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WO2005101912A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置 - Google Patents

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

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WO2005101912A1
WO2005101912A1 PCT/JP2005/006762 JP2005006762W WO2005101912A1 WO 2005101912 A1 WO2005101912 A1 WO 2005101912A1 JP 2005006762 W JP2005006762 W JP 2005006762W WO 2005101912 A1 WO2005101912 A1 WO 2005101912A1
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WO
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light
group
organic
layer
light emitting
Prior art date
Application number
PCT/JP2005/006762
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroshi Kita
Yoshiyuki Suzuri
Tomohiro Oshiyama
Original Assignee
Konica Minolta Holdings, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Holdings, Inc. filed Critical Konica Minolta Holdings, Inc.
Priority to JP2006512302A priority Critical patent/JP4661781B2/ja
Publication of WO2005101912A1 publication Critical patent/WO2005101912A1/ja

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Definitions

  • Organic electroluminescent device display device and lighting device
  • the present invention relates to an organic electroluminescent (hereinafter, abbreviated as organic EL) element. More specifically, the present invention relates to an organic electroluminescence device having a high luminous efficiency and a long luminous life.
  • organic EL organic electroluminescent
  • ELD components include inorganic electroluminescent devices and organic electroluminescent devices.
  • Inorganic electroluminescent devices have been used as flat light sources, but high voltage AC is required to drive the light emitting devices.
  • the organic electroluminescent device has a structure in which a light-emitting layer containing a compound that emits light is sandwiched between a cathode and an anode, and electrons and holes are injected into the light-emitting layer and recombined to form an exciton ( Exciton), and emits light using the emission of light (fluorescence, phosphorescence) when the exciton is deactivated.
  • the device can emit light at a voltage of about several volts to several tens of volts. Since it is a self-luminous type, it has a wide viewing angle and a high visibility, it is a thin-film type completely solid-state device.
  • an element having an organic light emitting layer in which an 8-hydroxyquinoline aluminum complex is used as a host conjugate and doped with a small amount of a phosphor for example, see Patent Document 2
  • 8-hydroxyquinoline aluminum There has been known an element having an organic light emitting layer in which a complex is used as a host conjugate and a quinacridone dye is doped therein (for example, see Patent Document 3).
  • the above example is a method in which a doped phosphor is used to obtain light emission.
  • the generation ratio of singlet excitons to triplet excitons is 1: 3, so the probability of generation of luminescent excited species is 25%, and the light extraction efficiency is about 20%. Therefore, the limit of the external extraction quantum efficiency (r? Ext) is 5%.
  • the group of Princeton University reported an organic EL device using phosphorescence from excited triplets (for example, see Non-Patent Document 1), research on materials that show phosphorescence at room temperature has been actively conducted. It has become to. For example, a research result of an organic electroluminescent device emitting phosphorescent light (for example, see Non-Patent Document 2 and Patent Document 4) is disclosed.
  • the upper limit of the internal quantum efficiency is 100%, and the luminous efficiency is twice as high as in the case of the excited singlet. This makes it possible to reduce power consumption, and if this efficiency is reproduced even in a high-brightness region, the luminous efficiency will be close to that of a cold-cathode tube.
  • L Ir (acac) (L is a ligand, acac is acetyl acetonate as a dopant)
  • Non-Patent Document 5 A study using 3 3 2 3 (for example, see Non-Patent Document 5) has been conducted. Also been an attempt to devices by using a variety of iridium complexes (e.g., see non-patent document 3.) 0
  • Non-Patent Document 6 As a host of a phosphorescent compound, there is an example in which a novel iridium complex is doped and used (for example, see Non-Patent Document 4).
  • Non-Patent Document 5 there is an example in which high luminous efficiency is obtained by introducing a hole blocking layer (for example, see Non-Patent Document 5).
  • the present inventors have conducted detailed studies on the ortho-metal-dye platinum complex, and found that the light-emitting efficiency of a light-emitting element using the platinum complex as a light-emitting dopant is low. Was found to be a match with That is, when the platinum complex is used as the dopant, the T1 energy of the light emitting host used in combination with the platinum complex is not larger than that of the iridium complex as compared with the case of using the orthometalated iridium complex as the dopant. I could't get the efficiency.
  • Non-Patent Document 7 The combination of the orthometallo-dani platinum complex with a high T1 energy and a light-emitting host is described in Non-Patent Document 7.
  • the light-emitting host used here has a small molecular weight and has a major problem in terms of durability. I understood.
  • Patent Document 1 Patent No. 3093796
  • Patent Document 2 JP-A-63-264692
  • Patent Document 3 JP-A-3-255190
  • Patent Document 4 U.S. Patent No. 6,097,147
  • Patent Document 5 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-181616
  • Patent Document 6 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-181617
  • Non-Patent Document 1 M. A. Baldo et al., Nature, 395, 151-154 (1998)
  • Non-Patent Document 2 M. A. Baldo et al., Nature, vol. 403, No. 17, 750-753 (2000)
  • Non-Patent Document 3 S. Lamansky et al., J. Am. Chem. Soc., Vol. 123, pp. 4304 (2001)
  • Non-Patent Document 4 ME Tompson et al., The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL'00, Hamamatsu)
  • Non-Patent Document 5 Moon—Jae Youn.Og, Tetsuo Tsutsui et al., The 10th Internationalization Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL, 00, Hamamatsu)
  • Non-Patent Document 6 Ikai et al., The 10th International Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL '00, Hamamatsu)
  • Non-Patent Document 7 New Journal of Chemistry., Vol. 26, p. 1171 (2002
  • An object of the present invention is to provide a highly efficient and long-lived device containing a platinum complex and a light-emitting host having a specific phosphorescence wavelength (0-0 band) and a specific molecular weight, or emit light from the metal complex.
  • An object of the present invention is to provide a high-efficiency, long-life element contained in an adjacent layer adjacent to a layer, and to provide a display device (also referred to as image display) and a lighting device using the element of the present invention. .
  • an organic electroluminescent device having an electrode and an organic material-containing layer
  • at least one of the organic material-containing layers is a light emitting layer
  • the light emitting layer has at least a light emitting dopant and a light emitting host.
  • at least one kind of the luminescent dopant is a platinum complex
  • the at least one kind of phosphorescent light of the luminescent host has a 0-0 band power of 50 nm or less and a molecular weight of 450 or more.
  • an organic electroluminescent device having an electrode and an organic material-containing layer
  • the organic material-containing layer has at least a light-emitting layer and an adjacent layer adjacent to the light-emitting layer
  • An organic electroluminescent device comprising a layer containing a platinum complex.
  • the platinum complex has a partial structure represented by the following general formula (1) or a tautomer thereof. 4.
  • C represents a carbon atom
  • ⁇ represents a nitrogen atom
  • Pt represents a platinum atom
  • Z represents X and a nitrogen atom.
  • X and X each represent a carbon atom or a nitrogen atom
  • L represents a single bond or a divalent linkage
  • N and X and C and X are each bonded by a single bond or a double bond.
  • a lighting device comprising:
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a display device configured with an organic EL element.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a display unit A.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a display device using a passive matrix method.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of an organic EL element OLED1-1.
  • FIG. 6 is a schematic plan view of a lighting device including an organic EL element.
  • FIG. 7 is a plot diagram showing phosphorescence 0-0 band of a light emitting host and luminous efficiency.
  • FIG. 8 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescent spectrum of Exemplified Compound H-1, which is one of the light emitting hosts.
  • FIG. 9 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-2, which is one of the light emitting hosts.
  • FIG. 10 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescent total of Exemplified Compound H-3, which is one of the light-emitting hosts.
  • FIG. 11 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescent total of Exemplified Compound H-4, which is one of the light-emitting hosts.
  • FIG. 12 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescent total of Exemplified Compound H-6, which is one of the light-emitting hosts.
  • FIG. 13 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescent total of Exemplified Compound H-7 which is one of the light emitting hosts.
  • FIG. 14 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence total of Exemplified Compound H-8 which is one of the light emitting hosts.
  • FIG. 15 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescent total of Exemplified Compound H-9 which is one of the light-emitting hosts.
  • FIG. 16 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-10 which is one of the light emitting hosts.
  • FIG. 17 Steady-state light spectrum and phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-11, which is one of the light-emitting hosts It is a measurement chart of torr.
  • FIG. 18 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-12, which is one of the light-emitting hosts.
  • FIG. 19 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-13 which is one of the light-emitting hosts.
  • FIG. 20 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-15 which is one of the light emitting hosts.
  • FIG. 21 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-16, which is one of the light-emitting hosts.
  • FIG. 22 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-20, which is one of the light-emitting hosts.
  • the organic electroluminescent device according to the present invention the organic electroluminescent device having a high luminous efficiency and a long half life can be obtained by adopting the structure defined in any one of claims 1 to 7. Can be obtained. Further, by using the organic electorescence luminescence element, it was possible to obtain the display device according to claim 8 and the lighting device according to claim 9, which exhibit high luminance and high durability. .
  • the present inventors have proposed a combination of an orthometallated platinum complex and a light-emitting host having a short-wavelength phosphorescent wavelength (0-0 band), and both of them are contained in a light-emitting layer.
  • a light-emitting host having a short-wavelength phosphorescent wavelength (0-0 band)
  • 0-0 band short-wavelength phosphorescent wavelength
  • the present inventors have studied ortho-metal-based platinum complexes. As a result, compared to ortho-metallated iridium complexes, which have conventionally been attracting attention as light-emitting dopants for high-efficiency organic EL devices that emit phosphorescence, the same results were obtained.
  • a platinum complex with a ligand has a phosphorescent wavelength that is several tens of nm shorter.
  • the platinum complex did not provide good luminous efficiency even when the organic EL device was manufactured in combination with a luminescent host usually used as a luminescent host of an iridium complex.
  • This phenomenon is due to the fact that the triplet MLCT * (Metal-to-Ligand charge transfer) excited state and the ⁇ - ⁇ * excited state of the ortho-metalated platinum complex are higher than those of the corresponding ortho-metallated iridium complex.
  • the shift to the energy side suggests that the triplet energy of the conventional light-emitting host is too low to perform sufficient energy transfer.
  • a light-emitting host having a high triplet energy is not widely known. To test the above hypothesis, it is necessary to create a new light-emitting host. Regardless, it has been found that an ortho-metallated platinum complex can efficiently emit light as long as it has a 0-0 band wavelength equal to or less than a certain value, and the present invention has been achieved.
  • the luminescent host and the luminescent dopant according to the present invention will be described.
  • light-emitting host also simply referred to as host
  • host means a compound having the highest mixing ratio (mass) in a light-emitting layer composed of two or more compounds
  • the luminescent dopant is referred to as "dopant conjugate (simply referred to as dopant)”.
  • the compound is a dopant compound
  • the compound B is a host compound.
  • the light emitting host according to the present invention has a phosphorescence 0-0 band power of 50 nm or less, and the 0-0 band has a wavelength of 350 nm or more and 430 nm or less. Good.
  • the light-emitting host is not particularly limited in structure, but is typically a levazole derivative, a triarylamine derivative, an aromatic borane derivative, a nitrogen-containing heterocyclic compound, a thiophene derivative, or a furan derivative. And a compound having a basic skeleton such as an oligoarylene compound and having the above-mentioned zero band force of 50 nm or less.
  • the luminescent host may be a low molecular compound or a high molecular compound having a repeating unit.
  • a compound which has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents a longer emission wavelength, and has a high Tg (glass transition temperature) is preferable.
  • the above compound used as a light emitting host has a 0-0 band of phosphorescence of 450 nm or less, and the 0-0 band of phosphorescence is determined as follows.
  • any solvent which can dissolve the compound may be used (substantially, in the above-mentioned measurement method, the phosphorescent wavelength There is no problem because the solvent effect is very small.)
  • the 0-0 band is defined as the emission maximum wavelength that appears on the shortest wavelength side in the phosphor spectrum chart obtained by the above measurement method. Define.
  • the phosphorescence spectrum usually has a low intensity in many cases, it is sometimes difficult to distinguish between a noise and a peak when the spectrum is enlarged.
  • the emission spectrum during irradiation with the excitation light (this is called the stationary light spectrum for convenience) is expanded, and the emission spectrum 100 ms after the irradiation with the excitation light (this is called the phosphorescence spectrum for convenience) This can be determined by reading the peak wavelength of the phosphorescence spectrum from the portion of the stationary light spectrum derived from the phosphorescence spectrum.
  • FIG. 8 is a measurement chart of a stationary light spectrum and a phosphorescence spectrum of Exemplified Compound H-1, which is one of the light emitting hosts according to the present invention.
  • the star chart represented by the solid line a is the stationary light spectrum measured immediately after the excitation light irradiation
  • the spectrum chart represented by the solid line b is measured 100 ms after the excitation light irradiation. It is a phosphorescence spectrum.
  • the peak at 423 nm, which appears on the shortest wavelength side in the measured phosphorescence spectrum, is the 0-0 band.
  • FIG. 9 to FIG. 22 also show a steady light spectrum chart and a phosphorescent light chart of the light emitting host according to the present invention, respectively.
  • Luminescent host compound
  • the compound having a phosphorescent 0-0 band of 450 nm or less which is a light emitting host according to the present invention, be used together with a light emitting dopant of a platinum complex described later in a light emitting layer.
  • Other uses such as hole transporting materials, electron transporting materials, hole injecting materials, electron injecting materials, hole blocking materials, and electron blocking materials are acceptable.
  • the same compound as the compound may be used for layers other than the light-emitting layer, or a compound different from the compound used as the light-emitting host may be used for layers other than the light-emitting layer.
  • Platinum complex luminescent dopant
  • it is essential that at least one platinum complex is used as a light emitting dopant used in the light emitting layer, or that it is contained in an adjacent layer adjacent to the light emitting layer.
  • an orthometallic platinum complex represented by the general formula (1) is preferably used as the platinum complex.
  • Z represents a heteroaromatic ring or a carbon atom and a nitrogen atom.
  • z preferably forms an aromatic ring.
  • examples of the aromatic ring formed by Z 1 include a pyridine ring and a pyridyl ring.
  • Examples include a dazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a benzimidazole ring, a benzthiazole ring, a benzoxazole ring, a quinazoline ring, and a phthalazine ring.
  • examples of the non-aromatic ring formed by Z 1 include a pyrrolidine ring,
  • Examples include an imidazolidine ring, a morpholine ring, and an oxazolidin ring.
  • examples of the aromatic ring formed by Z 1 include a benzene ring and
  • Examples include a gin ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, a furan ring, and a thiophene ring.
  • examples of the non-aromatic ring formed by Z 1 include the following
  • L represents a single bond or a divalent coupler
  • L represents a linking group having 1 atom
  • a specific example is -CH CH (R)
  • alkyl group e.g., methyl, ethyl, propyl, isopropyl, (t) butyl, pentyl, hexyl, octyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl Group, pentadecyl group, etc.
  • cycloalkyl group e.g, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.
  • aryl group eg, phenyl group, naphthyl group, etc.
  • halogen atom eg, chlorine atom, bromine atom, Iodine atom, fluorine atom, etc.
  • L represents a linking group having 2 atoms
  • L represents a linking group having 2 atoms
  • Examples include an arylene group in which two adjacent positions are linked to each other, such as a hexylene group, a 1,2-phenylene group, and a 3,4-carbonene group.
  • the ring structure represented by Z 1 and Z 2 may further have an optional substituent, and further condensed
  • a condensed ring may be formed between possible sites.
  • Examples of the optional substituent include an alkyl group (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a (t) butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a dodecyl group , A tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, etc.), a cycloalkyl group (for example, cyclopentyl group, cyclohexyl group, etc.), an alkenyl group (for example, butyl group, aryl group, etc.), an alkyl group (for example, Propargyl group, etc.), aryl group (eg, phenyl group, naphthyl group, etc.), heterocyclic group (eg, pyridyl group, thiazolyl group, oxazolyl group,
  • a halogen atom eg, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, fluorine atom, etc.
  • an alkoxy group eg, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, dodecyloxy group, etc.
  • Cycloalkoxyl group eg, cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, etc.
  • aryloxy group eg, phenoxy group, naphthyloxy group, etc.
  • alkylthio group eg, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, pentylthio group, hexylthio group
  • cycloalkylthio group eg, cyclopentylthio group, cyclohe
  • An acryloxy group for example, an acetyloxy group, an ethylcarboxy-loxy group, a butylcarboxy-loxy group, an octylcarboxy-loxy group, a dodecylcarboxy-loxy group, a phenylcarboxy-loxy group, etc.
