, the electron injection efficiency from the cathode 9 or the electron injection layer 8 is high, and the injected electrons are transported efficiently with high electron mobility. The compound which can be used is used. Examples of the compound satisfying such conditions include metal complexes such as aluminum complexes of 8-hydroxyquinoline (Japanese Patent Laid-Open No. 59-194393), metal complexes of 10-hydroxybenzo [h] quinoline, oxadiazole derivatives , Distyrylbiphenyl derivatives, silole derivatives, 3-hydroxyflavone metal complexes, 5-hydroxyflavone metal complexes, benzoxazole metal complexes, benzothiazole metal complexes, trisbenzimidazolylbenzene (US Pat. No. 5,645,948), quinoxaline compounds ( JP-A-6-207169), phenanthroline derivative (JP-A-5-331459), 2-t-butyl-9,10-N, N'-dicyanoanthraquinonediimine, n-type hydrogenated amorphous silicon carbide , N-type zinc sulfide, n-type zinc Such as emissions of zinc, and the like.
なお、電子輸送層7の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。 In addition, the material of the electron carrying layer 7 may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
電子輸送層7の形成方法に制限はなく、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法を採用することができる。 There is no restriction | limiting in the formation method of the electron carrying layer 7, A wet film-forming method, a vapor deposition method, and another method are employable.
電子輸送層7の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1nm以上、好ましくは5nm以上、また、通常300nm以下、好ましくは100nm以下の範囲である。 The thickness of the electron transport layer 7 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 1 nm or more, preferably 5 nm or more, and usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
{電子注入層}
電子注入層8は、陰極9から注入された電子を効率よく発光層5へ注入する役割を果たす。電子注入を効率よく行なうには、電子注入層8を形成する材料は、仕事関数の低い金属が好ましい。例としては、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属等が用いられ、その膜厚は通常0.1nm以上、5nm以下が好ましい。
{Electron injection layer}
The electron injection layer 8 plays a role of efficiently injecting electrons injected from the cathode 9 into the light emitting layer 5. In order to perform electron injection efficiently, the material for forming the electron injection layer 8 is preferably a metal having a low work function. Examples include alkali metals such as sodium and cesium, alkaline earth metals such as barium and calcium, and the film thickness is preferably from 0.1 nm to 5 nm.
更に、バソフェナントロリン等の含窒素複素環化合物や8−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される有機電子輸送化合物に、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウム等のアルカリ金属をドープする(特開平10−270171号公報、特開2002−100478号公報、特開2002−100482号公報などに記載)ことにより、電子注入・輸送性が向上し、優れた膜質を両立させることが可能となるため好ましい。この場合の膜厚は、通常5nm以上、中でも10nm以上が好ましく、また、通常200nm以下、中でも100nm以下が好ましい。 Furthermore, an organic electron transport compound represented by a metal complex such as a nitrogen-containing heterocyclic compound such as bathophenanthroline or an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline is doped with an alkali metal such as sodium, potassium, cesium, lithium, or rubidium ( As described in JP-A-10-270171, JP-A-2002-1000047, JP-A-2002-1000048, and the like, it is possible to improve electron injection / transport properties and achieve both excellent film quality. Therefore, it is preferable. In this case, the film thickness is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and is usually 200 nm or less, preferably 100 nm or less.
なお、電子注入層8の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
電子注入層8の形成方法に制限はなく、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法を採用することができる。
In addition, the material of the electron injection layer 8 may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
There is no restriction | limiting in the formation method of the electron injection layer 8, A wet film-forming method, a vapor deposition method, and another method are employable.
{陰極}
陰極9は、発光層5側の層(電子注入層8または発光層5など)に電子を注入する役割を果たすものである。
{cathode}
The cathode 9 plays a role of injecting electrons into a layer (such as the electron injection layer 8 or the light emitting layer 5) on the light emitting layer 5 side.
