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WO2019142555A1 - 発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 - Google Patents

発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法 Download PDF

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WO2019142555A1
WO2019142555A1 PCT/JP2018/045795 JP2018045795W WO2019142555A1 WO 2019142555 A1 WO2019142555 A1 WO 2019142555A1 JP 2018045795 W JP2018045795 W JP 2018045795W WO 2019142555 A1 WO2019142555 A1 WO 2019142555A1
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WO
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group
compound
light emitting
film
ring
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PCT/JP2018/045795
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English (en)
French (fr)
Inventor
顕一 田畑
井上 暁
康生 宮田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Priority to US16/769,533 priority patent/US11557743B2/en
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    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/622Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing four rings, e.g. pyrene

Definitions

  • the present invention relates to a luminescent film, an organic electroluminescent device, and a method of manufacturing the organic electroluminescent device. More specifically, the present invention relates to a luminescent film and the like excellent in luminous efficiency, chromaticity and device life.
  • organic electroluminescence element As a light emitting type electronic display device, there is an organic electroluminescence (hereinafter, also referred to as "organic EL”) element.
  • An organic EL element has a configuration in which a light emitting layer containing a compound that emits light (hereinafter, also referred to as “light emitting material”) is sandwiched between a cathode and an anode, and electrons and holes are injected into the light emitting layer to recombine.
  • light emitting material a compound that emits light
  • organic EL elements capable of emitting light with good luminous efficiency, luminance and chromaticity are desired.
  • a phosphorescent metal complex containing heavy atoms such as Ir, Ru and Pt is often used rather than a fluorescent compound.
  • these metal complexes are capable of spin inversion which is essentially forbidden from singlet excited state to triplet excited state by heavy atom effect, and theoretically realize an internal quantum yield of up to 100%.
  • the energy level of the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound (hereinafter, also simply referred to as "level") is higher than that of the fluorescent compound, so that the host compound and phosphorescent light emission It is because it is easy to deteriorate both the sexing compounds and to easily transfer energy to a low-level quencher generated during electric field drive.
  • the phosphorescence emitting compound has a light emission decay lifetime ⁇ of about several ⁇ s to several tens of ⁇ s, which is two to four orders longer than the fluorescence lifetime of the fluorescent material. Furthermore, as the level in the triplet excited state increases, the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the quenching substance easily overlap, the energy transfer rate increases, and the device life decreases. is the current situation.
  • PL (with Quencher) is the luminescence intensity in the presence of a quencher
  • PL 0 (without Quencher) is the luminescence intensity in the absence of a quencher
  • K q is the energy transfer rate from the light emitting material to the quencher
  • K d is the formation rate of the quencher by aggregation, decomposition, etc.
  • t is the integrated excitation time by light or current
  • ⁇ 0 is the case where the quencher does not exist It is the phosphorescence half life of the phosphorescent compound.
  • the light emitting material has a short light emission decay life ⁇ 0 such as a fluorescent compound, it is expected to extend the light emission life of the device (hereinafter also referred to as “device life”).
  • the internal quantum yield does not exceed 25%.
  • TTA triplet-triplet annihilation
  • the triplet excited state of a general fluorescent compound is thermally inactivated, but it is known that triplet excitons collide with each other to generate a singlet excited state by increasing the exciton density. ing.
  • the TTA mechanism is represented by the following formula (B), and one singlet exciton is generated from five triplet excitons.
  • EQE external extraction quantum efficiency
  • S 0 is a ground state
  • S 1 is a singlet excitation level
  • T 1 is a triplet excitation level
  • * is an excitation state.
  • Patent Document 1 describes a technique for manufacturing a highly efficient organic EL element by using a TADF (thermal activation delayed fluorescence) light-emitting compound as an assist dopant for a fluorescent light-emitting compound.
  • TADF thermal activation delayed fluorescence
  • the light emission decay life ( ⁇ ) of the light emitting film to which the fluorescent compound is added is still long on the order of ⁇ seconds, and the roll off and the acceleration coefficient become large under high brightness and high current density, As a result, there is a problem of deterioration of the device life.
  • the light emitting position in the light emitting layer is the hole transport layer (HTL: hole). It must be biased towards the transport layer or the electron transport layer (ETL) side.
  • HTL hole transport layer
  • ETL electron transport layer
  • the mixing of the interface is significantly manifested by film formation by the coating method. It is known that the interface with the light emitting layer (EML: emitter layer) is mixed several nm at the time of multi-layer film formation by coating method, and the probability of energy transfer to the adjacent layer increases, resulting in significant light emission. It has also been confirmed to cause a drop in efficiency. Therefore, an element using the TTA mechanism by densification of excitons can be implemented only with a limited layer configuration.