  • an amide group for example, a methylcarboxy-lamino group
  • Ethylcarbo-amino group dimethylcarbo-amino group
  • Propylcarbo-amino pentylcarbo-amino, cyclohexylcarbo-amino, 2-ethylhexylcarbo-amino, octylcarbo-amino, dodecylcarboamino, phenylamino, naphthyl Carbonylamino group and the like
  • a rubamoyl group for example, an ace
  • orthometallide complexes represented by the general formula (1) particularly preferred are compounds represented by the following general formula (2).
  • C represents a carbon atom
  • ⁇ represents a nitrogen atom
  • Pt represents a platinum atom
  • ⁇ , Z, X, and X represent
  • Y L Y represents a bidentate ligand
  • Y and Y are each independently
  • Orthometallated complexes represented by the general formulas (1) and (2) Is a so-called metal complex composed of a central metal platinum and a ligand.
  • the ligand portion of the metal complex is described, for example, in Organic Letter Magazine, vol3, No. 16, p2579 to 2581 ( 2001) and the like, and the metal complex of the ligand and the central metal Pt (which may be an atom or a metal ion) is obtained by applying the method described in the above-mentioned reference. Can be synthesized.
  • the mixing ratio of the main component in the light emitting layer to the light emitting host relative to the light emitting host, which is the host compound, is preferably adjusted to a range of 0.1% by mass to less than 30% by mass.
  • the light emitting dopant may be a mixture of a plurality of types of compounds.
  • the mixing partner may be a platinum complex having a different structure, or a phosphorescent dopant or a fluorescent dopant having another structure.
  • dopants phosphorescent dopants, fluorescent dopants, and the like
  • platinum complex as the luminescent dopant according to the present invention
  • Light-emitting dopants are broadly classified into two types: fluorescent dopants that emit fluorescence and phosphorescent dopants that emit phosphorescence.
  • fluorescent dopant include coumarin dyes, pyran dyes, cyanine dyes, croconium dyes, squarium dyes, oxobenzanthracene dyes, fluorescein dyes, and rhodamines. Dyes, pyrylium dyes, perylene dyes, styrven dyes, polythiophene dyes, and rare earth complex fluorescent materials.
  • a typical example of the latter is preferably a complex compound containing a metal belonging to Groups 8, 9, or 10 of the periodic table of the elements, and more preferably an iridium compound or an iridium compound. Smdium compounds or rhodium compounds, of which iridium compounds are most preferred.
  • the blocking layer for example, an electron blocking layer and a hole blocking layer
  • the above platinum complex (for example, the partial structure represented by the general formula (1) or a partial structure thereof) is formed in an adjacent layer adjacent to the light emitting layer, for example, a hole blocking layer, an electron blocking layer, or the like. It is particularly preferable to use an orthometalated platinum complex having a tautomer), and it is particularly preferable to use it for the hole blocking layer.
  • the platinum complex when the platinum complex is contained in the hole blocking layer or the electron blocking layer, the platinum complex may be contained in the layer in an amount of 100% by mass, or may be contained in another organic compound (for example, the present invention). May be mixed with the compound used for the organic compound-containing layer according to (1)!).
  • the thickness of the blocking layer according to the present invention is preferably Inn! ⁇ 100 nm, more preferably 3 ⁇ ! ⁇ 30 nm.
  • an orthometalluidin platinum complex represented by the general formula (1) is preferably used as the platinum complex.
  • the hole blocking layer has the function of an electron transport layer in a broad sense, and has the function of transporting electrons. As a result, the ability to transport holes while transporting electrons is extremely small, and blocking holes while transporting electrons can improve the recombination probability of electrons and holes.
  • the hole blocking layer examples include, for example, JP-A Nos. 11-204258 and 11-204359, and “Organic EL Devices and Their Forefront of Industrialization (N.T. Issue) ”on page 237 etc. can be applied as the hole blocking layer according to the present invention. Further, the configuration of the electron transport layer described later can be used as a hole blocking layer according to the present invention, if necessary.
  • Electron blocking layer >>
  • an electron blocking layer has the function of a hole transporting layer in a broad sense, and has the ability to transport holes and has a very small ability to transport electrons. By blocking the electrons, the recombination probability of electrons and holes can be improved. Further, the configuration of the hole transport layer described later can be used as an electron blocking layer as needed.
  • the platinum complex according to the present invention for the adjacent layer adjacent to the light emitting layer, ie, the hole blocking layer and the electron blocking layer, particularly, the hole blocking layer. It is preferably used for a layer.
  • the platinum complex represented by the general formula (1) according to the present invention is used as a luminescent dopant, and at least one phosphorescent 0-0 band of the luminescent host is used as a luminescent host. It was found that by using a compound having a molecular weight of 450 nm or less and a molecular weight of 450 or more, both the characteristics of luminous efficiency and luminous life were improved.
  • a known luminescent host and a luminescent dopant may be used in combination.
  • an electron transporting material and a hole transporting material described below are also suitable examples, and the phosphorescent maximum wavelength is preferably 415 nm or less. More preferably, the 0-0 band is 450 nm or less.
  • the light emitting layer can be formed by forming the above compound by a known thin film forming method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, and an LB method.
  • the thickness of the light emitting layer is not particularly limited, but is usually 5 ⁇ ! It is selected in the range of ⁇ 5 ⁇ m.
  • This light-emitting layer The light-emitting material may have a single-layer structure having one or more kinds of light-emitting materials, or may have a laminated structure including a plurality of layers having the same composition or different compositions.
  • this light-emitting layer is formed by dissolving the above-mentioned light-emitting material together with a binder such as resin in a solvent to form a solution.
  • a binder such as resin
  • the thickness of the light-emitting layer formed in this manner can be appropriately selected depending on the circumstances, but there is usually a range of 5 nm to 5 ⁇ m.
  • the hole transport layer includes a material having a function of transporting holes.
  • a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer.
  • the hole transport layer may be provided as a single layer or a plurality of layers.
  • the hole transporting material is not particularly limited, and is conventionally used as a charge injecting and transporting material for holes in photoconductive materials, and is used for the hole injecting layer and the hole transporting layer of EL devices. Any one of known ones used can be selected and used.
  • the hole transporting material has a hole injection / transport and electron barrier property! /, which may be either an organic substance or an inorganic substance.
  • a hole injection / transport and electron barrier property! / which may be either an organic substance or an inorganic substance.
  • triazole derivatives oxazidazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives, furylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, styryl anthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives , Stilbene derivatives, silazane derivatives, aniline-based copolymers, and conductive polymer oligomers, particularly thiophene oligomers.
  • the hole transporting material the above-mentioned materials can be used. It is preferable to use a porphyrin compound, an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound, particularly an aromatic tertiary amine compound. ,.
  • aromatic tertiary amyloid and the styryl amyloid include N, N, N
  • No. 5,061,569 for example, 4,4′bis [ ⁇ — (1 naphthyl) — ⁇ —phenamine) Biphenyl (NPD), which is composed of three triphenylamine units described in JP-A-4-308688, which are connected in a starburst type , 4,, tris [? ⁇ — (3-methylphenyl) - ⁇ phenylamino] triphenylamine (MTDATA), polyethylenedioxythiophene, polystyrenesulfonic acid copolymer (PEDOTZPSS), etc. .
  • NPD 4,4′bis [ ⁇ — (1 naphthyl) — ⁇ —phenamine) Biphenyl
  • MTDATA tris [? ⁇ — (3-methylphenyl) - ⁇ phenylamino] triphenylamine
  • PEDOTZPSS polystyrenesulfonic acid copolymer
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or in which these materials are used as a polymer main chain, can also be used.
  • inorganic compounds such as p-type Si and p-type SiC can also be used as the hole injection material and the hole transport material.
  • the hole transport material of the hole transport layer preferably has a fluorescence maximum wavelength of 415 nm or less, and more preferably has a 0-0 band of phosphorescence of 450 nm or less. . Further, the hole transport material preferably has a high Tg.
  • the hole transporting layer is formed by thinning the hole transporting material by a known method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, an inkjet method, and an LB method. be able to.
  • the thickness of the hole transport layer is not particularly limited, but is usually 5 ⁇ ! ⁇ 50 OOnm.
  • the hole transport layer may have a single-layer structure composed of one or more of the above materials.
  • Electron transport layer is a material having a function of transporting electrons.
  • an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer.
  • the electron transporting layer may have a single layer or a plurality of layers.
  • the electron transporting material also serving as a hole blocking material
  • the electron transporting material used for an electron transporting layer having a single layer and an electron transporting layer adjacent to the light emitting layer on the cathode side with respect to the light emitting layer includes the following.
  • the above materials are known.
  • the electron transporting layer may be any material selected from conventionally known compounds as long as it has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the light emitting layer. You can be there.
  • electron transport material examples include: -a substituted fluorene derivative, a difluoroquinone derivative, a thiopyrandioxide derivative, and a heterocyclic ring such as naphthaleneperylene.
  • examples thereof include tetracarboxylic anhydride, carbodiimide, fluorenylidenemethane derivative, anthraquinodimethane and anthrone derivative, oxadiazole derivative, pyridine derivative, pyrrole derivative, arylborane derivative and the like.
  • a thiadiazole derivative in which an oxygen atom of the oxadiazole ring is substituted with a sulfur atom, and a quinoxaline derivative having a quinoxaline ring known as an electron withdrawing group can also be used as the electron transport material.
  • a polymer material in which these materials are introduced into a polymer chain, or in which these materials are used as a polymer main chain, can also be used.
  • metal complexes of 8-quinolinol derivatives for example, tris (8-quinolinol) aluminum- (Alq), tris (5,7-dichloro-18-quinolinol) aluminum, and tris (5,7-dibuguchi) 8 quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8 quinolinol) aluminum, tris (5-methyl 8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc.
  • Metal complexes replaced by Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as electron transport materials.
  • metal free or metal phthalocyanine or those whose terminals are substituted with an alkyl group ⁇ sulfonic acid group or the like can be preferably used as the electron transporting material.
  • the distyryl virazine derivative exemplified as the material of the light emitting layer is used as the electron transport material.
  • an inorganic semiconductor such as an n-type Si or an n-type SiC can be used as the electron transporting material, similarly to the hole injection layer and the hole transporting layer.
  • the preferred compound used in the electron transport layer has a fluorescence maximum wavelength of preferably 415 nm or less, more preferably a phosphorescent 0-0 band force of 50 nm or less.
  • the compound used for the electron transport layer is preferably a compound having a high Tg.
  • the electron transport layer can be formed by thinning the electron transport material by a known method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, an inkjet method, and an LB method. it can.
  • the thickness of the electron transport layer is not particularly limited, but is usually about 5 to 5000 nm.
  • the electron transport layer may have a single-layer structure made of one or more of the above materials.
  • Injection layer >>: electron injection layer, hole injection layer
  • the injection layer is provided as needed, and has an electron injection layer and a hole injection layer. As described above, the injection layer exists between the anode and the light emitting layer or the hole transport layer, and between the cathode and the light emitting layer or the electron transport layer. May be present.
  • An injection layer is a layer provided between an electrode and an organic layer for lowering driving voltage and improving light emission luminance. The details are described in Vol. 2, Chapter 2 “Electrode materials” (pages 123 to 166) of “Tessu Co., Ltd.”, and the hole injection layer (anode buffer layer) and the electron injection layer (cathode buffer) One).
  • the anode buffer layer (hole injection layer) is described in detail in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069 and the like.
  • a conductive polymer such as polyaline (emeraldine) or polythiophene.
  • One layer of the cathode buffer (electron injection layer) is described in detail in JP-A-6-325871, JP-A-917574, and JP-A-10-74586. mouth
  • One layer of metal buffer typified by aluminum and aluminum
  • one layer of alkali metal compound buffer typified by lithium fluoride
  • one layer of alkaline earth metal compound buffer typified by magnesium fluoride
  • acid typified by aluminum oxide
  • One example is a layer of a buffer for effluent.
  • the buffer layer is preferably an extremely thin film depending on the desired material, but its thickness is preferably in the range of 0.1 nm to 100 nm.
  • the injection layer can be formed by thin-filming the above-mentioned material by a known method such as a vacuum evaporation method, a spin coating method, a casting method, an ink jet method, and an LB method.
  • the thickness of the injection layer is not particularly limited, but is usually about 5 nm to 5000 nm.
  • the injection layer may have a single-layer structure in which one or more of the above-mentioned materials are used.
  • anode for the organic EL device of the present invention a material having a large work function (4 eV or more), such as a metal, an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof is preferably used.
  • a metal, an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof is preferably used.
  • an electrode substance include metals such as Au, and conductive transparent materials such as Cul, indium tin oxide (ITO), SnO, and ZnO.
  • ITO indium tin oxide
  • SnO Tin Oxide
  • ZnO ZnO
  • IDIXO In O-
  • a material capable of forming an amorphous transparent conductive film such as ZnO may be used.
  • the anode is used to form a thin film by depositing these electrode materials by vapor deposition or sputtering, etc., and to form a pattern of a desired shape by one photolithography method. m or more), a pattern may be formed through a mask having a desired shape at the time of vapor deposition or sputtering of the electrode material.
  • the transmittance be greater than 10%, and the sheet resistance of the anode is preferably several hundred ⁇ / square or less.
  • the thickness depends on the material. Normally ⁇ ! To 1000 nm, preferably 10 nm to 200 nm.
  • a metal having a low work function (4 eV or less) (referred to as an electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof are used as an electrode material.
  • an electrode material include sodium and sodium monolith. Alloys, magnesium, lithium, magnesium Z copper mixtures, magnesium Z silver mixtures, magnesium / aluminum mixtures, magnesium Z indium mixtures, aluminum Z oxidized aluminum (Ai, indium, lithium
  • Examples include a 3Z aluminum mixture, a rare earth metal and the like.
  • a mixture of an electron-injecting metal and a second metal which is a metal having a large work function and a stable work function, such as a magnesium Z-silver mixture, from the viewpoint of electron injecting property and durability against oxidation, etc.
  • the cathode can be manufactured by forming a thin film of these electrode materials by a method such as evaporation or sputtering. Further, the sheet resistance as the cathode is preferably several hundreds ⁇ / square or less, and the preferred film thickness is usually selected in the range of 10 nm to 1000 nm, preferably 50 nm to 200 nm. In order to transmit light, if one of the anode and the cathode of the organic EL element is transparent or translucent, it is convenient because the emission luminance is improved.
  • the substrate for the organic EL device of the present invention is not particularly limited in the type of glass, plastic, etc., and is not particularly limited as long as it is transparent. And a light-transmitting resin film.
  • Particularly preferred V is a resin film that can provide flexibility to the organic EL device.
  • Examples of the resin film include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polyether sulfone (PES), polyether imide, polyether ether ketone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyimide, and polycarbonate (PC). And cellulose triacetate (TAC) and cellulose acetate propionate (CAP).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PES polyether sulfone
  • PES polyether imide
  • polyether ether ketone polyphenylene sulfide
  • PC polycarbonate
  • TAC cellulose triacetate
  • CAP cellulose acetate propionate
  • the resin film is a high-nore film having a water vapor transmission rate of 0.01 gZm 2 'dayatm or less, regardless of whether an inorganic or organic coating or a hybrid coating of both is formed on the surface of the resin film. .
  • the organic electroluminescent device of the present invention preferably has an external extraction efficiency at room temperature of light emission of 1% or more, more preferably 2% or more.
  • a hue improving filter such as a color filter may be used in combination.
  • a film having a roughened surface such as an anti-glare film
  • a film having a roughened surface such as an anti-glare film
  • organic EL elements When used as a multi-color display device, at least two types of organic EL elements having different emission maximum wavelengths are used. A preferred example of manufacturing an organic EL element will be described.
  • an anode / hole injection layer / hole transport layer As an example of the method for producing the organic EL device of the present invention, an anode / hole injection layer / hole transport layer
  • a method for manufacturing an organic EL device including a Z light emitting layer, a Z electron transport layer, a Z electron injection layer, and a Z cathode will be described.
  • a desired electrode material for example, a thin film as a material for an anode
  • a suitable substrate in a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably ⁇ !
  • An anode is formed by a method such as vapor deposition or sputtering so as to have a thickness of about 200 nm.
