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JP2008071993A - Light-emitting element - Google Patents

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JP2008071993A
JP2008071993A JP2006250458A JP2006250458A JP2008071993A JP 2008071993 A JP2008071993 A JP 2008071993A JP 2006250458 A JP2006250458 A JP 2006250458A JP 2006250458 A JP2006250458 A JP 2006250458A JP 2008071993 A JP2008071993 A JP 2008071993A
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JP
Japan
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light
light emitting
derivatives
emitting device
layer
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Pending
Application number
JP2006250458A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Arai
猛 新井
Takeshi Tominaga
剛 富永
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
Application filed by Toray Industries Inc filed Critical Toray Industries Inc
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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting element which is usable in the fields of display elements, flat panel displays, backlights, illuminations, interior, signs, signboards, electronic cameras, optical signal generators, etc., requires low drive voltage, and has a long life. <P>SOLUTION: The light-emitting element includes a light-emitting layer which contains a light-emitting material and an aromatic amine having hole transportability, and an electron transporting layer which is made of an element selected from elements of carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus and contains a compound composed of a heteroaryl ring structure containing an electron-accepting nitrogen. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、蛍光色素や正孔輸送剤として有用な芳香族アミンを用いた発光素子であって、表示素子、フラットパネルディスプレイ、バックライト、照明、インテリア、標識、看板、電子写真機および光信号発生器などの分野に利用可能な発光素子に関する。   The present invention relates to a light emitting device using an aromatic amine useful as a fluorescent dye or a hole transport agent, and includes a display device, a flat panel display, a backlight, illumination, an interior, a sign, a signboard, an electrophotographic machine, and an optical signal. The present invention relates to a light-emitting element that can be used in fields such as a generator.

陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔が両極に挟まれた有機発光体内で再結合する際に発光するという有機薄膜発光素子の研究が、近年活発に行われている。この発光素子は、薄型でかつ低駆動電圧下での高輝度発光と、発光材料を選ぶことによる多色発光が特徴であり、注目を集めている。   In recent years, research on organic thin-film light-emitting devices that emit light when electrons injected from a cathode and holes injected from an anode are recombined in an organic light-emitting body sandwiched between both electrodes has been actively conducted. This light-emitting element is characterized by thin light emission with high luminance under a low driving voltage and multicolor light emission by selecting a light-emitting material.

この研究は、イーストマンコダック社のC.W.Tangらによって有機薄膜発光素子が高輝度に発光することが示されて以来、多くの研究機関が検討を行っている。コダック社の研究グループが提示した有機薄膜発光素子の代表的な構成は、ITOガラス基板上に正孔輸送性のジアミン化合物、発光層であるトリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)、そして陰極としてMg:Ag(合金)を順次設けたものであり、10V程度の駆動電圧で1,000cd/mの緑色発光が可能であった(非特許文献1参照)。 This study was conducted by Eastman Kodak's C.I. W. Since Tang et al. Have shown that organic thin-film light-emitting elements emit light with high brightness, many research institutions have studied. The representative structure of the organic thin film light emitting device presented by the Kodak research group is a hole transporting diamine compound on an ITO glass substrate, tris (8-quinolinolato) aluminum (III) as a light emitting layer, and a cathode. Mg: Ag (alloy) was sequentially provided, and green light emission of 1,000 cd / m 2 was possible with a driving voltage of about 10 V (see Non-Patent Document 1).

また、有機薄膜発光素子は、発光層に種々の蛍光材料を用いることにより、多様な発光色を得ることが可能であることから、ディスプレイなどへの実用化研究が盛んである。三原色の発光材料の中では緑色発光材料の研究が最も進んでおり、現在は赤色発光材料と青色発光材料において、特性向上を目指して鋭意研究がなされている。   In addition, organic thin-film light-emitting elements can be obtained in various emission colors by using various fluorescent materials for the light-emitting layer, and therefore, researches for practical application to displays and the like are actively conducted. Among the three primary color luminescent materials, research on the green luminescent material is the most advanced, and at present, intensive research is being conducted to improve the characteristics of the red and blue luminescent materials.

有機薄膜発光素子における発光特性向上の方法としては、発光層内でおこなわれる電子と正孔の再結合を促進することが挙げられる。このためには素子内での電子、正孔各々の輸送能を上げ、かつ発光層内における正孔・電子のバランスを保つことが重要であり、これによって発光効率、駆動電圧、寿命などに代表される発光特性の向上が期待できる。   As a method for improving the light emission characteristics in the organic thin film light emitting element, promotion of recombination of electrons and holes performed in the light emitting layer can be mentioned. For this purpose, it is important to increase the transport ability of electrons and holes in the device, and to maintain the balance of holes and electrons in the light emitting layer, which is representative of luminous efficiency, driving voltage, lifetime, etc. It is expected that the emission characteristics will be improved.