  • EML light emitting layer
  • Phosphorescent compound has a luminescence decay lifetime ⁇ as long as several ⁇ s to several tens of ⁇ s Due to the high level of the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound, light emission from the phosphorescent compound From the above viewpoint, the material used for the host compound is also higher than the level of the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound from the above viewpoint. As a result, it is difficult to extend the life of the device due to the use of the phosphorescent compound, as can be understood from the above-mentioned formula (A). ing.
  • the device lifetimes of the techniques disclosed in Patent Literatures 1 and 2 are not sufficient, and much room for improvement remains.
  • Patent No. 5905916 gazette Patent No. 4571359 gazette
  • the present invention has been made in view of the above problems and circumstances, and the problem to be solved is a light emitting film excellent in luminous efficiency, chromaticity and device life, organic electroluminescent device, method of manufacturing organic electroluminescent device, etc. To provide.
  • the inventor of the present invention has an overlap between the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the fluorescent compound, By defining the overlap integral values of these light emitting compounds in a relationship of a specific value or more, highly efficient Ferster energy transfer which has never been seen from phosphorescent compounds used as sensitizers to fluorescence compounds is achieved. As a result, it has been found that the light emission efficiency of the light emitting film can be maintained, and the device life can be improved. That is, the above-mentioned subject concerning the present invention is solved by the following means.
  • a luminescent film comprising at least a phosphorescent compound and a fluorescent compound,
  • the overlap integral value of the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the fluorescent compound satisfies the following formula (1):
  • the emission spectrum of the light emitting film is such that the light emission from the fluorescent compound accounts for 90% or more
  • a luminescent film wherein an absolute quantum yield (PLQE) of the luminescent film is represented by the following formula (2).
  • Formula (2) PLQE (phosphorescent compound + film comprising host compound) ⁇ 0.9 ⁇ PLQE (phosphorescent compound + film comprising fluorescent compound) [In formula (2), the lowest triplet excited state of the host compound is higher than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound, and does not inhibit the luminescence of the phosphorescent compound. ]
  • the light-emitting film according to claim 1 or 2 further comprising a host compound in which a lowest triplet excited state exists at a level higher in energy than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound.
  • the light-emitting film according to claim 1 or 2 further comprising a host compound in which a lowest triplet excited state exists at a level lower than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound.
  • the light-emitting film according to claim 1 or 2 which is a light-emitting film consisting only of the phosphorescent compound and the fluorescent compound.
  • Y is a deuterium atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, cycloalkoxy Group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amido group, carbamoyl group, ureido group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, Arylsulfonyl group, heteroarylsulfonyl group, amino group, fluorinated hydrocarbon group, triarylsilyl group,
  • At least one of Y is a group having a structure represented by the following general formula (2). Y may be mutually different, when there exist two or more. n is an integer from 1 to the maximum number that can be substituted for X. ]
  • R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group , Alkynyl group, heterocyclic group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group, alkoxythiol group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, Carbamo
  • R 1 and R 5 is a group having a structure represented by the following general formula (3) or (4).
  • * 1 represents a binding site to X.
  • A represents a carbon atom or a silicon atom.
  • R 6 to R 8 each independently represent the same group as R 1 to R 5 in the general formula (2), but at least one of R 6 to R 8 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms.
  • * 2 represents a bonding site to an adjacent atom.
  • R 9 and R 10 each independently represent the same group as R 1 to R 5 in general formula (2), at least one of which is an alkyl group having 1 or more carbon atoms is there.
  • * 3 represents a bonding site to an adjacent atom.
  • adjacent groups may be bonded to each other to form an aliphatic ring.
  • the phosphorescent compound is a compound having a structure represented by the following General Formula (5).
  • M represents iridium (Ir) or platinum (Pt).
  • a 1 , A 2 , B 1 and B 2 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom.
  • Ring Z 1 is a 6-membered aromatic hydrocarbon ring or a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring formed with A 1 and A 2 , or an aromatic fused ring containing at least one of these rings
  • Ring Z 2 represents a 5- or 6-membered heteroaromatic ring formed with B 1 and B 2 or an aromatic fused ring containing at least one of these rings.
  • the carbon atom possessed by the ring Z 1 and the ring Z 2 may be a carbene carbon atom.
  • One of the bonds of A 1 and M and the bond of B 1 and M is a coordinate bond, and the other is a covalent bond.
  • the ring Z 1 and the ring Z 2 may each independently have a substituent.
  • substituents of the ring Z 1 and the ring Z 2 are attached, may form a condensed ring structure, ligands each other represented by the ring Z 1 and the ring Z 2 may be linked .
  • L represents a monoanionic bidentate ligand coordinated to M, and may have a substituent.
  • m represents an integer of 0 to 2;
  • n represents an integer of 1 to 3.
  • M + n is 3 when M is iridium (Ir), and m + n is 2 when M is platinum (Pt).