  • Examples of the method of forming a thin film of an organic compound thin film include a spin coating method, a casting method, an inkjet method, a vapor deposition method, and a printing method as described above.
  • the vacuum deposition method or the spin coating method is particularly preferred from the viewpoints of: Further, a different film forming method may be applied to each layer.
  • the deposition conditions may vary due to kinds of materials used, generally boat temperature 50 ° C ⁇ 450 ° C, vacuum degree of 10- 6 Pa ⁇ : LO- 2 Pa, It is desirable to appropriately select a deposition rate in the range of 0.01 nm to 50 nmZ seconds, a substrate temperature of ⁇ 50 ° C. to 300 ° C., and a film thickness of 0.1 nm to 5 ⁇ m.
  • a thin film also serving as a cathode material is formed thereon by a method such as evaporation or sputtering so as to have a thickness of 1 ⁇ m or less, preferably in the range of 50 nm to 200 nm.
  • a desired organic EL device can be obtained by forming and providing a cathode. In the production of this organic EL device, it is preferable to produce from the hole injection layer to the cathode consistently by one evacuation, but it is not tough to take it out and apply a different film forming method. At that time, work It is preferable to take into consideration that the treatment is performed in a dry inert gas atmosphere.
  • the display device of the present invention will be described.
  • the display device of the present invention may be monochromatic or multicolor.
  • a multicolor display device will be described.
  • a shadow mask is provided only when the light-emitting layer is formed, and a film can be formed on one surface by an evaporation method, a casting method, a spin coating method, an inkjet method, a printing method, or the like.
  • the method is not particularly limited, but is preferably an evaporation method, an inkjet method, or a printing method.
  • a pattern Jung using a shadow mask is preferable.
  • the production order can be reversed, and the cathode, the electron injection layer, the electron transport layer, the light emitting layer, the hole transport layer, the hole injection layer, and the anode can be manufactured in this order.
  • the multicolor display device can be used as a display device, a display, and various light-emitting light sources.
  • full-color display can be achieved by using three types of organic EL elements that emit blue, red, and green light.
  • Examples of the display device and display include a television, a personal computer, a mono device, an AV device, a character broadcast display, and an information display in a car.
  • the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
  • Light-emitting light sources include home lighting, car interior lighting, backlights for watches and liquid crystals, billboard advertisements, traffic lights, light sources for optical storage media, light sources for electrophotographic copiers, light sources for optical communication processors, and light sources for optical sensors. A light source and the like are included, but not limited to these. [0167] ⁇ Lighting device ⁇
  • the lighting device of the present invention will be described.
  • the organic EL device of the present invention may be used as an organic EL device having a resonator structure.
  • the organic EL device having a resonator structure like this may be used as a light source for an optical storage medium, an electronic device, or the like. Examples include, but are not limited to, the light source of a photocopier, the light source of an optical communication processor, and the light source of an optical sensor. In addition, laser oscillation may be used for the above purpose.
  • the organic EL device of the present invention may be used as a kind of lamp for illumination or an exposure light source, or may be used as a projection device for projecting an image, a still image or a moving image. You may use it as a display device (display) of the type which can be visually recognized directly.
  • the driving method may be either a simple matrix (passive matrix) method or an active matrix method.
  • a full-color display device can be manufactured by using two or more kinds of the organic EL elements of the present invention having different emission colors.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a display device configured with an organic EL element.
  • FIG. 2 is a schematic view of a display such as a mobile phone for displaying image information by light emission of an organic EL element.
  • the display 1 also includes a display unit A having a plurality of pixels and a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information.
  • the control unit B is electrically connected to the display unit A, sends a scan signal and an image data signal to each of a plurality of pixels based on image information from the outside, and controls the pixels for each scan line by the scan signal. , Sequentially emit light according to the image data signal, perform image scanning, and display image information on the display unit A.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the display unit A.
  • the display section A has a wiring section including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of pixels 3 on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below. [0176] The figure shows a case where the light power emitted by the pixel 3 is extracted in the direction of the white arrow (downward).
  • the scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid pattern and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions ( Details are not shown).
  • the pixel 3 When a scanning signal is applied from the scanning line 5, the pixel 3 receives an image data signal from the data line 6, and emits light in accordance with the received image data.
  • the pixel 3 By properly arranging pixels in the red, green, and blue light emission regions on the same substrate, full color display is possible.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a pixel.
  • the pixel includes an organic EL element 10, a switching transistor 11, a driving transistor 12, a capacitor 13, and the like.
  • a full-color display can be performed by using red, green, and blue light emitting organic EL elements as the organic EL elements 10 for a plurality of pixels and juxtaposing them on the same substrate.
  • an image data signal is applied to the drain of the switching transistor 11 via the data line 6 in the control unit B.
  • a scanning signal is applied to the gate of the switching transistor 11 via the control unit B scanning line 5
  • the driving of the switching transistor 11 is turned on, and the image data signal applied to the drain is transferred to the capacitor 13 and the driving transistor. It is transmitted to the gate of star 12.
  • the capacitor 13 is charged according to the potential of the image data signal, and the driving of the drive transistor 12 is turned on.
  • the drive transistor 12 has a drain connected to the power supply line 7, a source connected to the electrode of the organic EL element 10, and an organic EL element connected from the power supply line 7 according to the potential of the image data signal applied to the gate. Element 10 is supplied with current.
  • the driving of the switching transistor 11 is turned off. However, even if the driving of the switching transistor 11 is turned off, the capacitor 13 retains the potential of the charged image data signal, so that the driving transistor 12 Is kept on, and the organic EL element 10 continues to emit light until the next scanning signal is applied.
  • the driving transistor 12 is driven according to the potential of the next image data signal synchronized with the scanning signal, and the organic EL element 10 emits light.
  • light emission of the organic EL element 10 is provided by providing a switching transistor 11 and a driving transistor 12 as active elements for the organic EL element 10 of each of the plurality of pixels, and The element 10 emits light.
  • a light emitting method is called an active matrix method.
  • the light emission of the organic EL element 10 may be light emission of a plurality of gradations by a multi-valued image data signal having a plurality of gradation potentials, or a predetermined light emission amount by a binary image data signal. No, it's a talent! /.
  • the potential of the capacitor 13 may be maintained until the next scan signal is applied, or may be discharged immediately before the next scan signal is applied.
  • the present invention is not limited to the active matrix method described above, and may employ a passive matrix light emission drive in which an organic EL element emits light in accordance with a data signal only when a scanning signal is scanned.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a display device using a noisy matrix method.
  • a plurality of scanning lines 5 and a plurality of image data lines 6 are provided in a grid pattern facing each other with the pixel 3 interposed therebetween.
  • the pixels 3 connected to the applied scanning line 5 emit light according to the image data signal.
  • the organic EL material according to the present invention can be applied to an organic EL element that emits substantially white light as a lighting device.
  • a plurality of light emitting colors are emitted simultaneously by a plurality of light emitting materials, and white light is obtained by mixing colors.
  • white light is obtained by mixing colors.
  • a combination of a plurality of emission colors a combination of three emission maximum wavelengths of the three primary colors of blue, green and blue may be used, or a combination of complementary colors such as blue and yellow, and blue-green and orange may be used. It may be one containing two emission maximum wavelengths.
  • the combination of light-emitting materials for obtaining a plurality of emission colors is a combination of a plurality of materials (emission dopants) that emit phosphorescence or fluorescence, and a light-emitting material that emits fluorescence or phosphorescence. Any combination of a dye material that emits light from the light-emitting material as excitation light may be used.
  • a method of combining a plurality of light-emitting dopants is preferable.
  • the layer structure of the organic electroluminescent device for obtaining a plurality of luminescent colors includes a method in which a plurality of luminescent dopants are present in a single luminescent layer, a method in which a plurality of luminescent layers are provided, and Examples include a method in which dopants having different emission wavelengths are present in the layer, and a method in which minute pixels that emit light with different wavelengths are formed in a matrix.
  • a pattern may be applied by a metal mask, an ink jet printing method or the like at the time of film formation, if necessary.
  • a metal mask an ink jet printing method or the like at the time of film formation, if necessary.
  • the electrode may be patterned, or the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire element layer may be patterned.
  • the light emitting material used for the light emitting layer is not particularly limited.
  • the platinum complex according to the present invention is adjusted so as to conform to a wavelength range corresponding to CF (color filter) characteristics. Also, it is only necessary to select and combine arbitrary materials from known light emitting materials to whiten them.
  • the light-emitting organic EL device of the present invention can be used as various light-emitting light sources and lighting devices such as home lighting, vehicle interior lighting, and exposure light source. It is usefully used as a kind of lamp and also for display devices such as knock lights of liquid crystal display devices.
  • a backlight such as a clock, a signboard advertisement, a traffic light, a light source such as an optical storage medium, a light source of an electronic photocopier, a light source of an optical communication processor, a light source of an optical sensor, and a display device are required. It can be used in a wide range of applications such as general household electric appliances.
  • the transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available vacuum evaporation apparatus, while a molybdenum resistance heating boat was charged with a NPD, CBP (Comparative Compound 1), Ir1, BCP, and Alq. Each was put and attached to a vacuum evaporation apparatus.
  • the heating boat containing CBP (Comparative Compound 1) and the boat containing Ir 1 were independently energized to independently emit CBP (Comparative Compound 1) as a light-emitting host and Ir-as a light-emitting dopant.
  • the vapor deposition rate of 1 was adjusted so as to be 100: 7, and vapor deposition was performed so as to have a thickness of 30 nm, thereby providing a light emitting layer.
  • the heating boat containing the BCP (Comparative Compound 6) was energized and heated to provide a hole blocking layer having a deposition rate of 0.2 InmZ seconds to 0.2 nmZ seconds and a thickness of 10 nm.
  • Alq Alq
  • the heating boat containing 3 was heated by energizing to provide an electron transport layer having a thickness of 40 nm at a deposition rate of 0.2 InmZ seconds to 0.2 nmZ seconds.
  • a vacuum chamber was opened, and a rectangular perforated mask made of stainless steel was set on the electron transport layer.
  • 3 g of magnesium was placed in a molybdenum resistance heating boat, and placed in a tungsten evaporation basket.
  • silver was placed 0. 5 g, depositing a magnesium ⁇ beam again after pressure in the vacuum tank was reduced to 2 X 10- 4 Pa, by energizing the Ma Guneshiumu containing boat at a deposition rate of 1. 5NmZ sec ⁇ 2. OnmZ seconds, At this time, the silver basket was heated at the same time, silver was deposited at a deposition rate of 0.1 InmZ seconds, and a cathode (200 nm) made of a mixture of magnesium and silver was prepared.
  • the organic EL device was transferred to a glove box under a nitrogen atmosphere (a glove box substituted with a high-purity nitrogen gas having a purity of 99.999% or more) without being brought into contact with the air, and the schematic diagram shown in FIG.
  • An organic EL element OLED1-1 was fabricated with a sealing structure as shown in the figure.
  • barium oxide 25 as a water-trapping agent is a high-purity oxide burr manufactured by Aldrich.
  • a glass powder was previously attached to a glass sealing can 24 using a fluororesin semipermeable membrane (Microtex: S-NTF8031Q (manufactured by Nitto Denko)) with an adhesive, and was used in advance.
  • the sealing can was bonded to the organic EL element OLED1-1 using an ultraviolet-curing adhesive 27, and the two were bonded by irradiating an ultraviolet lamp to form a sealing element.
  • the light-emitting host CBP Comparative Compound 1
  • the light-emitting dopant Ir-1 used for forming the light-emitting layer are listed in Table 1, respectively.
  • OLEDs 1-2 to 121 were prepared in the same manner except that
  • the organic EL element OLED1- 2 ⁇ 1- 21 each element the temperature 23 degrees, under dry nitrogen gas Kiri ⁇ gas 2.
  • 5MAZcm 2 immediately after the lighting start emitting light brightness ( L) [cd / m 2 ] and external extraction quantum efficiency (7?) Were measured.
  • CS-1000 manufactured by Minolta was used for measurement of light emission luminance and the like.
  • the external extraction quantum efficiency was expressed as a relative value when the organic EL element OLED1-1 was set to 100.
  • each element of the organic EL element OLED1- 1 ⁇ 1 27, 2. performs continuous lighting by constant current conditions 5mAZcm 2, the time required to becomes half of the initial luminance (tau 1Z2) It was measured.
  • the luminescence lifetime is calculated when the organic EL element OLED1-1 is set to 100. It was expressed as a relative value.
  • the phosphorated 0-0 band has a longer wavelength than 450 nm when the orthometalated platinum complex according to the present invention as shown in the organic EL elements OLED1-6 to 1-9 is used as a luminescent dopant. It can be seen that in the case of a device using a conventionally known light-emitting host, the luminous efficiency does not increase, but rather the luminous efficiency significantly decreases.
  • the luminescence lifetime can hardly be improved with the ortho-metalated iridium complex, whereas the OLEDD1 -It can be seen that the emission lifetime is longer than that of 1 and a good element can be obtained.
  • An electron blocking layer was formed using H-15 instead of the NPD constituting the hole transporting layer of the organic EL element OLED 1-1 of Example 1, and then the hole blocking layer was replaced with a BCP (Comparison The ligating compound was changed from H-16 to H-16, and the CBP (Comparative ligating compound 1) used in the production of the light-emitting layer was left as it was, and the luminescent dopant was converted to the orthometalated iridium complex (Ir-1).
  • An organic EL element OLED2-1 having a sealing structure was produced in exactly the same manner except that the platinum complex D-50 was changed.
  • the organic E device was prepared in the same manner as above, except that the CBP (Comparative Compound 1) and the luminescent dopant (D-50) used in the production of the light emitting layer of the organic EL device OLED2-1 were changed to the compounds shown in Table 2. 01 ⁇ : 02-2 to 2-20 were prepared respectively.
  • the light emission lifetime was represented by a relative value when the organic EL element OLED2-1 was set to 100.
  • Table 2 shows the obtained results.
  • Table 2 shows that organic EL devices (OLED2-8 ⁇ 2-12 and 2-16 ⁇ ) using a compound having a 0-0 band force of phosphorescence of 50 nm or less and a molecular weight of 450 or more as a light emitting host. 2-20) has a longer emission lifetime than organic EL devices (OLEDs 2-1 to 2-5 and 2-13) using a light-emitting host having a wavelength longer than the 0-0 band power of 50 nm. I understood.
  • organic EL devices OLED2-6 to 2-7 and OLED2-6) using light-emitting hosts (LMWH-1 and LMWH-2) having a phosphorescent 0-0 band of 450 nm or less and a molecular weight of less than 450. It was also clear that in 2-14 to 2-15) no improvement in life was observed.
  • the organic EL devices 3-1 to 3-3 were prepared in the same manner except that the BCP used for producing the hole blocking layer was changed to the compound configuration shown in Table 3. 10 were each produced.
  • the organic EL element 1-1 was produced in the same manner as in Example 1, and was used as a comparative example.
  • the mixing ratio indicates the mass ratio.
  • the light-emitting dopant used for the light-emitting layer of the organic EL element OLED2-8 of Example 2 was changed from D-50 to D-89, and after forming Alq of the electron transport layer, 0.5 nm of lithium fluoride was added.
  • a blue light emitting device was produced in the same manner except that a layer of cathode was formed by vapor deposition of lluminum and a cathode buffer layer.
  • a green light-emitting device was produced in the same manner except that the light-emitting dopant used in the light-emitting layer of the blue light-emitting device was changed from D-89 to D-45. [0240] (Production of red light emitting element)
  • a red light emitting device was produced in the same manner as in the above blue light emitting device except that the light emitting dopant was changed from D-89 to D-46.
  • a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of juxtaposed pixels 3 (pixels in a red region, pixels in a green region, pixels in a blue region, etc.)
  • the scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 of the wiring portion are each made of a conductive material, and the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a grid and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions. (Details not shown).
  • the plurality of pixels 3 are driven by an active matrix method provided with an organic EL element corresponding to each emission color, a switching transistor as an active element, and a driving transistor, and a scanning signal is applied from a scanning line 5. Then, an image data signal is received from the data line 6 and light is emitted according to the received image data.
  • a full-color display device was manufactured by juxtaposing the red, green, and blue pixels as appropriate.