このような観点から、例えば発光層にキャリア移動を補完するアシストドーパントを用いた技術(特許文献1参照)が知られているが、電子輸送層に電子輸送能の低いトリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)が用いられており、駆動電圧が高く、十分な効果が得られない。一方、電子輸送能の高い電子輸送層として、オキサジアゾール誘導体(特許文献2参照)、シラシクロペンタジエン誘導体(特許文献3参照)、およびフェナントロリン誘導体(特許文献4参照)を用いる例が知られており、駆動電圧の低減効果は有するものの、寿命が短くなる傾向がある。これは、電子輸送能の高い電子輸送材料を用いると、発光層内における正孔・電子のバランスを保つことが困難なためであり、従来から知られている発光材料を発光層に用いるだけでは、低駆動電圧と長寿命の両立が実現できない。
特開2005−108726号公報 特開平8−193075号公報 特開平9−87616号公報 特開2004−281390号公報 アプライド フィジックス レターズ(Applied Physics Letters)(米国)1987年、51巻、12号、913〜915頁
From such a viewpoint, for example, a technique using an assist dopant that complements carrier movement in the light-emitting layer (see Patent Document 1) is known, but tris (8-quinolinolato) aluminum having a low electron transporting ability is used in the electron transport layer. (III) is used, and the driving voltage is high, and a sufficient effect cannot be obtained. On the other hand, examples of using an oxadiazole derivative (see Patent Document 2), a silacyclopentadiene derivative (see Patent Document 3), and a phenanthroline derivative (see Patent Document 4) as an electron transport layer having a high electron transport capability are known. However, although it has an effect of reducing the driving voltage, the life tends to be shortened. This is because it is difficult to maintain a balance between holes and electrons in the light emitting layer when using an electron transporting material having a high electron transporting ability. By simply using a conventionally known light emitting material for the light emitting layer, It is impossible to achieve both low driving voltage and long life.
JP 2005-108726 A JP-A-8-193075 JP-A-9-87616 JP 2004-281390 A Applied Physics Letters (USA) 1987, 51, 12, 913-915

そこで本発明は、かかる従来技術の問題を解決し、低駆動電圧でかつ長寿命の発光素子を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to solve such problems of the prior art and to provide a light emitting element having a low driving voltage and a long lifetime.

本発明は、陽極と陰極の間に少なくとも発光層と電子輸送層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、発光層が発光材料と正孔輸送性の芳香族アミンを含み、また、電子輸送層が、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、かつ電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造からなる化合物を含有することを特徴とする発光素子である。   The present invention is a light-emitting element in which at least a light-emitting layer and an electron transport layer exist between an anode and a cathode and emits light by electric energy, the light-emitting layer contains a light-emitting material and a hole-transporting aromatic amine, And an electron transport layer containing a compound composed of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus and having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen. It is an element.

本発明によれば、低駆動電圧、長寿命の発光素子が得られる。   According to the present invention, a light emitting device having a low driving voltage and a long lifetime can be obtained.

本発明における発光素子の実施形態について例をあげて説明する。本発明の発光素子は、少なくとも陽極と陰極、およびそれら陽極と陰極との間に介在する発光素子材料を含む有機層とで構成されている。   Embodiments of the light emitting device according to the present invention will be described with examples. The light emitting device of the present invention is composed of at least an anode and a cathode, and an organic layer containing a light emitting device material interposed between the anode and the cathode.

本発明で用いられる陽極は、正孔を有機層に効率よく注入できる材料であれば特に限定されないが、比較的仕事関数の大きい材料を用いるのが好ましく、例えば、酸化錫、酸化インジウム、酸化亜鉛インジウム、酸化錫インジウム(ITO)などの導電性金属酸化物、あるいは金、銀、クロムなどの金属、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリチオフェン、ポリピロールおよびポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが挙げられる。これらの電極材料は、単独で用いてもよいが、複数の材料を積層または混合して用いてもよい。   The anode used in the present invention is not particularly limited as long as it can efficiently inject holes into the organic layer, but it is preferable to use a material having a relatively large work function. For example, tin oxide, indium oxide, zinc oxide Conductive metal oxides such as indium and indium tin oxide (ITO), metals such as gold, silver and chromium, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, conductive polymers such as polythiophene, polypyrrole and polyaniline, etc. Is mentioned. These electrode materials may be used alone, or a plurality of materials may be laminated or mixed.

陽極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよく、発光素子の消費電力の点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、300Ω/□以下のITO基板であれば素子電極として機能するが、現在では10Ω/□程度の基板の供給も可能になっていることから、100Ω/□以下の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ITOの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常100〜300nmの間で用いられることが多い。   The resistance of the anode is not limited as long as a current sufficient for light emission of the light emitting element can be supplied. For example, an ITO substrate of 300Ω / □ or less functions as an element electrode, but since it is now possible to supply a substrate of about 10Ω / □, use a low-resistance product of 100Ω / □ or less. Is particularly desirable. The thickness of ITO can be arbitrarily selected according to the resistance value, but is usually used in a range of 100 to 300 nm.

また、発光素子の機械的強度を保つために、発光素子を基板上に形成することが好ましい。基板は、ソーダガラスや無アルカリガラスなどのガラス基板が好適に用いられる。ガラス基板の厚みは、機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、0.5mm以上あれば十分である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、SiOなどのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することもできる。さらに、陽極が安定に機能するのであれば、基板はガラスである必要はなく、例えば、プラスチック基板上に陽極を形成しても良い。ITO膜形成方法は、電子線ビーム法、スパッタリング法および化学反応法など特に制限を受けるものではない。 In order to maintain the mechanical strength of the light emitting element, the light emitting element is preferably formed over a substrate. As the substrate, a glass substrate such as soda glass or non-alkali glass is preferably used. As the thickness of the glass substrate, it is sufficient that the thickness is sufficient to maintain the mechanical strength. The glass material is preferably alkali-free glass because it is better to have less ions eluted from the glass, but soda lime glass with a barrier coat such as SiO 2 is also available on the market. it can. Furthermore, if the anode functions stably, the substrate does not have to be glass. For example, the anode may be formed on a plastic substrate. The ITO film forming method is not particularly limited, such as an electron beam method, a sputtering method, and a chemical reaction method.