  • m or n is 2 or more, the ligands or L represented by ring Z 1 and ring Z 2 may be the same or different, and the coordinates represented by ring Z 1 and ring Z 2 The child and L may be linked.
  • ring A represents a triazole ring.
  • B 1 and B 2 each represent a carbon atom or a nitrogen atom.
  • R 1 represents a substituent, and p represents an integer of 0 or 1.
  • R 2 represents a substituent.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a substituent, and r represents an integer of 0 or 1.
  • R 4 represents a substituent, and q represents an integer of 1 to 4.
  • M represents iridium (Ir) or platinum (Pt).
  • L represents any ligand capable of coordinating to M.
  • n1 represents an integer of 1 to 3.
  • m1 represents an integer of 0 to 2; ]
  • the organic electroluminescent element which has a light emitting layer which consists of a luminescent film as described in any one of 1st term to 9th term.
  • the water vapor permeability measured by the method according to JIS K 7129-1992 is in the range of 0.001 to 1 g / (m 2 ⁇ day), and Item 10 or item 11 sealed with a gas barrier layer in the range of 0.001 to 1 mL / (m 2 ⁇ day ⁇ atm) of oxygen permeability measured by the method according to JIS K 7126-1987.
  • the organic electroluminescent element as described in a term.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the energy transfer at the time of adding the fluorescent compound which can be energy-transferred from a phosphorescent compound to the luminescent film in which the host compound and the phosphorescent compound which do not contribute to light emission exist.
  • a phosphorescent light emitting compound is such that the Forster energy transfer or Dexter energy transfer from the phosphorescent compound to the fluorescent compound and, consequently, the fluorescence or non-radiative deactivation occurs.
  • the excitonic deactivation pathway of the compound is increased. Therefore, it is known that the light emitting film to which the fluorescent compound is added can shorten the light emission decay lifetime ⁇ of the phosphorescent compound itself when compared with the light emitting film to which the fluorescent compound is not added.
  • the triplet excited state of a fluorescent compound is a low energy level equal to or less than the energy corresponding to the wavelength of red light, and therefore the energy level lower than that of the lowest triplet excited state of a phosphorescent compound It is considered that non-radiative deactivation occurs predominantly. That is, as shown in FIG. 1, the luminescent film to which the fluorescent compound is added can shorten the light emission decay lifetime ⁇ of the phosphorescent compound.
  • the fluorescent light having an energy level lower than that of the lowest triplet excited state (T 1 level) of the phosphorescent compound The energy transfer to the T 1 level of the compound (Dexter type energy transfer) is also increased, so that the light emission characteristics sufficiently obtained in the light emitting film to which the fluorescent light emitting compound is not added are reduced. The amount of light emitted from the film decreases.
  • T 1 level position of phosphorescent compound when exciton deactivation to T 1 level position of fluorescent compound added, loses excitons in radiationless deactivation mechanisms, such as heat inactivation
  • the light emission luminance is lowered, and as a result, the element life of the element using the light emitting film at the same luminance conversion is shortened.
  • phosphorescent compounds to inhibit energy transfer to T 1 level position of low fluorescent compound than T 1 level of the phosphorescence-emitting compound and a fluorescent compound It is also considered to separate the distance of L by the added concentration, but it is possible to move from the T 1 level of the phosphorescent compound to the S 1 level of the fluorescent compound since the Forster transfer efficiency also decreases simultaneously. The amount of excitons decreases, and the light emission of the phosphorescent compound used as a sensitizer for the fluorescent compound remains, and the fluorescent compound is not completely sensitized.
  • the reason why the desired device life can not be obtained by the addition of the known fluorescent compound is considered to be based on the defects of the addition of the fluorescent compound as described above.
  • the triplet exciton of the phosphorescent compound is a Dexter type to the triplet excited state of the fluorescent compound.
  • the energy transfer causes nonradiative deactivation so that excitons inactivate without contributing to light emission.
  • the singlet of the fluorescent compound is obtained from the triplet excited state of the phosphorescent compound.
  • the fluorescent compound can be obtained from the T 1 level of the phosphorescent compound. It has been found that Forster-type energy transfer to the S 1 level of can be sufficiently large, and only fluorescence can be expressed without decreasing the emission intensity (see FIG. 2A).
  • the concentration of the phosphorescent compound is suppressed to prevent concentration quenching. Even if the host compound used as an agent is not completely used, concentration quenching can be suppressed by transferring the Forster energy to the singlet excited state of the fluorescent compound before it is deactivated on the phosphorescent compound. (See FIG. 2C). It is surmised that the mechanism as described above has realized the extension of the life of the device which has never been done before.
  • the luminescent film of the present invention is a luminescent film containing at least a phosphorescent compound and a fluorescent compound, and the overlap integral of the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the fluorescent compound
  • the light emission from the fluorescent compound accounts for 90% or more
  • the absolute quantum yield (PLQE) of the light emitting film is the emission spectrum of the light emitting film.