  • the electrode of the transparent electrode substrate of Example 1 was patterned into 20 mm ⁇ 20 mm, and ⁇ -NPD was formed thereon as a hole transport layer to a thickness of 50 nm as in Example 1;
  • the heating boat containing D-3, the boat containing D-89, and the boat containing D-46 were independently energized, and the light-emitting host H-3 and the light-emitting dopants D-89 and D-
  • the vapor deposition rate of 46 was adjusted so as to be 100: 5: 0.6, and vapor deposition was performed so as to have a thickness of 30 nm, thereby providing a light emitting layer.
  • BCP was formed by lOnm to form a hole blocking layer.
  • Alq was deposited at 40nm.
  • An electron transport layer was provided.
  • the vacuum chamber was opened, and the same shape as the stainless steel transparent electrode was formed on the electron transport layer.
  • a square hole-shaped mask was placed, and 0.5 nm of lithium fluoride was formed as a cathode buffer layer and 110 nm of aluminum was formed as a cathode by vapor deposition.
  • This element was provided with a sealing can having the same method and the same structure as in Example 2 to produce a flat lamp.
  • a sealing can having the same method and the same structure as in Example 2 to produce a flat lamp.
  • FIG. 6 (a) shows a plan view of the obtained flat lamp
  • FIG. 6 (b) shows a side view thereof.
  • organic electroluminescent device hereinafter, abbreviated as organic EL
  • organic EL organic electroluminescent device

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Abstract

　高い発光輝度を示し、量子効率に優れ、且つ、半減寿命の長い有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬとも略記する）及び表示装置を提供する。電極と有機物含有層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該有機物含有層の少なくとも１層が発光層であり、該発光層が、少なくとも発光ドーパントと発光ホストを有し、該発光ドーパントの少なくとも１種が白金錯体であり、且つ、該発光ホストの少なくとも１種のリン光の０－０バンドが４５０ｎｍ以下であり、且つ、分子量が４５０以上であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。

Description

明 細 書
有機エレクト口ルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
技術分野
[0001] 本発明は、有機エレクト口ルミネッセンス（以下、有機 ELとも略記する）素子に関す るものである。詳しく言えば、発光効率が高ぐなおかつ、発光寿命の長い有機エレク トロルミネッセンス素子に関する。
背景技術
[0002] 発光型の電子ディスプレイデバイスとして、エレクト口ルミネッセンスディスプレイ（EL D)がある。 ELDの構成要素としては、無機エレクト口ルミネッセンス素子や有機エレ タトロルミネッセンス素子が挙げられる。無機エレクト口ルミネッセンス素子は平面型光 源として使用されてきたが、発光素子を駆動させるためには交流の高電圧が必要で ある。有機エレクト口ルミネッセンス素子は、発光する化合物を含有する発光層を、陰 極と陽極で挟んだ構成を有し、発光層に電子及び正孔を注入して、再結合させるこ とにより励起子 (エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍 光，燐光)を利用して発光する素子であり、数 V〜数十 V程度の電圧で発光が可能で あり、さらに、自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高ぐ薄膜型の完全 固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
[0003] し力しながら、今後の実用化に向けた有機 EL素子においては、さらに低消費電力 で効率よく高輝度に発光する有機 EL素子の開発が望まれている。
[0004] その解決方法として、スチルベン誘導体、ジスチリルァリーレン誘導体またはトリスス チリルァリーレン誘導体に、微量の蛍光体をドープし、発光輝度の向上、素子の長寿 命化を達成した技術がある (例えば、特許文献 1参照。 ) o
[0005] また、 8—ヒドロキシキノリンアルミニウム錯体をホストイ匕合物として、これに微量の蛍 光体をドープした有機発光層を有する素子 (例えば、特許文献 2参照。）、 8—ヒドロ キシキノリンアルミニウム錯体をホストイ匕合物として、これにキナクリドン系色素をドー プした有機発光層を有する素子 (例えば、特許文献 3参照。）が知られている。
[0006] 以上の例はドープした蛍光体力 発光を得る方式である力 このように、励起一重 項からの発光を用いる場合、一重項励起子と三重項励起子の生成比が 1 : 3であるた め発光性励起種の生成確率が 25%であることと、光の取り出し効率が約 20%である ため、外部取り出し量子効率（ r? ext)の限界は 5%とされている。ところが、プリンスト ン大学のグループにより、励起三重項からの燐光発光を用いる有機 EL素子の報告（ 例えば、非特許文献 1参照。）がされて以来、室温で燐光を示す材料の研究が活発 になってきている。例えば、リン光を発光する有機エレクト口ルミネッセンス素子の研 究成果 (例えば、非特許文献 2、特許文献 4参照。）が開示されている。
[0007] 励起三重項を使用すると、内部量子効率の上限が 100%となるため、励起一重項 の場合に比べて原理的に発光効率力 倍となることから、有機エレクト口ルミネッセン スディスプレーの低消費電力化が可能となるし、また、この効率が高輝度領域におい ても再現されば冷陰極管に近い発光効率になるため照明用途としても興味深い。
[0008] 例えば、イリジウム錯体などの重金属錯体が幅広く合成検討されて 、る（例えば、非 特許文献 3参照。 ) 0又、ドーパントとして、トリス（2—フエ-ルビリジン)イリジウムを用 いた検討がされている (例えば、非特許文献 2参照。 ) 0
[0009] その他、ドーパントとして L Ir (acac) (Lは配位子、 acacはァセチルァセトナートを
2
表す）、例えば (ppy) Ir (acac) (ppyは 2—フエ-ルビリジンを表す）、（例えば、非特
2
許文献 4参照。）を、又、ドーパントとして、トリス（2— (p—トリル)ピリジン)イリジウム (I r (ptpy) ) , トリス（ベンゾ [h]キノリン)イリジウム（Ir (bzq) ) , Ir (bzq) ClP (Bu)等を
3 3 2 3 用いた検討 (例えば、非特許文献 5参照。）が行われている。又、各種イリジウム錯体 を用いて素子化する試みがされている (例えば、非特許文献 3参照。 ) 0
[0010] 又、高 、発光効率を得るために、ホール輸送性の化合物を燐光性ィ匕合物のホスト として用いている例 (例えば、非特許文献 6参照。）、各種電子輸送性材料を燐光性 化合物のホストとして、これらに新規なイリジウム錯体をドープして用いて 、る例（例え ば、非特許文献 4参照。）がある。
[0011] 更に、ホールブロック層の導入により高い発光効率を得ている例がある（例えば、非 特許文献 5参照。）。
[0012] しかし、前記 Ir錯体と前記ホストとの組み合わせでは、色純度の高!、青色発光を効 率良く出すことには至っておらず、赤色発光についても青色ほどではないが十分な 効率が得られていない。
[0013] 一方で、リン光を発光する発光ドーパントとして Ir錯体以外の化合物も検討されて いる。例えば、オルトメタル化パラジウム錯体を発光ドーパントとして使用することが開 示されている（例えば、特許文献 5参照。）が、この場合前記 Ir錯体に比べて発光輝 度や発光効率の点で劣る。また、オルトメタルイ匕白金錯体を同様に発光ドーパントと して利用する方法が開示されている（例えば、特許文献 6参照。）が、この場合、イリジ ゥム錯体と比較すると、発光効率が低下してしまうという問題点があった。
[0014] 該オルトメタルイ匕白金錯体にっ 、て、本発明者らは詳細な検討を行ったところ、前 記白金錯体を発光ドーパントとして使用した発光素子の発光効率が低い要因が、発 光ホスト材料とのマッチングであることがわかった。すなわち、オルトメタル化イリジゥ ム錯体をドーパントとして用いる場合よりも、前記白金錯体をドーパントとして用いる場 合は、併用する発光ホストの T1エネルギーを前記イリジウム錯体のそれよりも大きくし な 、と十分な発光効率を得ることができな 、ことがわ力つた。
[0015] オルトメタルイ匕白金錯体と T1エネルギーの高 、発光ホストとの組み合わせは、非特 許文献 7に掲載がある力 ここで用いている発光ホストは分子量が小さく耐久性の点 で大きな問題があることがわかった。
特許文献 1：特許第 3093796号明細書
特許文献 2：特開昭 63 - 264692号公報
特許文献 3 :特開平 3— 255190号公報
特許文献 4:米国特許第 6, 097, 147号明細書
特許文献 5：特開 2001— 181616号公報
特許文献 6：特開 2001— 181617号公報
非特許文献 1 : M. A. Baldo et al. , nature, 395卷、 151— 154ページ（1998 年）
非特許文献 2 : M. A. Baldo et al. , nature, 403卷、 17号、 750— 753ページ（ 2000年）
非特許文献 3 : S. Lamansky et al. , J. Am. Chem. Soc. , 123卷、 4304ぺー ジ（2001年） 非特許文献 4: M. E. Tompson et al. , The 10th International Worksho p on Inorganic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松) 非特許文献 5 : Moon— Jae Youn. Og, Tetsuo Tsutsui et al. , The 10th I nternational Workshop on Inorganic and Organic Electroluminescen ce (EL，00、浜松）
非特許文献 6 :Ikai et al. , The 10th International Workshop on Inorga nic and Organic Electroluminescence (EL ' 00、浜松)
非特許文献 7 :New Journal of Chemistry. , 第 26卷、 1171ページ（2002年
)
発明の開示
[0016] 本発明の目的は、白金錯体と特定のリン光波長 (0— 0バンド)と特定の分子量を有 する発光ホストを含有する高効率、長寿命な素子、または、前記金属錯体を発光層 に隣接する隣接層に含有する高効率、長寿命な素子を提供することであり、且つ、本 発明の素子を用いた表示装置 (画像表示ともいう)及び照明装置を提供することであ る。
[0017] 本発明の上記目的は、下記の構成 1〜9により達成された。
[0018] (構成 1)電極と有機物含有層を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子において、 該有機物含有層の少なくとも 1層が発光層であり、該発光層が、少なくとも発光ドー パントと発光ホストを有し、該発光ドーパントの少なくとも 1種が白金錯体であり、且つ 、該発光ホストの少なくとも 1種のリン光の 0— 0バンド力 50nm以下であり、且つ、分 子量が 450以上であることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[0019] (構成 2)電極と有機物含有層を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子にぉ ヽて、 該有機物含有層が、少なくとも発光層と該発光層に隣接する隣接層を有し、且つ、 該隣接層に白金錯体が含有されて ヽることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス 素子。
[0020] (構成 3)前記隣接層が正孔阻止層であることを特徴とする構成 2に記載の有機エレ タトロルミネッセンス素子。
[0021] (構成 4)前記白金錯体が、下記一般式 (1)で表される部分構造またはその互変異 性体を有するオルトメタル化白金錯体であることを特徴とする構成 1〜3の ヽずれか 1 項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[0022] [化 1]
—般式 (1)
Figure imgf000006_0001
[0023] 〔式中、 Cは炭素原子、 Νは窒素原子、 Ptは白金原子を表し、 Z は、 X及び窒素原
11 1
子と共に芳香族環または非芳香族環を形成するのに必要な原子群を表し、 z は、 X
2及び炭素原子とともに芳香族環または非芳香族環を形成するのに必要な原子群を 表す。 X 、 Xは、各々炭素原子または窒素原子を表し、 Lは単結合または 2価の連
1 2 1
結基を表す。尚、 Nと X及び Cと Xは、各々単結合または 2重結合で結合されている
1 2
o ]
(構成 5)前記発光ホストのリン光の 0— 0バンドが 430nm以下であることを特徴とす る構成 1〜4のいずれ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[0024] (構成 6)前記発光層が、発光波長の異なる少なくとも 2種の発光ドーパントを含有 することを特徴とする構成 1〜5のいずれか 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス 素子。
[0025] (構成 7)発光色が白色であることを特徴とする構成 1〜6のいずれか 1項に記載の 有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[0026] (構成 8)構成 1〜7のいずれ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を有 することを特徴とする表示装置。
[0027] (構成 9)構成 1〜7のいずれ力 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を有 することを特徴とする照明装置。
図面の簡単な説明
[図 1]有機 EL素子力 構成される表示装置の一例を示した模式図である。
[図 2]表示部 Aの模式図である。
[図 3]画素の模式図である。
[図 4]パッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。
[図 5]有機 EL素子 OLED1— 1の概略模式図である。
[図 6]有機 EL素子を具備してなる照明装置の平面模式図である。
[図 7]発光ホストのリン光 0— 0バンドと発光効率を示すプロット図である。
[図 8]発光ホストの一つである例示化合物 H— 1の定常光スペクトルとリン光スペクトル の測定チャートである。
[図 9]発光ホストの一つである例示化合物 H— 2の定常光スペクトルとリン光スペクトル の測定チャートである。
[図 10]発光ホストの一つである例示化合物 H— 3の定常光スペクトルとリン光スぺタト ルの測定チャートである。
[図 11]発光ホストの一つである例示化合物 H— 4の定常光スペクトルとリン光スぺタト ルの測定チャートである。
[図 12]発光ホストの一つである例示化合物 H— 6の定常光スペクトルとリン光スぺタト ルの測定チャートである。
[図 13]発光ホストの一つである例示化合物 H— 7の定常光スペクトルとリン光スぺタト ルの測定チャートである。
[図 14]発光ホストの一つである例示化合物 H— 8の定常光スペクトルとリン光スぺタト ルの測定チャートである。
[図 15]発光ホストの一つである例示化合物 H— 9の定常光スペクトルとリン光スぺタト ルの測定チャートである。
[図 16]発光ホストの一つである例示化合物 H— 10の定常光スペクトルとリン光スぺク トルの測定チャートである。
[図 17]発光ホストの一つである例示化合物 H— 11の定常光スペクトルとリン光スぺク トルの測定チャートである。
[図 18]発光ホストの一つである例示化合物 H— 12の定常光スペクトルとリン光スぺク トルの測定チャートである。
[図 19]発光ホストの一つである例示化合物 H— 13の定常光スペクトルとリン光スぺク トルの測定チャートである。
[図 20]発光ホストの一つである例示化合物 H— 15の定常光スペクトルとリン光スぺク トルの測定チャートである。
[図 21]発光ホストの一つである例示化合物 H— 16の定常光スペクトルとリン光スぺク トルの測定チャートである。
[図 22]発光ホストの一つである例示化合物 H— 20の定常光スペクトルとリン光スぺク トルの測定チャートである。
発明を実施するための最良の形態
[0029] 本発明の有機エレクト口ルミネッセンス素子において、請求項 1〜7のいずれ力 1項 で規定する構成とすることにより、高い発光効率を示し、且つ、半減寿命の長い有機 エレクト口ルミネッセンス素子を得ることが出来る。更に、前記有機エレクト口ルミネッセ ンス素子を用いることにより、高輝度で、且つ、高耐久性を示す、請求項 8に記載の 表示装置、請求項 9に記載の照明装置を各々得ることが出来た。
[0030] 以下、本発明に係る各構成要素の詳細について、順次説明する。
[0031] 本発明者等は、上記の問題点を種々検討した結果、オルトメタル化白金錯体を発 光ドーパントに用いる際に、ある特定の発光ホストと組み合わせることで良好な発光 効率と長 、発光寿命が達成されることを見 、だした。
[0032] 更に具体的に説明すると、本発明者等は、オルトメタル化白金錯体と、短波なリン 光波長（0— 0バンド)を有する発光ホストとの組み合わせ、その両者を共に発光層に 含有する有機 EL素子を設計したところ、高 ヽ外部取り出し効率と良好な発光寿命を 示すことを見出した。また、本発明の有機 EL素子を用いることにより、高効率な画像 表示装置及び照明装置が得られることを併せてを見いだすことが出来た。