本発明で用いられる陰極に用いられる材料は、電子を有機層に効率良く注入できる物質であれば特に限定されないが、一般に白金、金、銀、銅、鉄、錫、亜鉛、アルミニウム、インジウム、クロム、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウムおよびマグネシウムならびにこれらの合金などが挙げられる。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は、一般に大気中で不安定であることが多いため、有機層に微量のリチウムやマグネシウムをドーピングまたは積層(真空蒸着の膜厚計表示で1nm以下)して安定性の高い電極を得る方法が好ましい例として挙げることができる。また、フッ化リチウムのような無機塩の使用も可能である。更に、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、錫、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、シリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などの有機高分子化合物を積層することが、好ましい例として挙げられる。これらの電極の作製法は、抵抗加熱、電子線ビーム、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。   The material used for the cathode used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance that can efficiently inject electrons into the organic layer, but is generally platinum, gold, silver, copper, iron, tin, zinc, aluminum, indium, chromium. Lithium, sodium, potassium, cesium, calcium and magnesium, and alloys thereof. Lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, magnesium, or alloys containing these low work function metals are effective for increasing the electron injection efficiency and improving device characteristics. However, since these low work function metals are generally unstable in the atmosphere, they are stable by doping or laminating a small amount of lithium or magnesium in the organic layer (1 nm or less in the vacuum vapor deposition thickness gauge display). A preferred example is a method for obtaining a highly conductive electrode. Also, an inorganic salt such as lithium fluoride can be used. Furthermore, for electrode protection, metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum and indium, or alloys using these metals, inorganic substances such as silica, titania and silicon nitride, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride Lamination of organic polymer compounds such as hydrocarbon polymer compounds is a preferred example. The method for producing these electrodes is not particularly limited as long as conduction can be achieved, such as resistance heating, electron beam, sputtering, ion plating, and coating.

本発明の発光素子を構成する有機層は、発光素子材料からなる少なくとも発光層と電子輸送層から構成される。有機層の構成例は、発光層と電子輸送層からなる構成の他に、正孔輸送層/発光層/電子輸送層などの積層構成が挙げられる。また、上記各層は、それぞれ単一層、複数層のいずれでもよい。正孔輸送層および電子輸送層が複数層を有する場合、電極に接する側の層をそれぞれ正孔注入層および電子注入層と呼ぶことがあるが、以下の説明では正孔注入材料は正孔輸送材料に、電子注入材料は電子輸送材料にそれぞれ含まれる。   The organic layer constituting the light emitting device of the present invention comprises at least a light emitting layer and an electron transport layer made of a light emitting device material. Examples of the configuration of the organic layer include a stacked configuration such as a hole transport layer / a light-emitting layer / an electron transport layer in addition to a configuration including a light-emitting layer and an electron transport layer. Each of the layers may be a single layer or a plurality of layers. When the hole transport layer and the electron transport layer have a plurality of layers, the layers in contact with the electrodes may be referred to as a hole injection layer and an electron injection layer, respectively. In the material, the electron injection material is included in the electron transport material.

正孔輸送層は、正孔輸送材料の一種または二種以上を積層または混合する方法、もしくは、正孔輸送材料と高分子結着剤の混合物を用いる方法により形成される。また、正孔輸送材料に塩化鉄(III)のような無機塩を添加して正孔輸送層を形成してもよい。正孔輸送材料は、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。例えば、4,4’−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、ビス(N−アリルカルバゾール)またはビス(N−アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましい。   The hole transport layer is formed by a method of laminating or mixing one or more hole transport materials or a method using a mixture of a hole transport material and a polymer binder. Alternatively, the hole transport layer may be formed by adding an inorganic salt such as iron (III) chloride to the hole transport material. The hole transport material is not particularly limited as long as it is a compound that forms a thin film necessary for manufacturing a light emitting element, can inject holes from the anode, and can further transport holes. For example, 4,4′-bis (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) biphenyl, 4,4′-bis (N- (1-naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl, 4,4 Triphenylamine derivatives such as', 4 "-tris (3-methylphenyl (phenyl) amino) triphenylamine, biscarbazole derivatives such as bis (N-allylcarbazole) or bis (N-alkylcarbazole), pyrazoline derivatives, Heterocyclic compounds such as stilbene compounds, hydrazone compounds, benzofuran derivatives, thiophene derivatives, oxadiazole derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, and polymers, polycarbonates, styrene derivatives, polythiophene, polyaniline having the above monomers in the side chain , Polyfluorene, poly Such alkenyl carbazole and polysilane are preferred.

本発明において、発光層は発光材料と正孔輸送性を有する芳香族アミンにより形成される。正孔輸送性を有する芳香族アミンを発光材料と共に用いることで、発光層内の正孔輸送能を発光材料単独の場合よりも向上させることができる。その結果、高い電子輸送能を有する電子輸送材料からなる電子輸送層と組み合わせることで、発光層内の正孔、電子のバランスを保つことができ、長寿命発光が可能となる。また、そのバランスが、高い正孔・電子輸送能を維持したまま実現されることから、低駆動電圧と長寿命の両立が可能となる。   In the present invention, the light emitting layer is formed of a light emitting material and an aromatic amine having a hole transporting property. By using an aromatic amine having a hole transporting property together with a light emitting material, the hole transporting ability in the light emitting layer can be improved as compared with the case of the light emitting material alone. As a result, by combining with an electron transport layer made of an electron transport material having a high electron transport capability, the balance of holes and electrons in the light-emitting layer can be maintained, and long-life light emission becomes possible. In addition, since the balance is realized while maintaining a high hole / electron transport capability, it is possible to achieve both a low driving voltage and a long life.