陰極9の材料としては、前記の陽極2に使用される材料を用いることが可能であるが、効率よく電子注入を行なうには、仕事関数の低い金属が好ましく、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の適当な金属またはそれらの合金が用いられる。具体例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金等の低仕事関数合金電極が挙げられる。
As the material of the cathode 9, the material used for the
なお、陰極9の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。 In addition, the material of the cathode 9 may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
陰極9の膜厚は、通常、陽極2と同様である。
The film thickness of the cathode 9 is usually the same as that of the
さらに、低仕事関数金属から成る陰極9を保護する目的で、この上に更に、仕事関数が高く大気に対して安定な金属層を積層すると、素子の安定性が増すので好ましい。この目的のために、例えば、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が使われる。なお、これらの材料は、1種のみで用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。 Further, for the purpose of protecting the cathode 9 made of a low work function metal, it is preferable to further stack a metal layer having a high work function and stable to the atmosphere because the stability of the device is increased. For this purpose, for example, metals such as aluminum, silver, copper, nickel, chromium, gold and platinum are used. In addition, these materials may be used only by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
{その他の層}
本発明に係る有機電界発光素子は、その趣旨を逸脱しない範囲において、別の構成を有していてもよい。例えば、その性能を損なわない限り、陽極2と陰極9との間に、上記説明にある層の他に任意の層を有していてもよく、また、任意の層が省略されていてもよい。
{Other layers}
The organic electroluminescent element according to the present invention may have another configuration without departing from the gist thereof. For example, as long as the performance is not impaired, an arbitrary layer may be provided between the
上記説明にある層の他に有していてもよい層としては、例えば、電子阻止層が挙げられる。
電子阻止層は、正孔注入層3または正孔輸送層4と発光層5との間に設けられ、発光層5から移動してくる電子が正孔注入層3に到達するのを阻止することで、発光層5内で正孔と電子との再結合確率を増やし、生成した励起子を発光層5内に閉じこめる役割と、正孔注入層3から注入された正孔を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とがある。特に、発光材料として燐光材料を用いたり、青色発光材料を用いたりする場合は、電子阻止層を設けることが効果的である。
Examples of the layer that may be included in addition to the layers described above include an electron blocking layer.
The electron blocking layer is provided between the
電子阻止層に求められる特性としては、正孔輸送性が高く、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いこと等が挙げられる。更に、本発明においては、発光層5を本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法で作製する場合、電子阻止層にも湿式成膜の適合性が求められる。このような電子阻止層に用いられる材料としては、F8−TFBに代表されるジオクチルフルオレンとトリフェニルアミンの共重合体(国際公開第2004/084260号公報記載)等が挙げられる。 The characteristics required for the electron blocking layer include high hole transportability, a large energy gap (difference between HOMO and LUMO), and a high excited triplet level (T1). Furthermore, in the present invention, when the light emitting layer 5 is produced by a wet film formation method using the composition for organic electroluminescence elements of the present invention, the electron blocking layer is also required to be compatible with the wet film formation. Examples of the material used for such an electron blocking layer include a copolymer of dioctylfluorene and triphenylamine typified by F8-TFB (described in International Publication No. 2004/084260).
なお、電子阻止層の材料は、1種のみを用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。 In addition, the material of an electron blocking layer may use only 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
電子阻止層の形成方法に制限はなく、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法を採用することができる。 There is no restriction | limiting in the formation method of an electronic blockage | prevention layer, A wet film-forming method, a vapor deposition method, and another method are employable.
さらに陰極9と発光層5または電子輸送層7との界面に、例えばフッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF2)、酸化リチウム(Li2O)、炭酸セシウム(II)(CsCO3)等で形成された極薄絶縁膜(0.1〜5nm)を挿入することも、素子の効率を向上させる有効な方法である(Applied Physics Letters, 1997年, Vol.70, pp.152;特開平10−74586号公報;IEEE Transactions on Electron Devices, 1997年,Vol.44, pp.1245;SID 04 Digest, pp.154等参照)。 Further, at the interface between the cathode 9 and the light emitting layer 5 or the electron transport layer 7, for example, lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (MgF 2 ), lithium oxide (Li 2 O), cesium carbonate (II) (CsCO 3 ). Inserting an ultrathin insulating film (0.1 to 5 nm) formed by the above method is also an effective method for improving the efficiency of the device (Applied Physics Letters, 1997, Vol. 70, pp. 152; (Kaihei 10-74586; IEEE Transactions on Electron Devices, 1997, Vol. 44, pp. 1245; SID 04 Digest, pp. 154, etc.).