[0033] 上記のように、有機 EL素子でオルトメタルイ匕白金錯体を発光ドーパントとして用い ることは知られて ヽたが、その性能にっ ヽては何れもオルトメタル化イリジウム錯体に 比較して低ぐ実用上問題があった。
[0034] 本発明者等は、オルトメタルイ匕白金錯体について検討したところ、従来リン光を発 光する高効率な有機 EL素子の発光ドーパントとして注目されて ヽるオルトメタル化ィ リジゥム錯体に比べ、同じ配位子を持つ白金錯体が数十 nm短波長なリン光波長で あることを見いだした。
[0035] し力しながら、前記白金錯体は通常イリジウム錯体の発光ホストとして用いられてい る発光ホストと組み合わせ有機 EL素子を作製してみても良好な発光効率が得られな いことも判明した。
[0036] この現象は、オルトメタル化白金錯体の三重項の MLCT* (Metal - to -Ligand charge transfer)励起状態及び π— π *励起状態が、対応するオルトメタル化ィ リジゥム錯体のそれに比べ高エネルギー側にシフトしていることから、従来の発光ホス トでは三重項エネルギーが低すぎ十分なエネルギー移動が行えないことが原因では ないかと考えられる。
[0037] そこで、発光ホストに三重項エネルギーの高い、つまり、リン光波長の 0— 0バンドの 波長が短い材料を使うことでその問題が解決されるのではないかと考えた。
[0038] 三重項エネルギーの高い発光ホストはあまり広くは知られておらず、上記仮説を検 証するには新たな発光ホストの創出も必要になるが、鋭意検討した結果、発光ホスト 材料の構造によらず、ある一定以下の 0— 0バンド波長を有するものであれば、オルト メタル化白金錯体を効率よく発光させることができることがわかり、本発明に至った。
[0039] 《発光ホスト、発光ドーパント》
本発明に係る発光ホスト、発光ドーパントにっ 、て説明する。
[0040] 「発光ホスト（単にホストとも 、う）」とは、 2種以上の化合物で構成される発光層中に て混合比（質量)の最も多 、ィ匕合物のことを意味し、それ以外の化合物にっ 、ては、 発光ドーパント「ドーパントイ匕合物（単に、ドーパントとも 、う）」と 、う。
[0041] 例えば、発光層をィ匕合物 Α、化合物 Βという 2種で構成し、その混合比が Α: Β= 10
: 90であればィ匕合物 Αがドーパント化合物であり、化合物 Bがホストイ匕合物である。更 に、発光層をィ匕合物 A、化合物 B、化合物 Cの 3種力も構成し、その混合比が A: B: C = 5 : 10 : 85であれば、化合物 A、化合物 Bが、発光ドーパント（ドーパント化合物）で あり、化合物 cが発光ホスト (ホストイ匕合物)である。尚、ホストとはそれ自体実質発光 せず、ドーパントにキャリアもしくはエネルギーを伝達する役割を担うものである。
[0042] 本発明に係る発光ホストは、後述する、リン光 0— 0バンド力 50nm以下であること が必須要件であり、更に、該 0— 0バンドが 350nm以上、 430nm以下であることが好 ましい。
[0043] 発光ホストとしては、構造的には特に制限はないが、代表的には力ルバゾール誘導 体、トリアリールァミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チォフ ン誘導体、フラン誘導体、オリゴァリーレン化合物等の基本骨格を有し、且つ、前記 0 0バンド力 50nm以下の化合物が好ましい化合物として挙げられる。 0— 0バンド としては、また、発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位を持つ高分子化合物 でもよい。
[0044] 発光ホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化 を防ぎ、なおかつ高 Tg (ガラス転移温度)である化合物が好ま U、。
[0045] 以下に、発光ホストとして用いられる化合物の具体例を示すが、本発明はこれら〖こ 限定されない。
]
Figure imgf000011_0001
0— 0 band： 415nm
Figure imgf000011_0002
Mol.wt. ·· 566.73 0-0 band： 411nm [0047] [化 3]
Figure imgf000012_0001
0— 0 band： 414nm
Figure imgf000012_0002
LUUQff : pueq o-O
Figure imgf000013_0001
剛 [8濯]
Z9L900 0Zd£/lDd Z V ΓΪ6Ϊ0Τ/^00∑; OAV [0049] [化 5]
Figure imgf000014_0001
[0050] [ィ匕 6]
Figure imgf000015_0001
0 -0 band： 432nm
[0051] 発光ホストとして用いられる、上記の化合物は、リン光の 0— 0バンドが 450nm以下 であるが、リン光の 0— 0バンドは下記のようにして求められる。
[0052] 《リン光の 0— 0バンドの測定方法》
まず、リン光スペクトルの測定方法について説明する。
[0053] 測定する発光ホストイ匕合物を、よく脱酸素されたエタノール Zメタノール =4Zl (vo 1/vol)の混合溶媒に溶かし、リン光測定用セルに入れた後液体窒素温度 77Kで励 起光を照射し、励起光照射後 100msでの発光スペクトルを測定する。リン光は蛍光 に比べ発光寿命が長いため、 100ms後に残存する光はほぼリン光であると考えるこ とができる。なお、リン光寿命が 100msより短い化合物に対しては遅延時間を短くし て測定しても構わないが、蛍光と区別できなくなるほど遅延時間を短くしてしまうとリン 光と蛍光が分離できないので問題となるため、その分離が可能な遅延時間を選択す る必要がある。 [0054] また、上記溶剤系で溶解できな 、ィ匕合物にっ 、ては、その化合物を溶解しうる任意 の溶剤を使用してもよい (実質上、上記測定法ではリン光波長の溶媒効果はごくわず かなので問題ない）。
[0055] 次に 0— 0バンドの求め方である力 本発明においては、上記測定法で得られたリ ン光スペクトルチャートのなかで最も短波長側に現れる発光極大波長をもって 0— 0 バンドと定義する。
[0056] リン光スペクトルは通常強度が弱いことが多いため、拡大するとノイズとピークの判 別が難しくなるケースがある。このような場合には励起光照射中の発光スペクトル (便 宜上これを定常光スペクトルと言う）を拡大し、励起光照射後 100ms後の発光スぺク トル (便宜上これをリン光スペクトルと言う）と重ねあわせリン光スペクトルに由来する 定常光スペクトル部分からリン光スペクトルのピーク波長を読みとることで決定するこ とがでさる。
[0057] また、リン光スペクトルをスムージング処理することでノイズとピークを分離しピーク波 長を読みとることもできる。なお、スムージング処理としては、 Savitzky&Golayの平 滑ィ匕法等を適用することができる。
[0058] ここで、図面によりリン光のスペクトルチャート及び 0— 0バンドの波長決定のプロセ スを説明する。
[0059] 図 8は、本発明に係る発光ホストの一つである例示化合物 H— 1の定常光スぺタト ルとリン光スペクトルの測定チャートである。図 8において、実線 aで表されるスぺタト ルチャートが、励起光照射直後に測定される定常光スペクトルであり、実線 bで表され るスペクトルチャートが、励起光照射後 100msにおいて測定されるリン光スペクトル である。測定されたリン光スペクトルの中で最も短波長側に現れている、 423nmのピ ークが 0— 0バンドである。
[0060] 図 9〜図 22も、本発明に係る発光ホストの定常光スペクトルチャートとリン光スぺタト ルチャートを各々示す。
[0061] 以下、上記に示した発光ホストの具体例について、各リン光 0— 0バンドの測定結果 を示す。
[0062] 発光ホスト（化合物） リン光の 0— 0バンド（nm) H- l 423nm
H- 2 415nm
H- 3 410nm
H-4 410nm
H- 5 416nm
H-6 413nm
H- 7 411nm
H-8 412nm
H- 9 417nm
H— 10 414nm
H— 11 413nm
H— 12 417nm
H— 13 435nm
H— 14 403nm
H- 15 440nm
H— 16 441nm
H— 17 426nm
H— 18 426nm
H— 19 410nm
H— 20 432nm
以上の本発明に係る発光ホストである、リン光の 0— 0バンドが 450nm以下の化合 物は、発光層中に後述する白金錯体の発光ドーパントと共に用いられることが必須 要件であるが、発光ホスト以外の用途、例えば、正孔輸送材料、電子輸送材料、正 孔注入材料、電子注入材料、正孔阻止材料、電子阻止材料として使用しても良ぐ その場合は発光ホストとして用いたィ匕合物と同一の化合物を発光層以外の層に用い ても、発光ホストとして用いたィ匕合物と異なる化合物を発光層以外の層に用いてもよ い。
《白金錯体：発光ドーパント》 本発明の有機エレクト口ルミネッセンス素子としては、発光層に用いられる発光ドー パントとして少なくとも 1種の白金錯体が用いられること、または、前記発光層に隣接 する隣接層に含有されることが必須要件であるが、前記白金錯体としては、前記一般 式（1)で表されるオルトメタルイ匕白金錯体が好ましく用いられる。
[0064] 前記一般式（1)において、 Z は炭素原子及び窒素原子とともに複素芳香族環また
11
は非芳香族環を形成するのに必要な原子群を表し、本発明では z 11が芳香族環を形 成することが好ましい。 z は炭素原子とともに芳香族環または非芳香族環を形成す
12
るのに必要な原子群を表し、本発明では z は芳香族環を形成することが好ましい。
12
[0065] 一般式（1)において、 Z で形成される芳香族環としては、例えば、ピリジン環、ピリ
11
ダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンズイミダゾール環、ベンズチア ゾール環、ベンズォキサゾール環、キナゾリン環、フタラジン環等が挙げられる。
[0066] 一般式（1)において、 Z で形成される非芳香族環としては、例えば、ピロリジン環、
11
イミダゾリジン環、モルホリン環、ォキサゾリジン環等が挙げられる。
[0067] 一般式（1)において、 Z で形成される芳香族環としては、例えばベンゼン環、ピリ
12
ジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、フラン環、チォフェン環 等が挙げられる。
[0068] 一般式（1)において、 Z で形成される非芳香族環としては、例えば、以下に挙げる
12
環が挙げられる。
[0069] [化 7]
Figure imgf000018_0001
Figure imgf000018_0002
一般式（1)において、 Lは、単結合または 2価の連結器を表すが、好ましくは、単
1
結合または原子数が 1〜2の 2価の連結基であり、最も好ましいのは、単結合である。 [0071] Lが原子数 1の連結基を表す場合の具体例としては、 -CH CH (R )
1 2 1
C (R ) (R ) O S Si (R ) (R )—等が挙げられる。尚、 R及び Rは、
1 2 1 2 1 2 各々独立にアルキル基 (例えば、メチル基、ェチル基、プロピル基、イソプロピル基、 (t)ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ォクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テト ラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基 (例えば、シクロペンチル基、シク 口へキシル基等）、ァリール基 (例えば、フエ二ル基、ナフチル基等）、ハロゲン原子（ 例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等)を表す。
[0072] Lが原子数 2の連結基を表す場合の具体例としては、 CH CH 1, 2 シクロ
I 2 2
へキシレン基、 1, 2 フエ-レン基や 3, 4 チェ-レン基のような隣接する 2箇所が 連結位となったァリーレン基等が挙げられる。
[0073] Z 及び Z で表される環構造はさらに任意の置換基を有していても良ぐさらに縮合
II 12
可能な部位同士で縮合環を形成してもよ 、。
[0074] 上記の任意の置換基としては、例えば、アルキル基 (例えば、メチル基、ェチル基、 プロピル基、イソプロピル基、（t)ブチル基、ペンチル基、へキシル基、ォクチル基、ド デシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等）、シクロアルキル基 (例 えば、シクロペンチル基、シクロへキシル基等）、アルケニル基 (例えば、ビュル基、ァ リル基等）、アルキ-ル基 (例えば、プロパルギル基等）、ァリール基 (例えば、フエ二 ル基、ナフチル基等）、複素環基 (例えば、ピリジル基、チアゾリル基、ォキサゾリル基
、イミダゾリル基、フリル基、ピロリル基、ビラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基
、セレナゾリル基、スルホラ-ル基、ピペリジニル基、ピラゾリル基、テトラゾリル基等）
、ハロゲン原子 (例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等）、アルコ キシル基 (例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルォキシ基、ペンチルォキシ基、へ キシルォキシ基、ォクチルォキシ基、ドデシルォキシ基等）、シクロアルコキシル基（ 例えば、シクロペンチルォキシ基、シクロへキシルォキシ基等）、ァリールォキシ基（ 例えば、フエノキシ基、ナフチルォキシ基等）、アルキルチオ基 (例えば、メチルチオ 基、ェチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、へキシルチオ基、ォクチルチ ォ基、ドデシルチオ基等）、シクロアルキルチオ基 (例えば、シクロペンチルチオ基、 シクロへキシルチオ基等）、ァリールチオ基 (例えば、フエ-ルチオ基、ナフチルチオ 基等）、アルコキシカルボ-ル基（例えば、メチルォキシカルボ-ル基、ェチルォキシ カルボ-ル基、ブチルォキシカルボ-ル基、ォクチルォキシカルボ-ル基、ドデシル ォキシカルボ-ル基等）、ァリールォキシカルボ-ル基（例えば、フエ-ルォキシカル ボニル基、ナフチルォキシカルボ-ル基等）、スルファモイル基（例えば、アミノスルホ ニル基、メチルアミノスルホ -ル基、ジメチルアミノスルホ -ル基、ブチルアミノスルホ -ル基、へキシルアミノスルホ -ル基、シクロへキシルアミノスルホ -ル基、ォクチルァ ミノスルホ-ル基、ドデシルアミノスルホ-ル基、フエ-ルアミノスルホ -ル基、ナフチ ルアミノスルホ -ル基、 2—ピリジルアミノスルホ -ル基等）、ウレイド基 (例えば、メチ ルゥレイド基、ェチルウレイド基、ペンチルゥレイド基、シクロへキシルウレイド基、オタ チルウレイド基、ドデシルウレイド基、フエニルゥレイド基、ナフチルウレイド基、 2—ピ リジルアミノウレイド基等）、ァシル基 (例えば、ァセチル基、ェチルカルボ-ル基、プ 口ピルカルボ-ル基、ペンチルカルボ-ル基、シクロへキシルカルボ-ル基、ォクチ ルカルボニル基、 2—ェチルへキシルカルボ-ル基、ドデシルカルポ-ル基、フエ- ルカルボニル基、ナフチルカルボ-ル基、ピリジルカルボ-ル基等）、ァシルォキシ 基（例えば、ァセチルォキシ基、ェチルカルボ-ルォキシ基、ブチルカルボ-ルォキ シ基、ォクチルカルボ-ルォキシ基、ドデシルカルボ-ルォキシ基、フエ-ルカルボ -ルォキシ基等）、アミド基 (例えば、メチルカルボ-ルァミノ基、ェチルカルボ-ルァ ミノ基、ジメチルカルボ-ルァミノ基、プロピルカルボ-ルァミノ基、ペンチルカルボ- ルァミノ基、シクロへキシルカルボ-ルァミノ基、 2—ェチルへキシルカルボ-ルァミノ 基、ォクチルカルボ-ルァミノ基、ドデシルカルボ-ルァミノ基、フヱ-ルカルボ-ル アミノ基、ナフチルカルボニルァミノ基等）、力ルバモイル基 (例えば、ァミノカルボ- ル基、メチルァミノカルボ-ル基、ジメチルァミノカルボ-ル基、プロピルアミノカルボ -ル基、ペンチルァミノカルボ-ル基、シクロへキシルァミノカルボ-ル基、ォクチル ァミノカルボ-ル基、 2—ェチルへキシルァミノカルボ-ル基、ドデシルァミノカルボ- ル基、フエ-ルァミノカルボ-ル基、ナフチルァミノカルボ-ル基、 2—ピリジルァミノ カルボ-ル基等）、スルフィエル基（例えば、メチルスルフィ-ル基、ェチルスルフィ二 ル基、ブチルスルフィエル基、シクロへキシルスルフィエル基、 2—ェチルへキシルス ルフィ-ル基、ドデシルスルフィ-ル基、フエ-ルスルフィ-ル基、ナフチルスルフィ- ル基、 2—ピリジルスルフィエル基等）、アルキルスルホ -ル基またはァリールスルホ -ル基（例えば、メチルスルホ -ル基、ェチルスルホ -ル基、ブチルスルホ -ル基、シ クロへキシノレスノレホニノレ基、 2—ェチノレへキシノレスノレホニノレ基、ドデシノレスノレホニノレ 基、フエ-ルスルホ-ル基、ナフチルスルホ-ル基、 2—ピリジルスルホ -ル基等）、 アミノ基 (例えば、アミノ基、ェチルァミノ基、ジメチルァミノ基、プチルァミノ基、シクロ ペンチルァミノ基、 2—ェチルへキシルァミノ基、ドデシルァミノ基、ァ-リノ基、ナフチ ルァミノ基、 2—ピリジルァミノ基等）、ニトロ基、シァノ基、ヒドロキシル基等が挙げられ る。
[0075] 上記一般式（1)で表されるオルトメタルイ匕白金錯体の中でも、特に好ましいものは 下記一般式（2)で表される化合物である。
[0076] [化 8] 一般式 (2)
Figure imgf000021_0001
[0077] 一般式 (2)で表されるオルトメタルイ匕白金錯体につ!/、て説明する。
[0078] 式中、 Cは炭素原子、 Νは窒素原子、 Ptは白金原子を表し、 Ζ 、 Z 、 X、 Xは、各
11 12 1 2 々前記一般式（1)における記載と同義である。
[0079] 一般式（2)において、 Y L Yは 2座の配位子を表し、 Y、 Yは、各々独立に
1 2 2 1 2
酸素原子、硫黄原子、セレン原子または窒素原子を表し、 Lは Y、 Yと共に 2座の配
2 1 2
位子を形成するのに必要な原子群を表す。また、 Y L Yで表される 2座の配位
1 2 2
子の具体例としては、特に制限はないが、酢酸、ァセチルアセトン、チォカルバミン酸 誘導体、 2—ァシルフヱノール、ピコリン酸等の誘導体であることが好ましい。 以下に、一般式（1)または（2)で表されるオルトメタルイ匕白金錯体の具体例を挙げ る力 本発明はこれらに限定されない。
9]
Figure imgf000023_0001
[0082] [化 10]
Figure imgf000024_0001
[0083] [化 11]
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0002
Z9.900/S00Zdf/X3d 93 ΖΪ6丽 SOOZ OAV [0085] [化 13]
Figure imgf000027_0001
Figure imgf000027_0002
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0002
[ l^l [9800]
ΖΪ6Ϊ0Ϊ脚 OAV [0087] [化 15]
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000030_0001
[9ΐ^ ] [8800]
Z9.900/S00Zdf/X3d 63 ΖΪ6丽 OAV [0089] [化 17]
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0003
Figure imgf000032_0001
[8ΐ^ ] [0600]
Z9.900/S00Zdf/X3d Ϊ6丽 OAV 1912
32
PCT/JP2005/006762
Figure imgf000033_0001
[0092] [化 20]
Figure imgf000034_0001
[0093] [化 21]