発光材料は単一の材料でも複数の材料(ホスト材料、ドーパント材料)の混合物であってもよいが、効率、色純度、寿命の観点から膜形成、正孔・電子輸送、発光の機能を分離できるホスト材料とドーパント材料との混合物の方が好ましい。すなわち、本発明の発光素子では、ホスト材料、ドーパント材料のいずれか一種類のみが発光してもよいし、ホスト材料とドーパント材料がともに発光しても良い。ホスト材料、ドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料は発光層の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれでもよい。ドーパント材料の量は、多すぎると濃度消光現象が起きるため、ホスト材料に対して20重量%以下で用いることが好ましく、さらに好ましくは10重量%以下である。ドーパント材料のドーピング方法は、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着しても良い。   The light-emitting material may be a single material or a mixture of multiple materials (host material, dopant material), but separates the functions of film formation, hole / electron transport, and light emission from the viewpoints of efficiency, color purity, and lifetime. Preferred is a mixture of a host material and a dopant material that can be formed. That is, in the light emitting device of the present invention, only one of the host material and the dopant material may emit light, or both the host material and the dopant material may emit light. Each of the host material and the dopant material may be one kind or a plurality of combinations. The dopant material may be included in the entire light emitting layer, or may be partially included. If the amount of the dopant material is too large, a concentration quenching phenomenon occurs, so that it is preferably used at 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less with respect to the host material. The dopant material can be formed by a co-evaporation method with the host material, but it may be pre-mixed with the host material and then simultaneously deposited.

さらに、発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、各層の発光材料はホスト材料とドーパント材料との混合物、ホスト材料単独、のいずれでもよい。   Further, the light emitting layer may be either a single layer or a plurality of layers, and the light emitting material of each layer may be a mixture of a host material and a dopant material, or a host material alone.

単一の発光材料もしくはホスト材料は、高い発光能を有するとともに、正孔輸送層あるいは直接陽極から受けとった正孔と、電子輸送層から受け取った電子を効率よく再結合させることが必要である。   A single light-emitting material or host material has a high light-emitting ability, and it is necessary to efficiently recombine holes received from the hole transport layer or the direct anode and electrons received from the electron transport layer.

このような条件を満たす材料として、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、ペリレン、クリセンなどの縮合環誘導体、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)を始めとする金属キレート化オキシノイド化合物、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、クマリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ピロロピロール誘導体、シロール誘導体、ペリノン誘導体、カルバゾール誘導体ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体などがあげられる。   Materials satisfying such conditions include fused ring derivatives such as anthracene, phenanthrene, pyrene, perylene, chrysene, metal chelated oxinoid compounds such as tris (8-quinolinolato) aluminum (III), benzoxazole derivatives, benzthiazole Derivatives, thiadiazole derivatives, thiophene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, cyclopentadiene derivatives, oxadiazole derivatives, bisstyryl derivatives such as bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives, coumarin derivatives, pyrrolopyridine derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, silole derivatives, For perinone derivatives and carbazole derivative polymers, polyphenylene vinylene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polyfluorene derivatives, Carbazole derivatives and polythiophene derivatives.

またドーパント材料を含む場合、発光材料に添加するドーパント材料は、量子収率が高く、しかも濃度消光を起こしにくいことが望ましい。さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが要求される。   When a dopant material is included, it is desirable that the dopant material added to the light emitting material has a high quantum yield and does not easily cause concentration quenching. Furthermore, it is required to be a substance that is excellent in stability and is unlikely to generate trapping impurities during manufacturing and use.

このような条件を満たす物質として、従来から蛍光材料として知られているナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデンなどのアリール環を有する化合物やその誘導体、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、9−シラフルオレン、9,9’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどのヘテロアリール環を有する化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、アミノスチリル誘導体、芳香族アセチレン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、クマリン誘導体、ピロメテン誘導体およびその金属錯体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体および4,4’−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルに代表される芳香族アミン誘導体などが挙げられるが、これに限定されるものではない。   As substances satisfying such conditions, compounds having an aryl ring such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, triphenylene, perylene, fluorene, indene and derivatives thereof, which are conventionally known as fluorescent materials, furan, pyrrole, thiophene, Heteroaryl rings such as silole, 9-silafluorene, 9,9'-spirobisilafluorene, benzothiophene, benzofuran, indole, dibenzothiophene, dibenzofuran, imidazopyridine, phenanthroline, pyrazine, naphthyridine, quinoxaline, pyrrolopyridine, thioxanthene Compounds and derivatives thereof, distyrylbenzene derivatives, aminostyryl derivatives, aromatic acetylene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, stilbene derivatives, aldadi Derivatives, coumarin derivatives, pyromethene derivatives and metal complexes thereof, azole derivatives such as imidazole, thiazole, thiadiazole, carbazole, oxazole, oxadiazole, triazole and metal complexes thereof, and 4,4′-bis (N- (3-methylphenyl) An aromatic amine derivative typified by (-)-N-phenylamino) biphenyl, and the like, but is not limited thereto.