また、以上説明した層構成において、基板以外の構成要素を逆の順に積層することも可能である。例えば、図1の層構成であれば、基板1上に他の構成要素を陰極9、電子注入層8、電子輸送層7、正孔阻止層6、発光層5、正孔輸送層4、正孔注入層3、陽極2の順に設けてもよい。
Moreover, in the layer structure demonstrated above, it is also possible to laminate | stack components other than a board | substrate in reverse order. For example, in the case of the layer configuration of FIG. 1, the other components on the
更には、少なくとも一方が透明性を有する2枚の基板の間に、基板以外の構成要素を積層することにより、本発明に係る有機電界発光素子を構成することも可能である。 Furthermore, it is also possible to constitute the organic electroluminescent element according to the present invention by laminating components other than the substrate between two substrates, at least one of which is transparent.
また、基板以外の構成要素(発光ユニット)を複数段重ねた構造(発光ユニットを複数積層させた構造)とすることも可能である。その場合には、各段間(発光ユニット間)の界面層(陽極がITO、陰極がAlの場合は、それら2層)の代わりに、例えば五酸化バナジウム(V2O5)等からなる電荷発生層(Carrier Generation Layer:CGL)を設けると、段間の障壁が少なくなり、発光効率・駆動電圧の観点からより好ましい。 In addition, a structure in which a plurality of components (light emitting units) other than the substrate are stacked in a plurality of layers (a structure in which a plurality of light emitting units are stacked) may be employed. In that case, instead of the interface layer between the steps (between the light emitting units) (in the case where the anode is ITO and the cathode is Al, these two layers), for example, a charge made of vanadium pentoxide (V 2 O 5 ) When a generation layer (Carrier Generation Layer: CGL) is provided, a barrier between steps is reduced, which is more preferable from the viewpoint of light emission efficiency and driving voltage.
更には、本発明に係る有機電界発光素子は、単一の有機電界発光素子として構成してもよく、複数の有機電界発光素子がアレイ状に配置された構成に適用してもよく、陽極と陰極がX−Yマトリックス状に配置された構成に適用してもよい。 Furthermore, the organic electroluminescent device according to the present invention may be configured as a single organic electroluminescent device, or may be applied to a configuration in which a plurality of organic electroluminescent devices are arranged in an array. You may apply to the structure by which the cathode is arrange | positioned at XY matrix form.
また、上述した各層には、本発明の効果を著しく損なわない限り、材料として説明した以外の成分が含まれていてもよい。 Each layer described above may contain components other than those described as materials unless the effects of the present invention are significantly impaired.
[有機EL表示装置]
本発明の有機EL表示装置は、上述の本発明の有機電界発光素子を用いたものである。本発明の有機EL表示装置の型式や構造については特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
例えば、「有機ELディスプレイ」(オーム社、平成16年8月20日発行、時任静士、安達千波矢、村田英幸著)に記載されているような方法で、本発明の有機EL表示装置を形成することができる。
[Organic EL display device]
The organic EL display device of the present invention uses the above-described organic electroluminescent element of the present invention. There is no restriction | limiting in particular about the model and structure of the organic electroluminescent display apparatus of this invention, It can assemble in accordance with a conventional method using the organic electroluminescent element of this invention.
For example, the organic EL display device of the present invention can be obtained by the method described in “Organic EL display” (Ohm, published on Aug. 20, 2004, Shizushi Tokito, Chiba Adachi, Hideyuki Murata). Can be formed.
[有機EL照明]
本発明の有機EL照明は、上述の本発明の有機電界発光素子を用いたものである。本発明の有機EL照明の型式や構造については特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
[Organic EL lighting]
The organic EL illumination of the present invention uses the above-described organic electroluminescent element of the present invention. There is no restriction | limiting in particular about the model and structure of the organic EL illumination of this invention, It can assemble in accordance with a conventional method using the organic electroluminescent element of this invention.
本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。 Examples The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the description of the following examples unless it exceeds the gist.
[実施例1]
図1に示す有機電界発光素子を製造した。
ガラス基板上に、インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を厚さ150nmに成膜したもの(スパッタ成膜品、シート抵抗15Ω)を通常のフォトリソグラフィ技術により2mm幅のストライプにパターニングして陽極2を形成した。陽極2を形成した基板1を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄等の処理を行った。
[Example 1]
The organic electroluminescent element shown in FIG. 1 was manufactured.
An indium tin oxide (ITO) transparent conductive film formed on a glass substrate with a thickness of 150 nm (sputtered film, sheet resistance of 15Ω) is patterned into a 2 mm wide stripe by ordinary photolithography technology.