Figure imgf000035_0001
[0094] [化 22]
Figure imgf000036_0001
Figure imgf000037_0001
[ZZ^ [S600]
Z9.900/S00Zdf/X3d 9ε ΖΪ6丽 SOOZ OAV 4]
Figure imgf000038_0001
D- 13
H3CO H3C
\
o N'
(H3C),N
Figure imgf000038_0002
5]
Figure imgf000039_0001
D— 123
(H3C)2N H3COC
Figure imgf000039_0002
Figure imgf000039_0003
6]
Figure imgf000040_0001
一般式（1)及び（2)で表される各々のオルトメタル化錯体 (オルトメタルイ匕白金 体ともいう）は、中心金属白金と配位子とからなる、いわゆる金属錯体である力 前記 金属錯体の配位子の部分は、例えば、 Organic Letter誌、 vol3、 No. 16、 p2579 〜2581 (2001)等を参考にして合成することが出来、また、前記配位子と中心金属 Pt (原子でも金属イオンでもよい）との金属錯体は、前記の参考文献に記載の方法を 適用することにより合成できる。
[0100] (発光ホストと発光ドーパントとの混合比）
発光層中の主成分であるホストイ匕合物である発光ホストに対する発光ドーパントとの 混合比は、好ましくは質量で 0. 1質量％〜30質量％未満の範囲に調整することであ る。
[0101] ただし、発光ドーパントは複数種の化合物を混合して用いても良ぐ混合する相手 は構造を異にする白金錯体でも、その他の構造を有するリン光性ドーパントや蛍光 性ドーパントでもよい。
[0102] ここで、本発明に係る発光ドーパントである白金錯体と併用しても良いドーパント（リ ン光性ドーパント、蛍光性ドーパント等）について述べる。
[0103] 発光ドーパントは、大きくわけて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光 するリン光性ドーパントの 2種類がある。
[0104] 前者 (蛍光性ドーパント)の代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シ了ニ ン系色素、クロコニゥム系色素、スクァリウム系色素、ォキソベンツアントラセン系色素 、フルォレセイン系色素、ローダミン系色素、ピリリウム系色素、ペリレン系色素、スチ ルベン系色素、ポリチォフェン系色素、または希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
[0105] 後者 (リン光性ドーパント)の代表例としては、好ましくは元素の周期表で 8属、 9属、 10属の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、ォ スミゥム化合物、又はロジウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合 物である。
[0106] 次に、代表的な有機 EL素子の構成について述べる。
[0107] 《有機 EL素子の構成層》
本発明の有機 EL素子の構成層につ 、て説明する。
[0108] 本発明において、有機 EL素子の層構成の好ましい具体例を以下に示すが、本発 明はこれらに限定されない。
[0109] (1)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層 Z陰極
(2)陽極 Z正孔輸送層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極
(3)陽極 Z電子阻止層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極
(4)陽極 Z正孔輸送層 Z電子阻止層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰 極
(5)陽極 z正孔輸送層 Z電子阻止層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰 極
(6)陽極 z正孔輸送層 Z電子阻止層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰 極バッファ一層 z陰極
(7)陽極 z陽極バッファ一層 Z正孔輸送層 Z電子阻止層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極バッファ一層 Z陰極
(8)陽極 z陽極バッファ一層 Z正孔輸送層 Z電子阻止層 Z発光層 Z正孔阻止層 Z電子輸送層 Z陰極バッファ一層 Z陰極
《阻止層 (電子阻止層、正孔阻止層)》
本発明に係る阻止層（例えば、電子阻止層、正孔阻止層）について説明する。
[0110] 本発明においては、発光層に隣接する隣接層、例えば、正孔阻止層、電子阻止層 等に、上記の白金錯体 (例えば、前記一般式（1)で表される部分構造またはその互 変異性体を有するオルトメタル化白金錯体等)を用いることが好ましぐ特に好ましく は正孔阻止層に用いることである。
[0111] 上記白金錯体を正孔阻止層、電子阻止層に含有させる場合、前記白金錯体を層と して 100質量％の状態で含有させてもよいし、他の有機化合物 (例えば、本発明に 係る有機化合物含有層に用いられる化合物等)と混合してもよ!ヽ。
[0112] 本発明に係る阻止層の膜厚としては好ましくは Inn！〜 lOOnmであり、更に好ましく は 3ηπ！〜 30nmである。また、白金錯体としては前記一般式（1)で表されるオルトメタ ルイ匕白金錯体が好ましく用いられる。
[0113] 《正孔阻止層》
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有 しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料力 なり、電子を輸送しつつ正孔を阻 止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
[0114] 正孔阻止層としては、例えば特開平 11— 204258号公報、同 11 204359号公 報、及び「有機 EL素子とその工業化最前線（1998年 11月 30日 ェヌ'ティー 'エス 社発行)」の 237頁等に記載の正孔阻止（ホールブロック)層等を本発明に係る正孔 阻止層として適用可能である。また、後述する電子輸送層の構成を必要に応じて、本 発明に係る正孔阻止層として用 、ることが出来る。
[0115] 《電子阻止層》
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機 能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料力 なり、正孔を輸送しつつ電 子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述 する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることが出来る。
[0116] また、本発明においては、発光層に隣接する隣接層、即ち、正孔阻止層、電子阻 止層に、上記の本発明に係る白金錯体を用いることが好ましぐ特に正孔阻止層に 用いることが好ましい。
[0117] 《発光層》
本発明においては、発光ドーパントとして、本発明に係る、前記一般式（1)で表さ れる白金錯体を用い、且つ、発光ホストとして、該発光ホストの少なくとも 1種のリン光 の 0— 0バンドが 450nm以下であり、且つ、分子量が 450以上である化合物を用いる ことで、発光効率及び発光寿命の両方の特性が共に改善されることが判った。
[0118] また、本発明に係る白金錯体ゃ発光ホスト以外にも公知の発光ホストや発光ドーパ ントを併用してもよい。
[0119] 併用してもよい公知の発光ホストとしては、後述の電子輸送材料及び正孔輸送材 料もその相応しい一例として挙げられ、蛍光極大波長が 415nm以下であることが好 ましぐリン光の 0— 0バンドが 450nm以下であることがさらに好ましい。
[0120] この発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、 LB 法などの公知の薄膜ィ匕法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚 は、特に制限はないが、通常は 5ηπ！〜 5 μ mの範囲で選ばれる。この発光層は、こ れらの発光材料一種又は二種以上力もなる一層構造であってもよいし、あるいは、同 一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
[0121] また、この発光層は、特開昭 57— 51781号公報に記載されているように、榭脂など の結着材と共に上記発光材料を溶剤に溶力して溶液としたのち、これをスピンコート 法などにより薄膜ィ匕して形成することができる。このようにして形成された発光層の膜 厚については、特に制限はなぐ状況に応じて適宜選択することができるが、通常は 5nm〜5 μ mの ¾a囲（？ある。
[0122] 《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料を含み、広い意味で正孔注入 層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層もしくは複数層設ける ことができる。
[0123] 正孔輸送材料としては、特に制限はなぐ従来、光導伝材料において、正孔の電荷 注入輸送材料として慣用されて 、るものや EL素子の正孔注入層、正孔輸送層に使 用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
[0124] 正孔輸送材料は、正孔の注入もしくは輸送、電子の障壁性の!/、ずれかを有するも のであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えばトリァゾール誘導体、ォキ サジァゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン 誘導体及びピラゾロン誘導体、フ 二レンジァミン誘導体、ァリールァミン誘導体、アミ ノ置換カルコン誘導体、ォキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルォレ ノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ァニリン系共重 合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチォフェンオリゴマー等が挙げられる。
[0125] 正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができる力 ポルフィリン化合物 、芳香族第三級ァミン化合物及びスチリルァミン化合物、特に芳香族第三級ァミン化 合物を用いることが好まし 、。
[0126] 芳香族第三級アミンィ匕合物及びスチリルアミンィ匕合物の代表例としては、 N, N, N
' , N，一テトラフエ-ルー 4, 4，一ジァミノフエ-ル； N, N，一ジフエ-ルー N, N，一ビ ス（3—メチルフエ-ル）—〔1, 1，—ビフエ-ル〕— 4, 4，—ジァミン (TPD) ; 2, 2—ビ ス（4—ジ一 p—トリルァミノフエ-ル）プロパン； 1 , 1—ビス（4—ジ一 p—トリルアミノフ ェニル）シクロへキサン； N, N, Ν' , Ν，一テトラ一 ρ トリル一 4, 4，一ジアミノビフエ -ル； 1 , 1 ビス（4 ジ一 ρ トリルァミノフエ-ル） 4 フエ-ルシクロへキサン；ビ ス（4 ジメチルァミノ 2 メチルフエ-ル）フエニルメタン；ビス（4 ジ一 ρ トリルァ ミノフエ-ル）フエ-ルメタン； Ν, Ν，一ジフエ-ル一 Ν, Ν，一ジ（4—メトキシフエ-ル） —4, 4'—ジアミノビフエニル； Ν, Ν, Ν' , Ν，一テトラフエニル一 4, 4'—ジアミノジフ ェ-ルエーテル； 4, 4，—ビス（ジフエ-ルァミノ）クオードリフエ-ル； Ν, Ν, Ν—トリ（ρ 一トリル）ァミン； 4一（ジ—ρ—トリルァミノ）ー4，一〔4一（ジ—ρ—トリルァミノ)スチリル 〕スチルベン； 4—Ν, Ν ジフエ-ルァミノー（2 ジフエ-ルビ-ル）ベンゼン； 3—メ トキシー 4'—Ν, Ν ジフエ-ルアミノスチルベンゼン； Ν—フエ-ルカルバゾール、さ らには、米国特許第 5, 061, 569号明細書に記載されている 2個の縮合芳香族環を 分子内に有するもの、例えば 4, 4' ビス〔Ν—（1 ナフチル）—Ν—フエ-ルァミノ〕 ビフエ-ル (NPD)、特開平 4— 308688号公報に記載されているトリフエ-ルァミン ユニットが 3つスターバースト型に連結された 4, 4，， 4，，一トリス〔?^— (3—メチルフエ -ル）—Ν フエ-ルァミノ〕トリフエ-ルァミン（MTDATA)、ポリエチレンジォキシチ ォフェン Ζポリスチレンスルホン酸共重合体（PEDOTZPSS)等が挙げられる。
[0127] さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖と した高分子材料を用いることもできる。
[0128] また、 p型 Si、 p型 SiC等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として 使用することができる。
[0129] また、本発明においては正孔輸送層の正孔輸送材料は 415nm以下に蛍光極大 波長を有することが好ましぐリン光の 0— 0バンドが 450nm以下であることがさらに好 ましい。また、正孔輸送材料は、高 Tgであることが好ましい。
[0130] この正孔輸送層は、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キ ヤスト法、インクジェット法、 LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成す ることができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5ηπ！〜 50 OOnm程度である。この正孔輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一 層構造であってもよい。
[0131] 《電子輸送層》 電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料力 なり、広い意味で電子注入 層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、単層もしくは複数層を設 けることができる。
[0132] 従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣 接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料 (正孔阻止材料を兼ねる）としては、下 記の材料が知られて 、る。
[0133] さらに、電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有して いればよぐその材料としては従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用 いることがでさる。
[0134] この電子輸送層に用いられる材料 (以下、電子輸送材料という）の例としては、 -ト 口置換フルオレン誘導体、ジフヱ-ルキノン誘導体、チォピランジオキシド誘導体、ナ フタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリ デンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、ォキサジァゾール誘導 体、ピリジン誘導体、ピロール誘導体、ァリールボラン誘導体などが挙げられる。さら に、上記ォキサジァゾール誘導体において、ォキサジァゾール環の酸素原子を硫黄 原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン 環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
[0135] さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、またはこれらの材料を高分子の主鎖と した高分子材料を用いることもできる。
[0136] また、 8 キノリノール誘導体の金属錯体、例えばトリス（8 キノリノール)アルミ-ゥ ム（Alq)、トリス（5, 7—ジクロロ一 8—キノリノール）アルミニウム、トリス（5, 7—ジブ口 モ一 8 キノリノール）アルミニウム、トリス（2 メチル 8 キノリノール）アルミニウム 、トリス（5—メチル 8—キノリノール）アルミニウム、ビス（8—キノリノール）亜鉛（Znq )など、及びこれらの金属錯体の中心金属が In、 Mg、 Cu、 Ca、 Sn、 Ga又は Pbに置 き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリ 一若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基ゃスルホン酸基な どで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発 光層の材料として例示したジスチリルビラジン誘導体も、電子輸送材料として用いる ことができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、 n型— Si、 n型— SiCなどの無機 半導体も電子輸送材料として用いることができる。
[0137] 電子輸送層に用いられる好ましい化合物は、蛍光極大波長が 415nm以下である ことが好ましぐリン光の 0— 0バンド力 50nm以下であることがさらに好ましい。電子 輸送層に用いられる化合物は、高 Tgである化合物が好ま 、。
[0138] この電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キ ヤスト法、インクジェット法、 LB法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成す ることができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は 5〜5000 nm程度である。この電子輸送層は、上記材料の一種または二種以上からなる一層 構造であってもよい。
[0139] 次に、本発明の有機 EL素子の構成層として用いられる、注入層について説明する
[0140] 《注入層》:電子注入層、正孔注入層
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のごとく陽極と 発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存 在させてもよい。
[0141] 注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上の為に電極と有機層間に設けられる 層のことで、「有機 EL素子とその工業ィ匕最前線（1998年 11月 30日 ェヌ'ティー'ェ ス社発行)」の第 2編第 2章「電極材料」（123〜166頁）に詳細に記載されており、正 孔注入層（陽極バッファ一層）と電子注入層（陰極バッファ一層）とがある。
[0142] 陽極バッファ一層（正孔注入層）は、特開平 9— 45479号公報、同 9 260062号 公報、同 8— 288069号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フ タロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファ一層、酸ィ匕バナジウムに代表される 酸化物バッファ一層、アモルファスカーボンバッファ一層、ポリア-リン（ェメラルディ ン)やポリチォフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファ一層等が挙げられる