また、ドーパント材料としては上記蛍光材料だけでなく、燐光性材料も好ましく用いられる。具体的には、ポルフィリン白金錯体やトリス(2−フェニルピリジル)イリジウム錯体、トリス{2−(2−チオフェニル)ピリジル}イリジウム錯体、トリス{2−(2−ベンゾチオフェニル)ピリジル}イリジウム錯体、トリス(2−フェニルベンゾチアゾール)イリジウム錯体、トリス(2−フェニルベンゾオキサゾール)イリジウム錯体、トリスベンゾキノリンイリジウム錯体、ビス(2−フェニルピリジル)(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビス{2−(2−チオフェニル)ピリジル}イリジウム錯体、ビス{2−(2−ベンゾチオフェニル)ピリジル}(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビス(2−フェニルベンゾチアゾール)(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビス(2−フェニルベンゾオキサゾール)(アセチルアセトナート)イリジウム錯体、ビスベンゾキノリン(アセチルアセトナート)イリジウム錯体などがあげられる。   As the dopant material, not only the fluorescent material but also a phosphorescent material is preferably used. Specifically, porphyrin platinum complex, tris (2-phenylpyridyl) iridium complex, tris {2- (2-thiophenyl) pyridyl} iridium complex, tris {2- (2-benzothiophenyl) pyridyl} iridium complex, tris (2-phenylbenzothiazole) iridium complex, tris (2-phenylbenzoxazole) iridium complex, trisbenzoquinoline iridium complex, bis (2-phenylpyridyl) (acetylacetonato) iridium complex, bis {2- (2-thiophenyl) ) Pyridyl} iridium complex, bis {2- (2-benzothiophenyl) pyridyl} (acetylacetonato) iridium complex, bis (2-phenylbenzothiazole) (acetylacetonato) iridium complex, bis (2-phenylbenzooxa) Z Le) (acetylacetonato) iridium complex, bis benzoquinoline (acetylacetonate) iridium, etc. complex.

本発明で用いる芳香族アミンは発光層内の正孔輸送性を向上させることを目的として用いるものであり、正孔輸送性に優れ、発光材料との相互作用が小さいものから選ばれる。芳香族アミンの正孔輸送性の指標としてイオン化ポテンシャルがあるが、なかでも本発明では、芳香族アミンのイオン化ポテンシャルが発光材料のイオン化ポテンシャルよりも小さい芳香族アミンを用いることが好ましい。発光材料がホストおよびドーパントからなる場合には、芳香族アミンのイオン化ポテンシャルはキャリア輸送を担うホスト材料のイオン化ポテンシャルよりも小さいことが好ましい。   The aromatic amine used in the present invention is used for the purpose of improving hole transportability in the light emitting layer, and is selected from those having excellent hole transportability and small interaction with the light emitting material. Although there is an ionization potential as an index of the hole transport property of an aromatic amine, in the present invention, it is preferable to use an aromatic amine in which the ionization potential of the aromatic amine is smaller than the ionization potential of the light emitting material. When the light emitting material is composed of a host and a dopant, the ionization potential of the aromatic amine is preferably smaller than the ionization potential of the host material responsible for carrier transport.

イオン化ポテンシャルの絶対値は測定条件等により異なるが、本発明においては次のようにして得られた値を用いた。各材料の薄膜をITOガラス基板上に真空蒸着で作製し、大気雰囲気型紫外線光電子分析装置(AC−1、理研計器(株)製)によりイオン化ポテンシャルを測定した。   The absolute value of the ionization potential varies depending on the measurement conditions and the like, but in the present invention, the value obtained as follows was used. A thin film of each material was produced on an ITO glass substrate by vacuum deposition, and the ionization potential was measured with an atmospheric type ultraviolet photoelectron analyzer (AC-1, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.).

本発明で用いる芳香族アミンは、発光材料の発光能力に影響を及ぼさない程度に添加する。具体的には、単一の発光材料もしくはホスト材料に対して、50重量%以下であることが好ましく、更に好ましくは25重量%以下である。芳香族アミンの添加方法は上述の発光材料におけるドーパント材料と同様である。また、発光層が複数層からなる場合には、芳香族アミンは発光層の正孔輸送性を向上させるためのものであるから、少なくとも一層に含まれていればよい。   The aromatic amine used in the present invention is added to such an extent that it does not affect the light emitting ability of the light emitting material. Specifically, it is preferably 50% by weight or less, more preferably 25% by weight or less based on a single light emitting material or host material. The addition method of the aromatic amine is the same as that of the dopant material in the above light emitting material. Further, when the light emitting layer is composed of a plurality of layers, the aromatic amine is for improving the hole transport property of the light emitting layer, and therefore it should be contained in at least one layer.

このような芳香族アミンの例として、4,4’−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体などが挙げられるが、組み合わせる発光材料により相互作用の小さい適切な誘導体が選択される。また、本発明の芳香族アミンは可視光領域に蛍光を有する場合があり、その場合には発光材料と共に発光に寄与してもよい。   Examples of such aromatic amines include 4,4'-bis (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) biphenyl, 4,4'-bis (N- (1-naphthyl) -N- Phenylamino) biphenyl, triphenylamine derivatives such as 4,4 ′, 4 ″ -tris (3-methylphenyl (phenyl) amino) triphenylamine, and the like. Suitable derivatives having less interaction depending on the light-emitting material to be combined The aromatic amine of the present invention may have fluorescence in the visible light region, and in that case, it may contribute to light emission together with the light emitting material.

本発明における電子輸送層は、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、かつ電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造からなる化合物を含有する。   The electron transport layer in the present invention contains a compound composed of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus and having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen.