該処理後の基板上に以下の通り、正孔注入層3を形成した。
正孔注入層に用いる正孔輸送性化合物として、以下に示す繰り返し構造の芳香族アミン系高分子化合物PB−1(重量平均分子量:29400、数平均分子量:12600)、以下に示す構造の電子受容性化合物PI−1、および溶剤として安息香酸エチルを含有する正孔注入層形成用組成物を調製した。該正孔注入層形成用組成物における、芳香族アミン系高分子化合物PB−1および電子受容性化合物PI−1の合計の濃度は2wt%であり、芳香族アミン系高分子化合物PB−1および電子受容性化合物PI−1の重量比は、(芳香族アミン系高分子化合物PB−1):(電子受容性化合物PI−1)=10:4であった。
A
As a hole transporting compound used for the hole injection layer, an aromatic amine polymer compound PB-1 having a repeating structure shown below (weight average molecular weight: 29400, number average molecular weight: 12600), electron accepting having a structure shown below A composition for forming a hole injection layer containing the active compound PI-1 and ethyl benzoate as a solvent was prepared. In the composition for forming a hole injection layer, the total concentration of the aromatic amine polymer compound PB-1 and the electron accepting compound PI-1 is 2 wt%, and the aromatic amine polymer compound PB-1 and The weight ratio of the electron-accepting compound PI-1 was (aromatic amine polymer compound PB-1) :( electron-accepting compound PI-1) = 10: 4.
該正孔注入層形成用組成物を上記処理後の基板上に、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒でスピンコートした。その後、260℃で、180分間、加熱乾燥を行った。
以上の操作により膜厚30nmの均一な正孔注入層3の薄膜が形成された。
The composition for forming a hole injection layer was spin-coated on the substrate after the above treatment at a spinner rotation speed of 1500 rpm and a spinner rotation time of 30 seconds. Thereafter, heat drying was performed at 260 ° C. for 180 minutes.
The thin film of the uniform
次いで、形成された正孔注入層3上に、以下の通り、正孔輸送層4を形成した。
架橋性化合物として、以下に示す繰り返し構造の高分子化合物HT−1(重量平均分子量:17000、数平均分子量:9000)および溶剤としてシクロヘキシルベンゼンを含有する正孔輸送層形成用組成物を調製した。該正孔輸送層形成用組成物における、該高分子化合物HT−1の濃度は1.4wt%であった。
Next, a hole transport layer 4 was formed on the formed
As a crosslinkable compound, a composition for forming a hole transport layer containing polymer compound HT-1 having a repeating structure shown below (weight average molecular weight: 17000, number average molecular weight: 9000) and cyclohexylbenzene as a solvent was prepared. The concentration of the polymer compound HT-1 in the composition for forming a hole transport layer was 1.4 wt%.
該正孔輸送層形成用組成物を正孔注入層3上に、スピナ回転数1500rpm、スピナ回転時間30秒でスピンコートした。その後、230℃で、60分間、加熱して、該高分子化合物HT−1を架橋反応させて硬化させた。
以上の操作により、膜厚20nmの均一な正孔輸送層4の薄膜が形成された。
The composition for forming a hole transport layer was spin-coated on the
By the above operation, a uniform thin film of the hole transport layer 4 having a film thickness of 20 nm was formed.
次いで、形成された正孔輸送層4上に、以下の通り、発光層5を形成した。
発光層5の形成には、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いた。すなわち、まず、発光材料(ドーパント材料)として以下に示す構造の化合物D−1、2種類の正孔輸送性材料(ホスト材料)として以下に示す構造の化合物H−1およびH−2、溶剤としてシクロヘキシルベンゼンを含有する有機電界発光素子用組成物を調製した。
Next, the light emitting layer 5 was formed on the formed hole transport layer 4 as follows.
For the formation of the light emitting layer 5, the composition for organic electroluminescent elements of the present invention was used. That is, first, as a light-emitting material (dopant material), compound D-1 having the structure shown below, compounds H-1 and H-2 having structures shown below as two types of hole transporting materials (host materials), and solvents A composition for an organic electroluminescent device containing cyclohexylbenzene was prepared.