  • the overlap integral value of the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the fluorescent compound satisfy the formula (3), the triplet of the phosphorescent compound. It is preferable in that the Forster energy transfer from the excited state to the singlet excited state of the fluorescent compound is improved, and the light emission intensity and the device life are improved.
  • the exciton transfer from the phosphorescent compound is characterized by containing the host compound in which the lowest triplet excited state exists at a level higher in energy than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound. It is preferable at the point which can improve element lifetime by being able to adjust the distance of a fluorescent compound, without inhibiting.
  • a material having a relatively high lowest triplet excited state containing a host compound in which the lowest triplet excited state exists at a level on the lower energy side than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound
  • the host compound which is easily deteriorated that it is a light-emitting film comprising only the phosphorescent compound and the fluorescent compound without containing a host compound. It is preferable from the viewpoint of improving the life of the device.
  • the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the fluorescent compound have an overlap, the singlet excited state of the fluorescent compound from the triplet excited state of the phosphorescent compound It is preferable in terms of improving the Forster-type energy transfer to the source, and improving the emission intensity and the device life.
  • the fluorescent compound is a fluorescent compound having a structure represented by the general formula (1), the concentration quenching is suppressed, and the addition amount of the fluorescent compound is increased. It is preferable in that the device life can be improved by improving the Forster transfer efficiency.
  • the phosphorescent compound is a compound having a structure represented by the general formula (5), the overlap integral value of the absorption of the fluorescent compound and the phosphorescent compound can be increased. It is preferable in terms of improving the device life by improving the Forster transfer efficiency.
  • the phosphorescent compound is a compound having a structure represented by the general formula (6). It is preferable in that the device life can be improved by improving the Forster transfer efficiency.
  • the organic electroluminescent element of the present invention has a light emitting layer comprising the light emitting film. Thereby, the organic electroluminescent element excellent in luminous efficiency, chromaticity, and lifetime can be provided.
  • the deterioration of the adjacent layer is suppressed that the lowest triplet energy of the material used for the layer adjacent to the light emitting layer is lower than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound contained in the light emitting layer, It is preferable at the point which the element life improves.
  • the water vapor permeability measured by the method according to JIS K 7129-1992 is in the range of 0.001 to 1 g / (m 2 ⁇ day), and it is measured by the method according to JIS K 7126-1987. Sealed by the gas barrier layer in the range of 0.001 to 1 mL / (m 2 ⁇ day ⁇ atm) (1 atm is 1.01325 ⁇ 10 5 Pa). And preferred in that the cost can be reduced.
  • the manufacturing method of the organic electroluminescent element of this invention manufactures the said luminescent film by a dry process. Thereby, a homogeneous film is easily obtained, and the mixing with the adjacent layer can be suppressed.
  • the manufacturing method of the organic electroluminescent element of this invention manufactures the said luminescent film by a wet process. Thereby, it is easy to obtain a uniform film (coating film), and it is difficult to generate pinholes.
  • the luminescent film of the present invention is a luminescent film containing at least a phosphorescent compound and a fluorescent compound, and the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the fluorescent compound overlap with each other.
  • the integral value satisfies the following formula (1), and the emission spectrum of the luminescent film accounts for 90% or more of the light emission from the fluorescent compound and the absolute quantum yield (PLQE) of the luminescent film Is represented by the following formula (2).
  • Formula (1) J ⁇ 1.5 ⁇ 10 14
  • J means the overlap integral value of the emission spectrum of the phosphorescent complex and the absorption spectrum of the fluorescent compound.
  • Formula (2) PLQE (phosphorescent compound + film comprising host compound) ⁇ 0.9 ⁇ PLQE (phosphorescent compound + film comprising fluorescent compound) [In formula (2), the lowest triplet excited state of the host compound is higher than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound, and does not inhibit the luminescence of the phosphorescent compound. ] That is, in the formula (2), a phosphorescent compound and a fluorescent compound are used for PLQE of the reference film consisting of (phosphorescent compound + high T 1 host compound) before adding the fluorescent compound. It means that PLQE of the added light emitting film is 90% or more.
  • the overlap integral value of the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the fluorescent compound preferably satisfies the following formula (3).
  • Formula (3) J ⁇ 6.0 ⁇ 10 14
  • the present invention focusing on the sensitization of a singlet excited state of a fluorescent compound by the transferer energy transfer from the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound to the singlet excited state of the fluorescent compound Hit.
  • the process by which the phosphorescent compounds convert all the excitons from the host compound to their triplet excited state, and then transfer the triplet excited state to the fluorescent compound .
  • the following formula is a light emitting film containing a host compound, a phosphorescent compound and a fluorescent compound, and is a description of exciton migration when the host compound is mainly photoexcited.
  • D represents a host compound
  • X represents an intersystem crossing agent (phosphorescent compound)
  • A represents an energy acceptor (fluorescent compound).