本発明における電子受容性窒素とは、隣接原子との間に多重結合を形成している窒素原子を表す。窒素原子が高い電子陰性度を有することから、該多重結合は電子受容的な性質を有する。それゆえ、電子受容性窒素を含むヘテロアリール環は、高い電子親和性を有し、電子輸送能に優れ、電子輸送層に用いることで発光素子の駆動電圧を低減できる。電子受容性窒素を含むヘテロアリール環としては、例えば、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、キノリン環、キノキサリン環、ナフチリジン環、ピリミドピリミジン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、イミダゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、チアゾール環、チアジアゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンズイミダゾール環、フェナンスロイミダゾール環などが挙げられる。
これらのヘテロアリール環を有する化合物としては、例えば、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、キノキサリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、ビピリジンやターピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、キノキサリン誘導体およびナフチリジン誘導体などが好ましい化合物として挙げられる。中でも、トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼンなどのベンズイミダゾール誘導体、1,3−ビス[(4−tert−ブチルフェニル)1,3,4−オキサジアゾリル]フェニレンなどのオキサジアゾール誘導体、N−ナフチル−2,5−ジフェニル−1,3,4−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソクプロインや1,3−ビス(1,10−フェナントロリン−9−イル)ベンゼンなどのフェナントロリン誘導体、2,2’−ビス(ベンゾ[h]キノリン−2−イル)−9,9’−スピロビフルオレンなどのベンゾキノリン誘導体、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などのビピリジン誘導体、1,3−ビス(4’−(2,2’:6’2”−ターピリジニル))ベンゼンなどのターピリジン誘導体、ビス(1−ナフチル)−4−(1,8−ナフチリジン−2−イル)フェニルホスフィンオキサイドなどのナフチリジン誘導体が、電子輸送能の点から好ましく用いられる。
The electron-accepting nitrogen in the present invention represents a nitrogen atom that forms a multiple bond with an adjacent atom. Since the nitrogen atom has a high electronegativity, the multiple bond has an electron accepting property. Therefore, a heteroaryl ring containing electron-accepting nitrogen has high electron affinity, excellent electron transport ability, and can be used for an electron transport layer to reduce the driving voltage of a light-emitting element. Examples of the heteroaryl ring containing an electron-accepting nitrogen include, for example, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a quinoline ring, a quinoxaline ring, a naphthyridine ring, a pyrimidopyrimidine ring, a benzoquinoline ring, a phenanthroline ring, an imidazole ring, an oxazole ring, Examples thereof include an oxadiazole ring, a triazole ring, a thiazole ring, a thiadiazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, a benzimidazole ring, and a phenanthrimidazole ring.
Examples of these compounds having a heteroaryl ring include benzimidazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzthiazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, pyrazine derivatives, phenanthroline derivatives, quinoxaline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinolines. Preferred examples include derivatives, oligopyridine derivatives such as bipyridine and terpyridine, quinoxaline derivatives, and naphthyridine derivatives. Among them, benzimidazole derivatives such as tris (N-phenylbenzimidazol-2-yl) benzene, oxadiazole derivatives such as 1,3-bis [(4-tert-butylphenyl) 1,3,4-oxadiazolyl] phenylene Triazole derivatives such as N-naphthyl-2,5-diphenyl-1,3,4-triazole, phenanthroline derivatives such as bathocuproin and 1,3-bis (1,10-phenanthroline-9-yl) benzene, 2,2 Benzoquinoline derivatives such as' -bis (benzo [h] quinolin-2-yl) -9,9'-spirobifluorene, 2,5-bis (6 '-(2', 2 "-bipyridyl))-1 Bipyridine derivatives such as 1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilole, 1,3-bis (4 ′-(2,2 ′: 6′2 ″ -terpi A terpyridine derivative such as lysinyl)) benzene and a naphthyridine derivative such as bis (1-naphthyl) -4- (1,8-naphthyridin-2-yl) phenylphosphine oxide are preferably used from the viewpoint of electron transport ability.

上記電子輸送材料は単独でも用いられるが、上記電子輸送材料の2種以上を混合して用いたり、その他の電子輸送材料の一種以上を上記の電子輸送材料に混合して用いても構わない。また、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの金属と混合して用いることも可能である。電子輸送層のイオン化ポテンシャルは、特に限定されないが、好ましくは5.8eV以上8.0eV以下であり、より好ましくは6.0eV以上7.5eV以下である。   The electron transport material may be used alone, but two or more of the electron transport materials may be mixed and used, or one or more of the other electron transport materials may be mixed and used in the electron transport material. It is also possible to use a mixture with a metal such as an alkali metal or an alkaline earth metal. The ionization potential of the electron transport layer is not particularly limited, but is preferably 5.8 eV or more and 8.0 eV or less, and more preferably 6.0 eV or more and 7.5 eV or less.

発光素子を構成する上記各層の形成方法は、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、コーティング法など特に限定されないが、通常は、素子特性の点から抵抗加熱蒸着または電子ビーム蒸着が好ましい。   The method of forming each layer constituting the light emitting element is not particularly limited, such as resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, molecular lamination method, coating method, etc., but resistance heating vapor deposition or electron beam vapor deposition is usually used in terms of element characteristics. preferable.

層の厚みは、発光素子材料の抵抗値にもよるので限定することはできないが、1〜1000nmの間から選ばれる。発光層、電子輸送層、正孔輸送層の膜厚はそれぞれ、好ましくは1nm以上200nm以下であり、さらに好ましくは5nm以上100nm以下である。   The thickness of the layer cannot be limited because it depends on the resistance value of the light emitting element material, but is selected from 1 to 1000 nm. The film thicknesses of the light emitting layer, the electron transport layer, and the hole transport layer are each preferably 1 nm to 200 nm, and more preferably 5 nm to 100 nm.

本発明の発光素子は、電気エネルギーを光に変換できる機能を有する。ここで電気エネルギーとしては主に直流電流が使用されるが、パルス電流や交流電流を用いることも可能である。電流値および電圧値は特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、できるだけ低いエネルギーで最大の輝度が得られるよう選ばれるべきである。   The light-emitting element of the present invention has a function of converting electrical energy into light. Here, a direct current is mainly used as the electrical energy, but a pulse current or an alternating current can also be used. The current value and the voltage value are not particularly limited, but should be selected so that the maximum luminance can be obtained with as low energy as possible in consideration of the power consumption and lifetime of the device.