有機電界発光素子用組成物中における、化合物D−1、化合物H−1および化合物H−2の合計の濃度は5.0wt%であった。また、化合物D−1、化合物H−1および化合物H−2の重量比は、(化合物D−1):(化合物H−1):(化合物H−2)=1:10:10であった。 The total concentration of Compound D-1, Compound H-1, and Compound H-2 in the composition for organic electroluminescent elements was 5.0 wt%. The weight ratio of Compound D-1, Compound H-1 and Compound H-2 was (Compound D-1) :( Compound H-1) :( Compound H-2) = 1: 10: 10. .
有機電界発光素子用組成物中の正孔輸送性材料の化合物H−1のイオン化ポテンシャルは−5.8eVで絶対値Ip(H)は5.8であり、化合物H−2のイオン化ポテンシャルは−6.0eVで絶対値Ip(H)は6.0であった。従って、式(1)のIp(H)としては、化合物H−1の値を採用する。また、発光材料の化合物D−1のイオン化ポテンシャルは−5.4eVで絶対値Ip(D)は5.4であった。また、C(D)は0.048であり、前記式(1)の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)は8.33であった。 The ionization potential of the compound H-1 of the hole transporting material in the composition for organic electroluminescence device is −5.8 eV, the absolute value Ip (H) is 5.8, and the ionization potential of the compound H-2 is − The absolute value Ip (H) was 6.0 eV at 6.0 eV. Therefore, the value of compound H-1 is adopted as Ip (H) in formula (1). Further, the ionization potential of the light-emitting material compound D-1 was −5.4 eV and the absolute value Ip (D) was 5.4. C (D) was 0.048, and {Ip (H) -Ip (D)} / C (D) in the formula (1) was 8.33.
該有機電界発光素子用組成物を正孔輸送層4上に、スピナ回転数1000rpm、スピナ回転時間30秒でスピンコートした。その後、130℃で、60分間、加熱して乾燥させた。
以上の操作により、膜厚50nmの均一な発光層5の薄膜が形成された。
The composition for organic electroluminescence device was spin-coated on the hole transport layer 4 at a spinner rotation speed of 1000 rpm and a spinner rotation time of 30 seconds. Then, it heated and dried at 130 degreeC for 60 minutes.
The thin film of the uniform light emitting layer 5 with a film thickness of 50 nm was formed by the above operation.
次いで、形成された発光層5上に、真空蒸着法により正孔阻止層6として以下に示す化合物HB−1を膜厚10nmとなるように形成した。 Next, a compound HB-1 shown below was formed as a hole blocking layer 6 on the formed light emitting layer 5 by a vacuum deposition method so as to have a film thickness of 10 nm.
次いで、形成された正孔阻止層6上に、真空蒸着法により電子輸送層7として以下に示す化合物ET−1を膜厚30nmとなるように形成した。 Next, a compound ET-1 shown below was formed as an electron transport layer 7 on the formed hole blocking layer 6 so as to have a film thickness of 30 nm by a vacuum deposition method.
次いで、形成された電子輸送層7上に、真空蒸着法により電子注入層8としてフッ化リチウム(LiF)を膜厚0.5nmに、陰極9としてアルミニウムを膜厚80nmとなるように、陽極2と直交する2mm幅のストライプ状に形成した。
Next, on the formed electron transport layer 7, the
以上の様にして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。 As described above, an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm × 2 mm was obtained.
この素子からは、ELピーク波長512nmの緑色発光が得られることを確認した。
この素子を用い、室温条件下、初期輝度4000cd/m2で定電流駆動の駆動試験を実施した結果、正面輝度が半減するまでに要した時間(輝度半減寿命)は500時間と長寿命であり、正面輝度1000cd/m2時の電流効率は26.5cd/Aと高い値を示した。
結果を表1に示す。
It was confirmed that green light emission with an EL peak wavelength of 512 nm was obtained from this device.
Using this element, a constant current drive test was performed at room temperature under an initial luminance of 4000 cd / m 2. As a result, the time required to reduce the front luminance by half (luminance half-life) was 500 hours and a long lifetime. The current efficiency at a front luminance of 1000 cd / m 2 was a high value of 26.5 cd / A.
The results are shown in Table 1.