  • Superscript 1 indicates singlet spin multiplicity
  • superscript 3 indicates triplet spin multiplicity
  • * indicates an excited state.
  • Dexter-type energy transfer is a near distance process that depends on the overlap of molecular orbitals of adjacent molecules. It also maintains the symmetry of the energy donor and energy acceptor pair. Thus, the energy transfer of equation (C) is not possible by the Dexter mechanism.
  • the energy donor transfer 3 X * ⁇ 1 A
  • 3 X * ⁇ 1 A phosphorescent compounds that are acceptable.
  • this migration probability is low.
  • the phosphorescent compound can emit phosphorescence due to some perturbations of the state, such as by spin-orbit interaction introduced by heavy metal atoms, it is energy at Forster-type energy transfer It can also serve as a donor.
  • the main factor that causes Forster-type energy transfer to be expressed efficiently is the overlap between the emission spectrum of the energy donor (phosphorescent compound) and the absorption spectrum of the energy acceptor (fluorescent compound) It is to be. Therefore, in the present invention, it is essential that the emission spectrum of the phosphorescent compound and the absorption spectrum of the fluorescent compound have an overlap.
  • each energy transfer efficiency is the absolute quantum yield (hereinafter, also simply described as “PLQE”) and luminescence decay lifetime ⁇ (hereinafter, simply described as “ ⁇ ”) of the luminescent film before and after the addition of the fluorescent compound.
  • PLQE measurement can be performed using an absolute quantum yield measurement apparatus C9920-02 (manufactured by Hamamatsu Photonics K. K.), a light emission decay life ⁇ , a fluorescence life measurement apparatus (eg, streak camera C4334 or a small fluorescence life measurement apparatus C11367-03 It is possible to measure by using (all are manufactured by Hamamatsu Photonics).
  • ⁇ 0 represents the light emission decay lifetime of the light emitting film to which the fluorescent compound is not added (hereinafter also referred to as “the light emitting film before adding the fluorescent compound”).
  • represents the light emission decay lifetime (unit: sec) after the addition of the fluorescent compound.
  • PLQE 0 is an absolute quantum yield of the luminescent film before adding the fluorescent compound
  • PLQE is a luminescent film to which the fluorescent compound is added (hereinafter referred to as “after adding the fluorescent compound
  • the light emitting film of the invention is also referred to as Also, Kr is the radiation rate of the phosphorescent compound (unit: 1 / sec), Knr is the radiationless rate of the phosphorescent compound (unit: 1 / sec), and Kf is the triplet excitation of the phosphorescent compound Förster energy transfer rate from state to fluorescent compound S 1 excited state (unit: 1 / sec), Kd is Dexter energy from the triplet excited state of the phosphorescent compound to a fluorescent light-emitting compound T 1 excited state It is a moving speed (unit: 1 / sec).
  • PD shows Dexter type energy transfer efficiency from the triplet excited state of the phosphorescent compound to the triplet excited state of the fluorescent compound.
  • PF indicates the Forster energy transfer efficiency from the triplet excited state of the phosphorescent compound to the singlet excited state of the fluorescent compound.
  • f D represents a normalized donor (energy donor, phosphorescent compound) emission spectrum
  • ⁇ A represents a molar absorption coefficient of an acceptor (energy acceptor, fluorescent compound).
  • represents a wavelength.
  • J represents the overlap integral value.
  • the measurement of the emission spectrum can be performed by a known method. For example, it can be carried out using a fluorometer (HITACHI F-7000 spectrophotometer).
  • the measurement of the absorption spectrum can be performed by a known method. For example, it can be performed using a fluorometer (HITACHI U-3300 spectrophotometer). Overlap integration is calculated based on the result of solution absorption spectrum and solution molar absorption coefficient.
  • the molar absorption coefficient can be determined by measuring a sample dissolved in 2-methyltetrahydrofuran (2Me-THF) with a spectrophotometer. Specifically, it may be measured with a spectrophotometer U-3000 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corp.) using a sample prepared to a concentration of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 mol / L with 2 Me-THF.
  • 2Me-THF 2-methyltetrahydrofuran
  • the method of detecting the chromaticity of each compound is not particularly limited, and for example, the compound may be separated and purified by HPLC (High Performance Liquid Chromatography) or the like, and then measured by the above-mentioned spectral radiance meter or the like.
  • HPLC High Performance Liquid Chromatography
  • the luminescent film of the present invention further contains a host compound in addition to the phosphorescent compound and the fluorescent compound, and the emission spectrum of the phosphorescent compound overlaps the absorption spectrum of the fluorescent compound.
  • a host compound in addition to the phosphorescent compound and the fluorescent compound, and the emission spectrum of the phosphorescent compound overlaps the absorption spectrum of the fluorescent compound.