本発明の発光素子は、例えば、マトリクスおよび/またはセグメント方式で表示するディスプレイとして好適に用いられる。   The light emitting device of the present invention is suitably used as a display for displaying in a matrix and / or segment system, for example.

マトリクス方式とは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置され、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が300μm以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がmmオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法は、線順次駆動方法やアクティブマトリクスのどちらでもよい。線順次駆動はその構造が簡単であるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリクスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。   In the matrix method, pixels for display are two-dimensionally arranged such as a lattice shape or a mosaic shape, and a character or an image is displayed by a set of pixels. The shape and size of the pixel are determined by the application. For example, a square pixel with a side of 300 μm or less is usually used for displaying images and characters on a personal computer, monitor, TV, and a pixel with a side of mm order for a large display such as a display panel. become. In monochrome display, pixels of the same color may be arranged. However, in color display, red, green, and blue pixels are displayed side by side. In this case, there are typically a delta type and a stripe type. The matrix driving method may be either a line sequential driving method or an active matrix. Although the structure of the line sequential drive is simple, the active matrix may be superior in consideration of the operation characteristics, and it is necessary to use it depending on the application.

本発明におけるセグメント方式とは、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、このパターンの配置によって決められた領域を発光させる方式である。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。そして、前記マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。   The segment system in the present invention is a system in which a pattern is formed so as to display predetermined information and an area determined by the arrangement of the pattern is caused to emit light. For example, the time and temperature display in a digital clock or a thermometer, the operation state display of an audio device or an electromagnetic cooker, the panel display of an automobile, and the like can be mentioned. The matrix display and the segment display may coexist in the same panel.

本発明の発光素子は、各種機器等のバックライトとしても好ましく用いられる。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が検討されているパソコン用途のバックライトに本発明の発光素子は好ましく用いられ、従来のものより薄型で軽量なバックライトを提供できる。   The light emitting device of the present invention is also preferably used as a backlight for various devices. The backlight is used mainly for the purpose of improving the visibility of a display device that does not emit light, and is used for a liquid crystal display device, a clock, an audio device, an automobile panel, a display panel, a sign, and the like. In particular, the light-emitting element of the present invention is preferably used for a backlight for a liquid crystal display device, particularly a personal computer for which a reduction in thickness is being considered, and a backlight that is thinner and lighter than conventional ones can be provided.

以下、実施例をあげて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated, this invention is not limited by these Examples.

実施例1
ITO透明導電膜を150nm堆積させたガラス基板(ジオマテック(株)製、11Ω/□、スパッタ品)を38×46mmに切断し、エッチングを行った。得られた基板を “セミコクリーン56”(商品名、フルウチ化学(株)製)で15分間超音波洗浄してから、超純水で洗浄した。この基板を素子を作製する直前に1時間UV−オゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が5×10−4Pa以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、まず正孔注入材料として、銅フタロシアニンを10nm、正孔輸送材料として、4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルを50nm蒸着した。次に、発光材料に、ホスト材料として化合物(H−1、イオン化ポテンシャル:5.5eV)を、ドーパント材料として化合物(D−1)をドープ濃度が2%になるように、また、添加する芳香族アミンとして化合物(A−1、イオン化ポテンシャル5.4eV)をドープ濃度が10%になるようにして40nmの厚さに蒸着した。次に、電子輸送材料として化合物(E−1)を35nmの厚さに積層した。次に、フッ化リチウムを0.5nm蒸着した後、アルミニウムを1000nm蒸着して陰極とし、5×5mm角の素子を作製した。ここで言う膜厚は、水晶発振式膜厚モニター表示値である。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧4.8V、発光効率3.2cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は300時間であった。
Example 1
A glass substrate (manufactured by Geomat Co., Ltd., 11Ω / □, sputtered product) having an ITO transparent conductive film deposited to 150 nm was cut into 38 × 46 mm and etched. The obtained substrate was ultrasonically cleaned with “Semico Clean 56” (trade name, manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) for 15 minutes and then with ultrapure water. This substrate was subjected to UV-ozone treatment for 1 hour immediately before producing the device, placed in a vacuum deposition apparatus, and evacuated until the degree of vacuum in the apparatus became 5 × 10 −4 Pa or less. By the resistance heating method, first, copper phthalocyanine was deposited as a hole injecting material at 10 nm, and 4,4′-bis (N- (1-naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl was deposited as a hole transporting material at 50 nm. Next, the compound (H-1, ionization potential: 5.5 eV) as the host material and the compound (D-1) as the dopant material are added to the light emitting material so that the doping concentration is 2%, and the fragrance to be added A compound (A-1, ionization potential 5.4 eV) was deposited as a group amine to a thickness of 40 nm so that the dope concentration was 10%. Next, the compound (E-1) was laminated to a thickness of 35 nm as an electron transporting material. Next, after depositing 0.5 nm of lithium fluoride, 1000 nm of aluminum was vapor-deposited to form a cathode, and a 5 × 5 mm square device was fabricated. The film thickness referred to here is a crystal oscillation type film thickness monitor display value. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 4.8 V and a light emission efficiency of 3.2 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 300 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

実施例2
添加する芳香族アミンとして化合物(A−2、イオン化ポテンシャル5.3eV)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧4.7V、発光効率3.4cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は320時間であった。
Example 2
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (A-2, ionization potential 5.3 eV) was used as the aromatic amine to be added. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 4.7 V and a light emission efficiency of 3.4 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 320 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

実施例3
添加する芳香族アミンとして化合物(A−3、イオン化ポテンシャル5.2eV)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧4.5V、発光効率3.3cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は290時間であった。
Example 3
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (A-3, ionization potential 5.2 eV) was used as the aromatic amine to be added. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a drive voltage of 4.5 V and a light emission efficiency of 3.3 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 290 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