[比較例1]
発光層5を形成する際に用いた有機電界発光素子用組成物に含有される正孔輸送性材料として化合物H−1を用いず、発光材料(化合物D−1)と正孔輸送性材料(化合物H−2)の重量比を、(化合物D−1):(化合物H−2)=1:20としたこと以外は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[Comparative Example 1]
The compound H-1 is not used as the hole transporting material contained in the composition for organic electroluminescent elements used when forming the light emitting layer 5, and the light emitting material (compound D-1) and the hole transporting material ( An organic electroluminescent element was produced in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of Compound H-2) was (Compound D-1) :( Compound H-2) = 1: 20.
正孔輸送性材料の化合物H−2イオン化ポテンシャルの絶対値Ip(H)は6.0である。有機電界発光素子用組成物について計算される前述の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)の値は12.50であった。 The absolute value Ip (H) of the compound H-2 ionization potential of the hole transporting material is 6.0. The value of {Ip (H) -Ip (D)} / C (D) calculated for the composition for organic electroluminescence device was 12.50.
この素子からは、ELピーク波長513nmの緑色発光が得られることを確認した。
この素子を用い、室温条件下、初期輝度4000cd/m2で定電流駆動の駆動試験を実施した結果、正面輝度が半減するまでに要した時間(輝度半減寿命)は42時間と非常に短く、正面輝度1000cd/m2時の電流効率も19.3cd/Aと低かった。
結果を表1に示す。
From this element, it was confirmed that green light emission with an EL peak wavelength of 513 nm was obtained.
As a result of performing a constant current drive driving test at room temperature under an initial luminance of 4000 cd / m 2 using this element, the time required for the front luminance to be halved (luminance half-life) is as extremely short as 42 hours. The current efficiency at a front luminance of 1000 cd / m 2 was also as low as 19.3 cd / A.
The results are shown in Table 1.
[実施例2]
発光層5を形成する際に用いた有機電界発光素子用組成物に含有される発光材料(化合物D−1)と正孔輸送性材料(化合物H−1および化合物H−2)の重量比を、(化合物D−1):(化合物H−1):(化合物H−2)=1:15:5としたこと以外は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[Example 2]
The weight ratio of the light emitting material (Compound D-1) and the hole transporting material (Compound H-1 and Compound H-2) contained in the composition for organic electroluminescent elements used when forming the light emitting layer 5 is determined. (Compound D-1) :( Compound H-1) :( Compound H-2) = 1: 15: An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1, except that the ratio was 1: 15: 5.
有機電界発光素子用組成物について計算される前述の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)の値は実施例1と同様に8.33であった。 The value of {Ip (H) −Ip (D)} / C (D) calculated for the composition for an organic electroluminescence device was 8.33 as in Example 1.
この素子からは、ELピーク波長512nmの緑色発光が得られることを確認した。
この素子を用い、室温条件下、初期輝度4000cd/m2で定電流駆動の駆動試験を実施した結果、正面輝度が半減するまでに要した時間(輝度半減寿命)は497時間、正面輝度1000cd/m2時の電流効率は33.1cd/Aと、実施例1と同様に長寿命かつ高効率であり、得られる有機電界発光素子の寿命及び効率は正孔輸送性材料H−1およびH−2の組成比によらず、本発明の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)の値に依存することが分かった。
結果を表1に示す。
It was confirmed that green light emission with an EL peak wavelength of 512 nm was obtained from this device.
Using this element, a constant current drive test was performed at room temperature under an initial luminance of 4000 cd / m 2. As a result, the time required to reduce the front luminance by half (luminance half-life) was 497 hours, and the front luminance was 1000 cd / m. The current efficiency at m 2 is 33.1 cd / A, which is long and high in the same manner as in Example 1. The lifetime and efficiency of the obtained organic electroluminescent element are the hole transport materials H-1 and H−. Regardless of the composition ratio of 2, it was found to depend on the value of {Ip (H) -Ip (D)} / C (D) of the present invention.
The results are shown in Table 1.
[実施例3]
発光層5を形成する際に用いた有機電界発光素子用組成物に含有される発光材料(化合物D−1)と正孔輸送性材料(化合物H−1および化合物H−2)の重量比を、(化合物D−1):(化合物H−1):(化合物H−2)=1:5:15としたこと以外は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[Example 3]
The weight ratio of the light emitting material (Compound D-1) and the hole transporting material (Compound H-1 and Compound H-2) contained in the composition for organic electroluminescent elements used when forming the light emitting layer 5 is determined. , (Compound D-1): (Compound H-1): (Compound H-2) = 1: 5: 15 An organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1, except that the ratio was 1: 5: 15.