  • a host compound is further contained, and the emission spectrum of the phosphorescent compound and the fluorescent compound And the lowest triplet excited state of the host compound is present at a lower energy level than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound.
  • the deterioration of the host compound can be significantly suppressed as compared with a material having a relatively high excited state, which is preferable in that the device life is improved.
  • the phosphorescence-emitting compound and the fluorescence emission compound of the phosphorescence-emitting compound and the fluorescence emission do not contain the host compound but contain only the phosphorescent compound and the fluorescent compound. It is preferable that the absorption spectra of the sexing compounds have an overlap, because it is possible to eliminate the deterioration of the host compound which is easily deteriorated, and the device life is improved.
  • the content of the phosphorescent compound, the fluorescent compound, and the host compound in the light emitting film of the present invention can be arbitrarily determined based on the conditions required for the product to be applied, and in the film thickness direction It may be contained at a uniform concentration, and may have an arbitrary concentration distribution.
  • the content of the phosphorescent compound in the light-emitting film of the present invention is 1 to 50% by mass, assuming that the mass of the light-emitting film is 100% in order to suitably exhibit the light emission phenomenon in the prior art. It is preferable that the content be in the range, and it is more preferable that the content be in the range of 1 to 30% by mass, but it is not particularly limited.
  • the content of the host compound in the light-emitting film of the present invention is also preferably in the range of 50 to 99% by mass, 70 to 99% by mass, based on 100% by mass of the light-emitting film Although the range is considered to be more preferable, it is not particularly specified and may not be included.
  • the content of the fluorescent compound in the luminescent film of the present invention suitably causes the sensitization phenomenon from the phosphorescent compound to be exhibited, and simultaneously suppresses the direct recombination on the fluorescent compound at the time of electric field drive. From the viewpoint of reducing the weight, a weight% equal to or less than that of the phosphorescent compound is preferable, and the range of 0.1 to 20.0 weight% is more preferable.
  • An embodiment may be such that the content (mass%) of the phosphorescent compound and the content (mass%) of the fluorescent compound satisfy the following formula (4). Thereby, the fluorescent compound can be more efficiently sensitized via the phosphorescent compound.
  • Formula (4) Content of phosphorescent compound (mass%) ⁇ Content of fluorescent compound (mass%)
  • the fluorescent compound according to the present invention is a compound capable of emitting light from a singlet excited state, and is not particularly limited as long as emission from the singlet excited state is observed.
  • the absolute quantum yield of the fluorescent compound alone film composed of the fluorescent compound is 10% or more, and the concentration of the added fluorescent compound is increased. It is preferable in that the device life can be improved by improving the Forster transfer efficiency.
  • the fluorescent compound according to the present invention includes, for example, anthracene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, fluoranthene derivatives, perylene derivatives, fluorene derivatives, arylacetylene derivatives, styrylarylene derivatives, styrylamine derivatives, arylamine derivatives, boron complexes, Coumarin derivatives, pyran derivatives, cyanine derivatives, croconium derivatives, squalium derivatives, oxobenzanthracene derivatives, fluorescein derivatives, rhodamine derivatives, pyrilium derivatives, perylene derivatives, polythiophene derivatives, rare earth complex compounds, etc.
  • fluorescent compound utilizing delayed fluorescence examples include, for example, compounds described in WO 2011/156793, JP 2011-213643 A, JP 2010-93181 A, etc.
  • the present invention is not limited to these.
  • the fluorescent compound according to the present invention is preferably a fluorescent compound having a structure represented by the following general formula (1).
  • X represents a ⁇ -conjugated fused ring having a 14 ⁇ electron system or more.
  • Y is a deuterium atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, a substituted or unsubstituted alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a heterocyclic group, an alkoxy group, cycloalkoxy Group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amido group, carbamoyl group, ureido group, sulfinyl group, alkylsulfonyl group, Arylsulfonyl group
  • At least one of Y is a group having a structure represented by the following general formula (2). Y may be mutually different, when there exist two or more. n is an integer from 1 to the maximum number that can be substituted for X. ]
  • R 1 to R 5 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom, a halogen atom, a cyano group, a nitro group, a hydroxy group, a mercapto group, an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group , Alkynyl group, heterocyclic group, alkoxy group, cycloalkoxy group, aryloxy group, alkylthio group, cycloalkylthio group, arylthio group, alkoxythiol group, alkoxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group, sulfamoyl group, acyl group, acyloxy group, amide group, Carbamo
  • R 1 and R 5 is a group having a structure represented by the following general formula (3) or (4).
  • * 1 represents a binding site to X.
  • A represents a carbon atom or a silicon atom.
  • R 6 to R 8 each independently represent the same group as R 1 to R 5 in the general formula (2), but at least one of R 6 to R 8 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms.
  • * 2 represents a bonding site to an adjacent atom.