実施例4
ドーパント材料として化合物(D−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧4.8V、発光効率3.3cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は350時間であった。
Example 4
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound (D-2) was used as the dopant material. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 4.8 V and a light emission efficiency of 3.3 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 350 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

実施例5
電子輸送材料として(E−2)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧4.6V、発光効率3.1cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は330時間であった。
Example 5
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that (E-2) was used as the electron transport material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 4.6 V and a light emission efficiency of 3.1 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 330 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

実施例6
ドーパント材料として(E−3)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧4.5V、発光効率3.3cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は350時間であった。
Example 6
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that (E-3) was used as the dopant material. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a drive voltage of 4.5 V and a light emission efficiency of 3.3 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 350 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

実施例7
ドーパント材料として(E−4)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧4.8V、発光効率3.4cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は340時間であった。
Example 7
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that (E-4) was used as the dopant material. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 4.8 V and a light emission efficiency of 3.4 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 340 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

実施例8
ドーパント材料として(E−5)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧4.7V、発光効率3.1cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は340時間であった。
Example 8
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that (E-5) was used as the dopant material. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 4.7 V and a light emission efficiency of 3.1 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 340 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

比較例1
添加する芳香族アミンを用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧5V、発光効率3cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は200時間であった。
Comparative Example 1
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the aromatic amine to be added was not used. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 5 V and a light emission efficiency of 3 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 200 hours.

比較例2
添加する芳香族アミンを用いなかったこと以外は、実施例4と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧5.2V、発光効率3.2cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は220時間であった。
Comparative Example 2
A light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 4 except that the aromatic amine to be added was not used. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 5.2 V and a light emission efficiency of 3.2 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 220 hours.

比較例3
電子輸送材料として(E−6)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧6.4V、発光効率3.2cd/Aの高効率青色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は500時間であった。
Comparative Example 3
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that (E-6) was used as the electron transport material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency blue light emission with a driving voltage of 6.4 V and a light emission efficiency of 3.2 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 500 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

実施例9
ホスト材料として化合物(H−2、イオン化ポテンシャル5.8eV)を、ドーパント材料として(D−3)を用いた以外は、実施例1と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧5.5V、発光効率10.5cd/Aの高効率緑色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は350時間であった。
Example 9
A light emitting device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the compound (H-2, ionization potential 5.8 eV) was used as the host material, and (D-3) was used as the dopant material. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency green light emission with a driving voltage of 5.5 V and a light emission efficiency of 10.5 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 350 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

比較例4
添加する芳香族アミンを用いなかったこと以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧6V、発光効率10cd/Aの高効率緑色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は200時間であった。
Comparative Example 4
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 9 except that the aromatic amine to be added was not used. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency green light emission with a driving voltage of 6 V and a light emission efficiency of 10 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 200 hours.

比較例5
電子輸送材料として(E−6)を用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧7.2V、発光効率9cd/Aの高効率緑色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は600時間であった。
Comparative Example 5
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 9 except that (E-6) was used as the electron transport material. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency green light emission with a driving voltage of 7.2 V and a light emission efficiency of 9 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 600 hours.

実施例10
ドーパント材料として(D−4)を用いた以外は、実施例9と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧6.3V、発光効率5.2cd/Aの高効率赤色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は1300時間であった。
Example 10
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 9 except that (D-4) was used as the dopant material. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency red light emission with a driving voltage of 6.3 V and a light emission efficiency of 5.2 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 1300 hours.

Figure 2008071993
Figure 2008071993

比較例6
添加する芳香族アミンを用いなかったこと以外は、実施例10と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧8V、発光効率5cd/Aの高効率赤色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は700時間であった。
Comparative Example 6
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 10 except that the aromatic amine to be added was not used. When this light-emitting element was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency red light emission with a driving voltage of 8 V and a light emission efficiency of 5 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 700 hours.

比較例7
電子輸送材料として(E−6)を用いた以外は、実施例10と同様にして発光素子を作製した。この発光素子を10mA/cmで直流駆動したところ、駆動電圧10V、発光効率4.4cd/Aの高効率赤色発光が得られた。この発光素子を40mA/cmの直流で連続駆動したところ、輝度半減時間は1500時間であった。
Comparative Example 7
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 10 except that (E-6) was used as the electron transporting material. When this light emitting device was DC-driven at 10 mA / cm 2 , high-efficiency red light emission with a driving voltage of 10 V and a light emission efficiency of 4.4 cd / A was obtained. When this light emitting device was continuously driven at a direct current of 40 mA / cm 2 , the luminance half time was 1500 hours.

Claims (2)

陽極と陰極の間に少なくとも発光層と電子輸送層が存在し、電気エネルギーにより発光する発光素子であって、発光層が発光材料と正孔輸送性の芳香族アミンを含み、また、電子輸送層が、炭素、水素、窒素、酸素、ケイ素、リンの中から選ばれる元素で構成され、かつ電子受容性窒素を含むヘテロアリール環構造からなる化合物を含有することを特徴とする発光素子。 A light-emitting element in which at least a light-emitting layer and an electron transport layer exist between an anode and a cathode and emits light by electric energy, the light-emitting layer includes a light-emitting material and a hole-transporting aromatic amine, and the electron transport layer A light-emitting element comprising a compound composed of an element selected from carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, silicon, and phosphorus and having a heteroaryl ring structure containing electron-accepting nitrogen. 発光材料がホスト材料とドーパント材料からなることを特徴とする請求項1記載の発光素子。 The light emitting device according to claim 1, wherein the light emitting material comprises a host material and a dopant material.
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