[0143] 陰極バッファ一層（電子注入層）は、特開平 6— 325871号公報、同 9 17574号 公報、同 10— 74586号公報等にもその詳細が記載されており、具体的には、スト口 ンチウムゃアルミニウム等に代表される金属バッファ一層、フッ化リチウムに代表され るアルカリ金属化合物バッファ一層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金 属化合物バッファ一層、酸ィヒアルミニウムに代表される酸ィヒ物バッファ一層等が挙げ られる。
[0144] 上記バッファ一層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましぐ素材にもよるが、そ の膜厚は 0. lnm〜100nmの範囲が好ましい。
[0145] この注入層は上記材料を、例えば、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インク ジェット法、 LB法等の公知の方法により、薄膜ィ匕することにより形成することができる 。注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は、 5nm〜5000nm程度であ る。この注入層は、上記材料の一種または二種以上力もなる一層構造であってもよい
[0146] 《陽極》
本発明の有機 EL素子に係る陽極としては、仕事関数の大きい (4eV以上)金属、 合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用い られる。このような電極物質の具体例としては Au等の金属、 Cul、インジウムチンォキ シド (ITO)、 SnO、 ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、 IDIXO (In O -
2 2 3
ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの 電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィ 一法で所望の形状のパターンを形成してもよぐあるいはパターン精度をあまり必要 としない場合は（100 m以上程度）、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所 望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。この陽極より発光を取り出す場 合には、透過率を 10%より大きくすることが望ましぐまた、陽極としてのシート抵抗は 数百 Ω Ζ口以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよる力 通常 ΙΟηπ！〜 1000nm、 好ましくは 10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
[0147] 《陰極》
一方、本発明に係る陰極としては、仕事関数の小さい (4eV以下)金属 (電子注入 性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするも のが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム一力リウ ム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム Z銅混合物、マグネシウム Z銀混合物 、マグネシウム /アルミニウム混合物、マグネシウム Zインジウム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミニウム (Ai 、インジウム、リチウム
2 o )混合物
3 Zアルミニウム混合物、希 土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の 点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金 属との混合物、例えばマグネシウム Z銀混合物、マグネシウム Zアルミニウム混合物 、マグネシウム Zインジウム混合物、アルミニウム Z酸ィ匕アルミニウム (Al
2 o )混合物 3
、リチウム Zアルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、これらの電 極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させることにより、作製す ることができる。また、陰極としてのシート抵抗は数百 ΩΖ口以下が好ましぐ膜厚は 通常 10nm〜1000nm、好ましくは 50nm〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光 を透過させるため、有機 EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または 半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
[0148] 《基体 (基板、基材、支持体等とも!ヽぅ)》
本発明の有機 EL素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に 限定はなぐまた、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板と しては例えばガラス、石英、光透過性榭脂フィルムを挙げることができる。特に好まし V、基体は、有機 EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な榭脂フィルムである。
[0149] 榭脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（PET)、ポリエチレンナフ タレート（PEN)、ポリエーテルスルホン（PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエ ーテルケトン、ポリフエ-レンスルフイド、ポリアリレート、ポリイミド、ポリカーボネート（P C)、セルローストリアセテート (TAC)、セルロースアセテートプロピオネート（CAP) 等力 なるフィルム等が挙げられる。
[0150] 榭脂フィルムの表面には、無機物もしくは有機物の被膜またはその両者のハイプリ ッド被膜が形成されていてもよぐ水蒸気透過率が 0. 01gZm2'dayatm以下の高 ノ リア性フィルムであることが好まし ヽ。
[0151] 本発明の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発光の室温における外部取り出し効 率は 1%以上であることが好ましぐより好ましくは 2%以上である。ここに、外部取り出 し量子効率 (％) =有機 EL素子外部に発光した光子数 Z有機 EL素子に流した電子 数 X 100である。
[0152] また、カラーフィルタ一等の色相改良フィルタ一等を併用してもよい。
[0153] 照明用途で用いる場合には、発光ムラを低減させるために粗面加工したフィルム（ アンチグレアフィルム等）を併用することもできる。
[0154] 多色表示装置として用いる場合は少なくとも 2種類の異なる発光極大波長を有する 有機 EL素子カゝらなるが、有機 EL素子を作製する好適な例を説明する。
[0155] 《有機 EL素子の作製方法》
本発明の有機 EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層
Z発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層 Z陰極からなる有機 EL素子の作製方法につ いて説明する。
[0156] まず適当な基体上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質力 なる薄膜を、 1 μ m 以下、好ましくは ΙΟηπ！〜 200nmの膜厚になるように、蒸着やスパッタリング等の方 法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素子材料である正孔注入層、正 孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層の有機化合物薄膜を形 成させる。
[0157] 有機化合物薄膜の薄膜ィ匕の方法としては、前記の如くスピンコート法、キャスト法、 インクジェット法、蒸着法、印刷法等があるが、均質な膜が得られやすぐかつピンホ ールが生成しにく!/、等の点から、真空蒸着法またはスピンコート法が特に好ま 、。 さらに層ごとに異なる製膜法を適用してもよい。製膜に蒸着法を採用する場合、その 蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度 50°C 〜450°C、真空度 10— 6Pa〜： LO— 2Pa、蒸着速度 0. 01nm〜50nmZ秒、基板温度— 50°C〜300°C、膜厚 0. lnm〜5 μ mの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
[0158] これらの層の形成後、その上に陰極用物質力もなる薄膜を、 1 μ m以下好ましくは 5 0nm〜200nmの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法に より形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機 EL素子が得られる。この有機 EL 素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注入層から陰極まで作製するのが 好ましいが、途中で取り出して異なる製膜法を施しても力まわない。その際、作業を 乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮をすることが好ましい。
[0159] 《表示装置》
本発明の表示装置について説明する。
[0160] 本発明の表示装置は単色でも多色でもよいが、ここでは、多色表示装置について 説明する。多色表示装置の場合は、発光層形成時のみシャドーマスクを設け、一面 に蒸着法、キャスト法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法等で膜を形成できる
[0161] 発光層のみパターユングを行う場合、その方法に限定はないが、好ましくは蒸着法 、インクジェット法、印刷法である。蒸着法を用いる場合においてはシャドーマスクを 用いたパターユングが好まし 、。
[0162] また作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、 正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
[0163] このようにして得られた多色表示装置に、直流電圧を印加する場合には、陽極を + 、陰極を—の極性として電圧 2〜40V程度を印加すると、発光が観測できる。また、 逆の極性で電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。さらに、交流電 圧を印加する場合には、陽極が +、陰極が一の状態になったときのみ発光する。な お、印加する交流の波形は任意でよい。
[0164] 多色表示装置は、表示デバイス、ディスプレー、各種発光光源として用いることがで きる。表示デバイス、ディスプレーにおいて、青、赤、緑発光の 3種の有機 EL素子を 用いることにより、フルカラーの表示が可能となる。
[0165] 表示デバイス、ディスプレーとしてはテレビ、パソコン、モノィル機器、 AV機器、文 字放送表示、自動車内の情報表示等が挙げられる。特に静止画像や動画像を再生 する表示装置として使用してもよぐ動画再生用の表示装置として使用する場合の駆 動方式は単純マトリックス (パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式で もどちらでもよい。
[0166] 発光光源としては家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告 、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光 センサの光源等が挙げられるがこれらに限定されない。 [0167] 《照明装置》
本発明の照明装置について説明する。
[0168] 本発明の有機 EL素子に共振器構造を持たせた有機 EL素子として用いてもよぐこ のような共振器構造を有した有機 EL素子の使用目的としては光記憶媒体の光源、 電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサの光源等が挙げられるが 、これらに限定されない。また、レーザ発振をさせることにより、上記用途に使用しても よい。
[0169] また、本発明の有機 EL素子は、照明用や露光光源のような一種のランプとして使 用しても良いし、画像を投影するタイプのプロジェクシヨン装置や、静止画像や動画 像を直接視認するタイプの表示装置 (ディスプレイ）として使用しても良い。動画再生 用の表示装置として使用する場合の駆動方式は単純マトリクス (パッシブマトリクス） 方式でもアクティブマトリクス方式でもどちらでも良い。または、異なる発光色を有する 本発明の有機 EL素子を 2種以上使用することにより、フルカラー表示装置を作製す ることが可能である。
[0170] 以下、本発明の有機 EL素子を有する表示装置の一例を図面に基づいて説明する
[0171] 図 1は、有機 EL素子力 構成される表示装置の一例を示した模式図である。有機 EL素子の発光により画像情報の表示を行う、例えば、携帯電話等のディスプレイの 模式図である。
[0172] ディスプレイ 1は、複数の画素を有する表示部 A、画像情報に基づいて表示部 Aの 画像走査を行う制御部 B等力もなる。
[0173] 制御部 Bは、表示部 Aと電気的に接続され、複数の画素それぞれに外部からの画 像情報に基づいて走査信号と画像データ信号を送り、走査信号により走査線毎の画 素が画像データ信号に応じて順次発光して画像走査を行って画像情報を表示部 A に表示する。
[0174] 図 2は、表示部 Aの模式図である。
[0175] 表示部 Aは基板上に、複数の走査線 5及びデータ線 6を含む配線部と、複数の画 素 3等とを有する。表示部 Aの主要な部材の説明を以下に行う。 [0176] 図においては、画素 3の発光した光力 白矢印方向（下方向）へ取り出される場合 を示している。
[0177] 配線部の走査線 5及び複数のデータ線 6は、それぞれ導電材料からなり、走査線 5 とデータ線 6は格子状に直交して、直交する位置で画素 3に接続している（詳細は図 示していない）。
[0178] 画素 3は、走査線 5から走査信号が印加されると、データ線 6から画像データ信号を 受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。発光の色が赤領域の画素、緑 領域の画素、青領域の画素を、適宜、同一基板上に並置することによって、フルカラ 一表示が可能となる。
[0179] 次に、画素の発光プロセスを説明する。
[0180] 図 3は、画素の模式図である。
[0181] 画素は、有機 EL素子 10、スイッチングトランジスタ 11、駆動トランジスタ 12、コンデ ンサ 13等を備えている。複数の画素に有機 EL素子 10として、赤色、緑色、青色発 光の有機 EL素子を用い、これらを同一基板上に並置することでフルカラー表示を行 うことができる。
[0182] 図 3において、制御部 B力もデータ線 6を介してスイッチングトランジスタ 11のドレイ ンに画像データ信号が印加される。そして、制御部 B力 走査線 5を介してスィッチン グトランジスタ 11のゲートに走査信号が印加されると、スイッチングトランジスタ 11の 駆動がオンし、ドレインに印加された画像データ信号がコンデンサ 13と駆動トランジ スタ 12のゲートに伝達される。
[0183] 画像データ信号の伝達により、コンデンサ 13が画像データ信号の電位に応じて充 電されるとともに、駆動トランジスタ 12の駆動がオンする。駆動トランジスタ 12は、ドレ インが電源ライン 7に接続され、ソースが有機 EL素子 10の電極に接続されており、ゲ 一トに印加された画像データ信号の電位に応じて電源ライン 7から有機 EL素子 10に 電流が供給される。
[0184] 制御部 Bの順次走査により走査信号が次の走査線 5に移ると、スイッチングトランジ スタ 11の駆動がオフする。しかし、スイッチングトランジスタ 11の駆動がオフしてもコン デンサ 13は充電された画像データ信号の電位を保持するので、駆動トランジスタ 12 の駆動はオン状態が保たれて、次の走査信号の印加が行われるまで有機 EL素子 1 0の発光が継続する。順次走査により次に走査信号が印加されたとき、走査信号に 同期した次の画像データ信号の電位に応じて駆動トランジスタ 12が駆動して有機 E L素子 10が発光する。
[0185] すなわち、有機 EL素子 10の発光は、複数の画素それぞれの有機 EL素子 10に対 して、アクティブ素子であるスイッチングトランジスタ 11と駆動トランジスタ 12を設けて 、複数の画素 3それぞれの有機 EL素子 10の発光を行っている。このような発光方法 をアクティブマトリクス方式と呼んで 、る。
[0186] ここで、有機 EL素子 10の発光は、複数の階調電位を持つ多値の画像データ信号 による複数の階調の発光でもよ 、し、 2値の画像データ信号による所定の発光量の オン、才フでもよ！/、。
[0187] また、コンデンサ 13の電位の保持は、次の走査信号の印加まで継続して保持して もよ 、し、次の走査信号が印加される直前に放電させてもょ 、。
[0188] 本発明においては、上述したアクティブマトリクス方式に限らず、走査信号が走査さ れたときのみデータ信号に応じて有機 EL素子を発光させるパッシブマトリクス方式の 発光駆動でもよい。
[0189] 図 4は、ノ ッシブマトリクス方式による表示装置の模式図である。図 4において、複 数の走査線 5と複数の画像データ線 6が画素 3を挟んで対向して格子状に設けられ ている。
[0190] 順次走査により走査線 5の走査信号が印加されたとき、印加された走査線 5に接続 して ヽる画素 3が画像データ信号に応じて発光する。
[0191] ノ¾ /シブマトリクス方式では画素 3にアクティブ素子が無ぐ製造コストの低減が計れ る。
[0192] 本発明に係わる有機 EL材料は、また、照明装置として、実質白色の発光を生じる 有機 EL素子に適用できる。複数の発光材料により複数の発光色を同時に発光させ て混色により白色発光を得る。複数の発光色の組み合わせとしては、青色、緑色、青 色の 3原色の 3つの発光極大波長を含有させたものでも良いし、青色と黄色、青緑と 橙色等の補色の関係を利用した 2つの発光極大波長を含有したものでも良い。 [0193] また、複数の発光色を得るための発光材料の組み合わせは、複数のリン光または 蛍光を発光する材料 (発光ドーパント）を、複数組み合わせたもの、蛍光またはリン光 を発光する発光材料と、該発光材料からの光を励起光として発光する色素材料とを 組み合わせたもののいずれでも良いが、本発明に係わる白色有機エレクト口ルミネッ センス素子においては、発光ドーパントを複数組み合わせる方式が好ましい。
[0194] 複数の発光色を得るための有機エレクト口ルミネッセンス素子の層構成としては、複 数の発光ドーパントを、一つの発光層中に複数存在させる方法、複数の発光層を有 し、各発光層中に発光波長の異なるドーパントをそれぞれ存在させる方法、異なる波 長に発光する微小画素をマトリックス状に形成する方法等が挙げられる。
[0195] 本発明に係わる白色有機エレクト口ルミネッセンス素子においては、必要に応じ製 膜時にメタルマスクやインクジェットプリンティング法等でパター-ングを施してもよい 。 ノターニングする場合は、電極のみをパター-ングしてもいいし、電極と発光層を ノ ターニングしても 、 、し、素子全層をパター-ングしても 、 、。