有機電界発光素子用組成物について計算される前述の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)の値は実施例1と同様に8.33であった。 The value of {Ip (H) −Ip (D)} / C (D) calculated for the composition for an organic electroluminescence device was 8.33 as in Example 1.
この素子からは、ELピーク波長512nmの緑色発光が得られることを確認した。
この素子を用い、室温条件下、初期輝度4000cd/m2で定電流駆動の駆動試験を実施した結果、正面輝度が半減するまでに要した時間(輝度半減寿命)は504時間、正面輝度1000cd/m2時の電流効率は30.6cd/Aと、実施例1と同様に長寿命かつ高効率であり、得られる有機電界発光素子の寿命及び効率は正孔輸送性材料H−1およびH−2の組成比によらず、本発明の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)の値に依存することが分かった。
これらの結果を、表1に示す。
It was confirmed that green light emission with an EL peak wavelength of 512 nm was obtained from this device.
As a result of conducting a constant current drive driving test at room temperature under an initial luminance of 4000 cd / m 2 using this element, the time required to reduce the front luminance by half (luminance half-life) was 504 hours, and the front luminance was 1000 cd / m. The current efficiency at m 2 is 30.6 cd / A, which is long and high in the same manner as in Example 1. The lifetime and efficiency of the organic electroluminescent element obtained are the hole transport materials H-1 and H− Regardless of the composition ratio of 2, it was found to depend on the value of {Ip (H) -Ip (D)} / C (D) of the present invention.
These results are shown in Table 1.
[実施例4]
正孔輸送層4を形成する際に用いた高分子化合物HT−1の代わりに、下記の高分子化合物HT−2を使用したこと以外は、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[Example 4]
An organic electroluminescent element was produced in the same manner as in Example 1 except that the following polymer compound HT-2 was used instead of the polymer compound HT-1 used in forming the hole transport layer 4. did.
有機電界発光素子用組成物について計算される前述の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)の値は実施例1と同様に8.33であった。 The value of {Ip (H) −Ip (D)} / C (D) calculated for the composition for an organic electroluminescence device was 8.33 as in Example 1.
この素子からは、ELピーク波長511nmの緑色発光が得られることを確認した。
この素子を用い、室温条件下、初期輝度4000cd/m2で定電流駆動の駆動試験を実施した結果、正面輝度が半減するまでに要した時間(輝度半減寿命)は507時間、正面輝度1000cd/m2時の電流効率は31.8cd/Aと、実施例1と同様に長寿命かつ高効率であり、得られる有機電界発光素子の寿命及び効率は正孔輸送性材料H−1およびH−2の組成比によらず、本発明の{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)の値に依存することが分かった。
It was confirmed that green light emission having an EL peak wavelength of 511 nm was obtained from this device.
Using this element, a constant current drive test was performed at room temperature under an initial luminance of 4000 cd / m 2. As a result, the time required to reduce the front luminance by half (luminance half-life) was 507 hours, and the front luminance was 1000 cd / m. The current efficiency at m 2 is 31.8 cd / A, which is long and high in the same manner as in Example 1. The lifetime and efficiency of the organic electroluminescent device obtained are the hole transporting materials H-1 and H- Regardless of the composition ratio of 2, it was found to depend on the value of {Ip (H) -Ip (D)} / C (D) of the present invention.
これらの結果を、表1に示す。
表1には、用いた化合物の種類およびイオン化ポテンシャルの絶対値と、式(1):{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)の値を示す。
These results are shown in Table 1.
Table 1 shows the types of compounds used and the absolute value of the ionization potential and the value of the formula (1): {Ip (H) -Ip (D)} / C (D).
以上の結果から、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて、長寿命で高効率な有機電界発光素子を実現することができることが分かる。 From the above results, it can be seen that a long-life and high-efficiency organic electroluminescence device can be realized using the composition for organic electroluminescence device of the present invention.