  • R 9 and R 10 each independently represent the same group as R 1 to R 5 in general formula (2), at least one of which is an alkyl group having 1 or more carbon atoms is there.
  • * 3 represents a bonding site to an adjacent atom.
  • adjacent groups may be bonded to each other to form an aliphatic ring.
  • the phosphorescent compound according to the present invention is a compound that contains a heavy atom and is capable of emitting light from triplet excitation, and is not particularly limited as long as emission from triplet excitation is observed.
  • the phosphorescent compound according to the present invention is preferably a compound having a structure represented by the following general formula (5).
  • M represents iridium (Ir) or platinum (Pt).
  • a 1 , A 2 , B 1 and B 2 each independently represent a carbon atom or a nitrogen atom.
  • Ring Z 1 is a 6-membered aromatic hydrocarbon ring or a 5- or 6-membered aromatic heterocyclic ring formed with A 1 and A 2 , or an aromatic fused ring containing at least one of these rings
  • Ring Z 2 represents a 5- or 6-membered heteroaromatic ring formed with B 1 and B 2 or an aromatic fused ring containing at least one of these rings.
  • the carbon atom possessed by the ring Z 1 and the ring Z 2 may be a carbene carbon atom.
  • the ring Z 1 and the ring Z 2 may each independently have a substituent. By substituents of the ring Z 1 and the ring Z 2 are attached, may form a condensed ring structure, ligands each other represented by the ring Z 1 and the ring Z 2 may be linked .
  • L represents a monoanionic bidentate ligand coordinated to M, and may have a substituent.
  • m represents an integer of 0 to 2;
  • n represents an integer of 1 to 3.
  • M + n is 3 when M is iridium (Ir), and m + n is 2 when M is platinum (Pt).
  • the ligands or L represented by ring Z 1 and ring Z 2 may be the same or different, and the coordinates represented by ring Z 1 and ring Z 2 The child and L may be linked.
  • the ring Z 2 is preferably a 5-membered aromatic heterocyclic, B 1 and B 2 is preferably at least one is a nitrogen atom.
  • the compound having a structure represented by General Formula (5) is preferably a compound having a structure represented by the following General Formula (DP-1).
  • M, A 1 , A 2 , B 1 , B 2 , a ring Z 1 , L, m and n are M, A 1 , A 2 and B in the general formula (5) 1 and B 2 have the same meaning as ring Z 1 , L, m and n.
  • B 3 to B 5 are an atomic group forming an aromatic heterocyclic ring, and each independently represent a carbon atom which may have a substituent, a nitrogen atom, an oxygen atom or a sulfur atom.
  • substituents that B 3 to B 5 have include the same groups as the substituents that the ring Z 1 and the ring Z 2 have in the above-mentioned general formula (5).
  • the aromatic heterocycle formed by B 1 to B 5 in the general formula (DP-1) is represented by any of the following general formulas (DP-1a), (DP-1b) and (DP-1c) Is preferred.
  • * 1 represents a binding site to A 2 of formula (DP-1), and * 2 represents a binding site to M Represent.
  • Rb 3 ⁇ Rb 5 represents a hydrogen atom or a substituent, Rb 3 as the substituent represented by ⁇ rb 5, the same as the substituents possessed by the ring Z 1 and the ring Z 2 in the above general formula (5) Groups are mentioned.
  • B 4 and B 5 in the general formula (DP-1a) are a carbon atom or a nitrogen atom, and more preferably at least one is a carbon atom.
  • B 3 to B 5 in the general formula (DP-1b) are a carbon atom or a nitrogen atom, and more preferably at least one is a carbon atom.
  • B 3 and B 4 in the general formula (DP-1c) is a carbon atom or a nitrogen atom, and more at least one is preferably a carbon atom, Rb 3 and substituent further bonded to each other represented by Rb 4 It is more preferable that a fused ring structure is formed, and in this case, the fused ring structure to be newly formed is preferably an aromatic ring, and a benzoimidazole ring, an imidazopyridine ring, an imidazopyrazine ring or a purine ring It is preferable that it is either.
  • Rb 5 is preferably an alkyl group, an aryl group, more preferably a phenyl group.
  • the phosphorescent compound according to the present invention may be a compound having a structure represented by the following general formula (6).
  • ring A represents a triazole ring.
  • B 1 and B 2 each represent a carbon atom or a nitrogen atom.
  • R 1 represents a substituent, and p represents an integer of 0 or 1.
  • R 2 represents a substituent.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a substituent, and r represents an integer of 0 or 1.
  • R 4 represents a substituent, and q represents an integer of 1 to 4.
  • M represents iridium (Ir) or platinum (Pt).
  • L represents any ligand capable of coordinating to M.
  • n1 represents an integer of 1 to 3.
  • m1 represents an integer of 0 to 2; ]
  • ring A represents a triazole ring
  • B 1 and B 2 each represent a carbon atom or a nitrogen atom.