[0196] 発光層に用いる発光材料としては特に制限はなぐ例えば液晶表示素子における ノ ックライトであれば、 CF (カラーフィルター)特性に対応した波長範囲に適合するよ うに、本発明に係わる白金錯体、また公知の発光材料の中から任意のものを選択し て組み合わせて白色化すれば良 、。
[0197] このように、白色発光する本発明の発光有機 EL素子は、前記表示デバイス、デイス プレーに加えて、各種発光光源、照明装置として、家庭用照明、車内照明、また露光 光源のような一種のランプとして、また液晶表示装置のノ ックライト等、表示装置にも 有用に用いられる。
[0198] その他、時計等のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体等の光源、電子写 真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサの光源等、更には表示装置を必 要とする一般の家庭用電気器具等広い範囲の用途が挙げられる。
実施例
[0199] 以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されない。
[0200] 実施例 1
《有機 EL素子 OLED1— 1の作製》：比較例 陽極としてガラス上に ITOを 150nm成膜した基板 (NHテクノグラス社製: NA— 45 )にパターユングを行った後、この ITO透明電極（陽極)を設けた透明支持基板を iso —プロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、 UVオゾン洗浄を 5 分間行った。
[0201] この透明支持基板を、市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、一方、 5つ のモリブデン製抵抗加熱ボートに、 a NPD、 CBP (比較化合物 1)、 Ir 1、 BCP、 Alqをそれぞれ入れ真空蒸着装置に取付けた。
3
[0202] 次 、で、真空槽を 4 X 10— 4Paまで減圧した後、 a—NPDの入った前記加熱ボート に通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZ秒〜 0. 2nmZ秒で透明支持基板に膜厚 5 Onmの厚さになるように蒸着し、正孔輸送層を設けた。
[0203] さらに、 CBP (比較化合物 1)の入った前記加熱ボートと Ir 1の入ったボートをそれ ぞれ独立に通電して発光ホストである CBP (比較化合物 1)と発光ドーパントである Ir - 1の蒸着速度が 100： 7になるように調節し膜厚 30nmの厚さになるように蒸着し、 発光層を設けた。
[0204] ついで、 BCP (比較ィ匕合物 6)の入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速 度 0. InmZ秒〜 0. 2nmZ秒で厚さ 10nmの正孔阻止層を設けた。更に、 Alqの
3 入った前記加熱ボートを通電して加熱し、蒸着速度 0. InmZ秒〜 0. 2nmZ秒で 膜厚 40nmの電子輸送層を設けた。
[0205] 次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の長方形穴あきマスクを設 置し、一方、モリブデン製抵抗加熱ボートにマグネシウム 3gを入れ、タングステン製 の蒸着用バスケットに銀を 0. 5g入れ、再び真空槽を 2 X 10— 4Paまで減圧した後、マ グネシゥム入りのボートに通電して蒸着速度 1. 5nmZ秒〜 2. OnmZ秒でマグネシ ゥムを蒸着し、この際、同時に銀のバスケットを加熱し、蒸着速度 0. InmZ秒で銀を 蒸着し、前記マグネシウムと銀との混合物から成る陰極 (200nm)を作製した。
[0206] 更に、この有機 EL素子を大気に接触させることなく窒素雰囲気下のグローブボック ス（純度 99. 999%以上の高純度窒素ガスで置換したグローブボックス）へ移し、図 5 に示す概略模式図のような封止構造にして、有機 EL素子 OLED1— 1を作製した。
[0207] 尚、図 5中、捕水剤である酸化バリウム 25は、アルドリッチ社製の高純度酸化バリゥ ム粉末を、粘着剤付きのフッ素榭脂系半透過膜 (ミクロテックス： S— NTF8031Q (日 東電工製) )でガラス製封止缶 24に貼り付けたものを予め準備して使用した。封止缶 と有機 EL素子 OLED1— 1との接着には紫外線硬化型の接着剤 27を用い、紫外線 ランプを照射することで両者を接着し封止素子とした。
《有機 EL素子 OLED1— 2〜 1 21の作製》
上記の有機 EL素子 OLED 1— 1の作製において、発光層の作製に用 、た発光ホ ストである CBP (比較ィ匕合物 1)と発光ドーパントである Ir— 1を、各々表 1に記載の化 合物に替えた以外は同様にして、有機 EL素子 OLED1— 2〜1 21を各々作製し
7]
CBP (比較化合物 1>
Figure imgf000058_0001
α— NPD (比較化合物 2>
Figure imgf000058_0002
Figure imgf000058_0003
[0210] [化 28]
TPBI (比較化合物 5) BCP (比較化合物 6)
Figure imgf000059_0001
Mol.wt.： 654.76
0-0 band： 460nm
Alq3
Figure imgf000059_0002
[0211] 得られた有機EL素子OLEDl— l〜l 21の各々について下記のような評価を行 つた o
[0212] 《発光効率 (発光輝度、外部取り出し量子効率ともいう）》
有機 EL素子 OLED1— 2〜1— 21の各々の素子を温度 23度、乾燥窒素ガス雰囲 気下で 2. 5mAZcm2の定電流条件下による連続点灯を行い、点灯開始直後の発 光輝度 (L) [cd/m2]及び外部取り出し量子効率（ 7? )を測定した。ここで、発光輝度 の測定などは、 CS- 1000 (ミノルタ製）を用いた。
[0213] また、外部取り出し量子効率は、各々有機 EL素子 OLED1— 1を 100とした時の相 対値で表した。
[0214] 《発光寿命》
有機 EL素子 OLED1— 1〜1 27の各々の素子を室温下、 2. 5mAZcm2の定電 流条件下による連続点灯を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（ τ 1Z2)を測定した。また、発光寿命は、各々有機 EL素子 OLED1— 1を 100とした時 の相対値で表した。
[0215] 得られた結果を表 1に示す。
[0216] [表 1]
Figure imgf000060_0001
[0217] 表 1から、有機 EL素子 OLED1— l l〜OLEDl— 21で示されるように、リン光の 0 —0バンド力 50nmよりも短波長である本発明に係る発光ホストと本発明に係るオル トメタルィ匕白金錯体との組み合わせでは、 、ずれも著しく発光効率が向上してレ、るこ とが判る。特に、リン光 0— 0バンドが 430nmよりも短波長な発光ホストを用いた有機 EL素子 OLED1— 13〜1— 21ではその改善効果が著しレ、ことがわかる。
[0218] 表 1において、有機 EL素子 OLED1— 1〜1一 5及び有機 EL素子 OLEDl— 22〜 1— 25で示されるように、発光ドーパントとして、従来公知のオルトメタル化イリジウム 錯体を発光ドーパントに用いた素子では、発光ホストのリン光 0— 0バンドが 450nmよ りも長波長であっても、短波であっても、それほど大きな発光効率の変動はなぐ上記 の本発明の有機 EL素子のような著しい発光効率の改善効果は全く認められない。
[0219] それどころか、有機 EL素子 OLED1— 6〜1— 9で示されるような、本発明に係るォ ルトメタル化白金錯体を発光ドーパントに用い、リン光 0— 0バンドが 450nmよりも長 波長である従来公知の発光ホストを用いた素子では、発光効率が上昇するどころか、 逆に著しく発光効率が低下するという結果し力得られないことが判る。
[0220] なお、このことは図 7に示した発光ホストのリン光 0— 0バンドと発光効率を示すプロ ット図からも読みとることができる。つまり、発光ホストの性能は化合物の骨格によらず リン光の 0— 0バンドが短波長であることが重要であることがわかった。
[0221] また、同時に発光ホストに分子量 450以上の本発明の化合物を用いた場合、オルト メタル化イリジウム錯体では、ほとんど発光寿命を改善できないのに対し、オルトメタ ル化白金錯体との組み合わせでは、 OLEDD1 - 1よりも発光寿命の長!、良好な素 子が得られることが判る。
[0222] 実施例 2
《有機 EL素子 OLED2— 1の作製》
実施例 1の有機 EL素子 OLED 1—1の正孔輸送層を構成するひ— NPDの代わり に、 H— 15を用いて電子阻止層を形成し、次いで、正孔阻止層を BCP (比較ィ匕合物 6)から H— 16に換え、発光層の作製に用いた CBP (比較ィ匕合物 1)はそのままにし て、発光ドーパントをオルトメタル化イリジウム錯体 (Ir- 1)をオルトメタル化白金錯体 D— 50に変更した以外は全く同様にして、封止構造を有する有機 EL素子 OLED2 —1を作製した。
[0223] 《有機 EL素子 OLED2— 2〜2— 20の作製》
上記の有機 EL素子 OLED2— 1の発光層の作製に用 、た CBP (比較化合物 1 )と 発光ドーパント (D - 50)を表 2に記載の化合物に替えた以外は同様にして、有機 E 素子01^：02— 2〜2— 20を各々作製した。
[0224] 得られた有機 EL素子 OLED2— 1〜2— 20の各々について下記のような評価を行 つた o [0225] 《発光寿命》
有機 EL素子 OLED2— 1〜2— 20の各素子を 23°C、 2. 5mAZcm2の定電流条 件下による連続点灯を行い、初期輝度の半分の輝度になるのに要する時間（て / )
1 2 を測定した。
[0226] また、発光寿命は、各々有機 EL素子 OLED2— 1を 100とした時の相対値で表し た。得られた結果を表 2に示す。
[0227] [表 2]
Figure imgf000062_0001
[0228] 表 2力ら、発光ホストにリン光の 0— 0バンド力 50nm以下あり、かつ分子量が 450 以上である化合物を用いた有機 EL素子（OLED2— 8〜2— 12及び 2— 16〜2— 2 0)は、前記 0— 0バンド力 50nmよりも長波長である発光ホストを用いた有機 EL素 子（OLED2— 1〜2— 5及び 2— 13)よりも発光寿命が長くなることがわかった。
[0229] また、リン光 0— 0バンドが 450nm以下である力 分子量が 450未満の発光ホスト ( LMWH— 1および LMWH— 2)を用いた有機 EL素子（OLED2— 6〜2— 7および 2— 14〜2— 15)では寿命の改善効果が認められないこともわ力つた。
[0230] 表 2に示した有機 EL素子は全て、正孔輸送層及び電子輸送層にもリン光の 0— 0 バンド力 50nmよりも短波長な化合物を用いているが、これらを実施例 1の有機 EL 素子で用いたようなリン光の 0— 0バンドが長波長な化合物（ α— NPD及び BCP)に 置き換えると発光効率が約 5%〜15%低下し、発光寿命も 5%〜25%程度低くなつ てしまうことがわかった。
[0231] 従って、オルトメタルイ匕白金錯体を発光ドーパントに用いる有機 EL素子においては 、発光ホストにリン光 0— 0バンド力 50nm以下の化合物を用いることが非常に効果 的であるが、さらに電子輸送層ゃ正孔輸送層にもリン光の 0— 0バンドが 450nm以下 の短波長な化合物を用いることが好ま U、ことがわ力つた。
[0232] [化 29]
Mol.wt.： 400.51
0-0 band： 411nm
Figure imgf000063_0001
Mol.wt.： 408.49
New Journal of Chemistry.,第 26卷、 1171ページ (2002年）
Figure imgf000063_0002
[0233] 実施例 3
《有機 EL素子 3— 1〜3— 10の作製》
実施例 1の有機 EL素子 1—1の作製において、正孔阻止層の作製に用いた BCP を表 3に記載の化合物構成に変更した以外は同様にして、有機 EL素子 3— 1〜3— 10を各々作製した。また、有機 EL素子 1—1は実施例 1と同様にして作製し、比較例 とした。
[0234] 得られた有機 EL素子 1— 1、 3— 1〜3— 10について、実施例 1と同様にして発光 効率を、実施例 2と同様にして発光寿命を各々評価し、得られた結果を表 3に示す。 [0235] 尚、表3の有機EL素子OLED3— 7〜3— 10のょぅに、正孔阻止層を構成する化 合物が 2種類の場合の比率は、質量比を表す。
[0236] [表 3]
Figure imgf000064_0001
* B C Pと化合物（ D— 69， D - 102, D— H 5または D— 134)との
混合比は、 質畺比を表す。
[0237] 表 3から、比較に比べて本発明の有機 EL素子は、発光効率、発光寿命共に飛躍 的に向上することがわかる。また、本発明の有機 EL素子 OLED3— 7〜3— 10の評 価結果から、本発明に係る白金錯体を正孔阻止層に微量ドープするだけでも本発明 に記載の効果が得られることが明らかである。
[0238] 実施例 4
《フルカラー表示装置の作製》
(青色発光素子の作製）
実施例 2の有機 EL素子 OLED2— 8の発光層に用 、た発光ドーパントを D - 50か ら D— 89に変更し、電子輸送層の Alqを製膜した後にフッ化リチウム 0. 5nm及びァ
3
ルミ-ゥム l lOnmを蒸着して、陰極バッファ一層、陰極を各々形成した以外は同様 にして、青色発光素子を作製した。
[0239] (緑色発光素子の作製）
上記の青色発光素子の発光層に用いた発光ドーパントを D— 89から D— 45に変 更した以外は同様にして、緑色発光素子を作製した。 [0240] (赤色発光素子の作製）
上記の青色発光素子の作製において、発光ドーパントを D— 89から D— 46に変更 した以外は同様にして、赤色発光素子を作製した。
[0241] 上記で作製した、各々赤色、緑色、青色発光有機 EL素子を同一基板上に並置し、 図 1に記載のような形態を有するアクティブマトリクス方式フルカラー表示装置を作製 し、図 2には、作製した前記表示装置の表示部 Aの模式図のみを示した。即ち、同一 基板上に、複数の走査線 5及びデータ線 6を含む配線部と、並置した複数の画素 3 ( 発光の色が赤領域の画素、緑領域の画素、青領域の画素等）とを有し、配線部の走 查線 5及び複数のデータ線 6はそれぞれ導電材料からなり、走査線 5とデータ線 6は 格子状に直交して、直交する位置で画素 3に接続している（詳細は図示せず)。前記 複数画素 3は、それぞれの発光色に対応した有機 EL素子、アクティブ素子であるス イッチングトランジスタと駆動トランジスタそれぞれが設けられたアクティブマトリクス方 式で駆動されており、走査線 5から走査信号が印加されると、データ線 6から画像デ ータ信号を受け取り、受け取った画像データに応じて発光する。この様に各赤、緑、 青の画素を適宜、並置することによって、フルカラー表示装置を作製した。
[0242] 該フルカラー表示装置を駆動することにより、輝度が高ぐ高耐久性を有し、且つ、 鮮明なフルカラー動画表示が得られることが判った。
[0243] 実施例 5
《白色発光素子及び白色照明装置の作製》
実施例 1の透明電極基板の電極を 20mm X 20mmにパターユングし、その上に実 施例 1と同様に正孔輸送層として α— NPDを 50nmの厚さで製膜し、さらに、 H— 3 の入った前記加熱ボートと D— 89の入ったボート及び D— 46の入ったボートをそれ ぞれ独立に通電して発光ホストである H— 3と発光ドーパントである D— 89及び D— 4 6の蒸着速度が 100 : 5 : 0. 6になるように調節し膜厚 30nmの厚さになるように蒸着し 、発光層を設けた。
[0244] っ 、で、 BCPを lOnm製膜して正孔阻止層を設けた。更に、 Alqを 40nmで製膜し
3
電子輸送層を設けた。
[0245] 次に、真空槽をあけ、電子輸送層の上にステンレス鋼製の透明電極とほぼ同じ形 状の正方形穴あきマスクを設置し、陰極バッファ一層としてフッ化リチウム 0. 5nm及 び陰極としてアルミニウム 110nmを蒸着製膜した。
[0246] この素子を実施例 2と同様な方法及び同様な構造の封止缶を具備させ平面ランプ を作製した。この平面ランプの通電したところほぼ白色の光が得られ、照明装置とし て使用できることがわ力つた。
[0247] 得られた平面ランプの平面図を図 6 (a)に、側面図を図 6 (b)で示す。
産業上の利用可能性
[0248] 本発明により、高い発光効率を示し、且つ、半減寿命の長い有機エレクト口ルミネッ センス素子 (以下、有機 ELとも略記する)及び表示装置並びに照明装置を提供する ことが出来た。

Claims

請求の範囲
[1] 電極と有機物含有層を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子において、該有機 物含有層の少なくとも 1層が発光層であり、該発光層が、少なくとも発光ドーパントと 発光ホストを有し、該発光ドーパントの少なくとも 1種が白金錯体であり、且つ、該発 ，〜
光ホストの少なくとも 1種のリン光の 0— 0バンド力 50nm以下であり、且つ、分子量 力 50以上であることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[2] 電極と有機物含有層を有する有機エレクト口ルミネッセンス素子において、
該有機物含有層が、少なくとも発光層と該発光層に隣接する隣接層を有し、且つ、 該隣接層に白金錯体が含有されて ヽることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセンス 素子。
[3] 前記隣接層が正孔阻止層であることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の有機ェ レクト口ルミネッセンス素子。
[4] 前記白金錯体が、下記一般式 (1)で表される部分構造またはその互変異性体を有 するオルトメタルイ匕白金錯体であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機 エレクトロノレミネッセンス素子。
[化 1] 一般式 (1)
、
、、 ,-i
Pt
〔式中、 Cは炭素原子、 Nは窒素原子、 Ptは白金原子を表し、 Z は、 X及び窒素原
11 1
子と共に芳香族環または非芳香族環を形成するのに必要な原子群を表し、 z は、 X 及び炭素原子とともに芳香族環または非芳香族環を形成するのに必要な原子群を 表す。 X、 Xは、各々炭素原子または窒素原子を表し、 Lは単結合または 2価の連
1 2 1
結基を表す。尚、 Nと X及び Cと Xは、各々単結合または 2重結合で結合されている
1 2
o ]
[5] 前記発光ホストのリン光の 0— 0バンドが 430nm以下であることを特徴とする請求の 範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[6] 前記発光層が、発光波長の異なる少なくとも 2種の発光ドーパントを含有することを特 徴とする請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子。
[7] 発光色が白色であることを特徴とする請求の範囲第項 1項に記載の有機エレクトロル ミネッセンス素子。
[8] 請求の範囲第 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を有することを特徴とす る表示装置。
[9] 請求の範囲第項 1項に記載の有機エレクト口ルミネッセンス素子を有することを特徴と する照明装置。
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