1 基板
2 陽極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 正孔阻止層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極
DESCRIPTION OF
Claims (5)
2種以上の有機電界発光素子材料および溶剤を含有する有機電界発光素子用組成物であって、
該有機電界発光素子材料のうち、少なくとも1種は発光材料、少なくとも1種は正孔輸送性材料であり、下記式(1)を満たす有機電界発光素子用組成物(ただし、該有機電界発光素子用組成物中に、正孔輸送性材料に該当する有機電界発光素子材料が2種類以上ある場合、これら2種以上の正孔輸送性材料のうち、イオン化ポテンシャルの絶対値が小さい材料が下記式(1)を満たし、該有機電界発光素子用組成物中に発光材料が2種以上ある場合、各々の発光材料が下記式(1)を満たす。)を用いて形成された有機薄膜であり、
該発光層に隣接して正孔輸送層を有し、該正孔輸送層が湿式成膜法で形成された層であり、
該正孔輸送層材料が、重量平均分子量が1000以上、1000000以下の芳香族三級アミン化合物であり、
該正孔輸送層が、下記式(U1)または(U2)で表される構造を有する、熱による構造変換型化合物を用いて形成された層であることを特徴とする有機電界発光素子。
0≦{Ip(H)−Ip(D)}/C(D)≦10 ・・・(1)
(式(1)中、Ip(H)、Ip(D)およびC(D)はそれぞれ以下の通り定義される。
Ip(H):該組成物中に含有される正孔輸送性材料のイオン化ポテンシャルの絶対値
Ip(D):該組成物中に含有される、発光材料のイオン化ポテンシャルの絶対値
C(D):該組成物中に含有される全固形分の含有量に対する、発光材料の含有重量比)
S1、S2、R1〜R6は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基、置換基を有していてもよい芳香族複素環基、置換基を有していてもよいアラルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアミノ基、置換基を有していてもよいへテロアリールアミノ基または置換基を有していてもよいアシルアミノ基を表す。
式(U2)中、環B0は熱解離可溶性基が結合する芳香族炭化水素環を表す。該芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。また、該置換基同士が直接または2価の連結基を介して環を形成していてもよい。
S11〜S14、R11〜R16は、それぞれ独立に、上記S1、S2、R1〜R6として示したものと同様である。) In an organic electroluminescent device having a light emitting layer between an anode and a cathode, the light emitting layer comprises:
A composition for an organic electroluminescent device comprising two or more organic electroluminescent device materials and a solvent,
Among the organic electroluminescent element materials, at least one is a luminescent material, at least one is a hole transporting material, and the composition for organic electroluminescent elements satisfying the following formula (1) (however, the organic electroluminescent element) In the composition for use, when there are two or more organic electroluminescent element materials corresponding to the hole transporting material, a material having a small absolute value of ionization potential among these two or more hole transporting materials is represented by the following formula: When the organic electroluminescent device composition satisfies (1) and there are two or more luminescent materials, each luminescent material satisfies the following formula (1)):
A hole transport layer adjacent to the light emitting layer, the hole transport layer is a layer formed by a wet film formation method;
The hole transport layer material is an aromatic tertiary amine compound having a weight average molecular weight of 1,000 or more and 1,000,000 or less,
The organic electroluminescent device, wherein the hole transport layer is a layer formed by using a heat-converted compound having a structure represented by the following formula (U1) or (U2).
0 ≦ {Ip (H) −Ip (D)} / C (D) ≦ 10 (1)
(In formula (1), Ip (H), Ip (D) and C (D) are defined as follows.
Ip (H): absolute value of ionization potential of hole transporting material contained in the composition Ip (D): absolute value of ionization potential of light-emitting material contained in the composition C (D) : The content weight ratio of the light-emitting material to the total solid content in the composition)
S 1 , S 2 and R 1 to R 6 are each independently a hydrogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group which may have a substituent, an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent, An aromatic heterocyclic group which may have a substituent, an aralkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryloxy which may have a substituent A group, an acyl group which may have a substituent, an alkenyl group which may have a substituent, an alkynyl group which may have a substituent, an acyloxy group which may have a substituent, It represents an arylamino group which may have a substituent, a heteroarylamino group which may have a substituent, or an acylamino group which may have a substituent.
In formula (U2), ring B 0 represents an aromatic hydrocarbon ring to which a thermally dissociable soluble group is bonded. The aromatic hydrocarbon ring may have a substituent. Further, the substituents may form a ring directly or via a divalent linking group.
S 11 to S 14 and R 11 to R 16 are each independently the same as those shown as S 1 , S 2 , and R 1 to R 6 . )
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