  • B 1 is a nitrogen atom
  • B 2 represents a carbon atom
  • B 1 represents a carbon atom
  • the substituent represented by R 1 is an alkyl group (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group) , Tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group etc., cycloalkyl group (eg, cyclopentyl group, cyclohexyl group etc.), alkenyl group (eg, vinyl group, allyl group etc.), alkynyl group (eg, ethynyl group, propargyl group etc.)
  • Aromatic hydrocarbon ring group also referred to as aromatic carbon ring group, aryl group etc.
  • Aromatic hydrocarbon ring group also referred to as aromatic carbon ring group, aryl group etc.
  • p represents an integer of 0 or 1. That is, p is 0 or 1 when B 2 in the general formula (6) is a nitrogen atom, and p is 1 when B 2 in the general formula (6) is a carbon atom.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a substituent, and the substituent represented by R 2 has the same meaning as R 1 in Formula (6).
  • r represents an integer of 0 or 1. That is, r is 0 when B 1 in the general formula (6) is a nitrogen atom, and r is 1 when B 1 in the general formula (6) is a carbon atom.
  • R 3 represents a hydrogen atom or a substituent, and the substituent represented by R 3 has the same meaning as R 1 in the general formula (6).
  • R 4 represents a hydrogen atom or a substituent, and the substituent represented by R 4 has the same meaning as R 1 in Formula (6).
  • q represents an integer of 1 to 4.
  • R 4 may be the same or different. Furthermore, when there are multiple R 4 's, they may be combined with each other to form a ring.
  • L represents an arbitrary ligand which can be coordinated to M, but is a well-known ligand by those skilled in the art.
  • ligands used for conventionally known metal complexes there are various known ligands, for example, “Photochemistry and Photophysics” of Coordination Compounds "Springer-Verlag H. Ligands described in Yersin 1987, “Organometallic chemistry-foundations and applications-” by Shoka Yamamoto Akio 1982, etc. (eg halogen ligands (preferably chlorine ligands), including Nitrogen heterocyclic ligands (eg, bipyridyl, phenanthroline etc.), diketone ligands etc. may be mentioned.
  • substituted or unsubstituted phenylpyridine, phenylpyrazole, phenylimidazole, phenyltriazole, phenyltetrazole, pyrazabole, picolinic acid, carbene and the like can be used in combination as preferable ligands.
  • n1 represents an integer of 1 to 3
  • m1 represents an integer of 0 to 2.
  • a phosphorescent compound which can be used in this invention it can select suitably from the well-known things used for the light emitting layer of an organic EL element, and can be used.
  • the light emitting film of the present invention may contain a host compound in addition to the fluorescent compound and the phosphorescent compound.
  • the host compound according to the present invention is a compound mainly responsible for charge injection and transport in the light emitting layer, and its own light emission is not substantially observed in the organic EL device of the present invention.
  • the host compound is preferably a compound having a phosphorescent quantum yield of phosphorescence of less than 0.1 at room temperature (25 ° C.), more preferably a compound having a phosphorescent quantum yield of less than 0.01.
  • the excited state energy of the host compound is preferably higher than the excited state energy of the phosphorescent compound contained in the same layer.
  • host compounds known host compounds may be used alone or in combination. By using a plurality of host compounds, charge transfer can be adjusted, and the efficiency of the organic EL element can be increased.
  • the compound used by the conventional organic EL element can be used. It may be a low molecular weight compound or a polymer compound having a repeating unit, or may be a compound having a reactive group such as a vinyl group or an epoxy group.
  • the host compound while having a hole transporting ability or an electron transporting ability, it prevents the increase in wavelength of light emission, and further stabilizes the organic EL device against heat generation during high temperature drive or device drive.
  • the Tg is 90 ° C. or more, more preferably 120 ° C. or more.
  • the glass transition temperature (Tg) is a value determined by a method according to JIS-K-7121 using DSC (Differential Scanning Calorimetry).
  • the host compound according to the present invention is preferably a compound having a structure represented by the following general formula (HA) or (HB).
  • Xa represents O or S.
  • Xb, Xc, Xd and Xe each independently represent a hydrogen atom, a substituent or a group having a structure represented by the following general formula (HC), and at least one of Xb, Xc, Xd and Xe is Ar represents a group having a structure represented by the following general formula (HC), and at least one of the groups having a structure represented by the following general formula (HC) represents a carbazolyl group.
  • L ' represents a divalent linking group derived from an aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle.
  • n represents an integer of 0 to 3, and when n is 2 or more, a plurality of L's may be the same or different.
  • * represents a binding site to general formula (HA) or (HB).
  • Ar represents a group having a structure represented by the following Formula (HD).
  • Xf represents N (R '), O or S.
  • E 1 to E 8 each represent C (R ′ ′) or N, and R ′ and R ′ ′ each represent a hydrogen atom, a substituent or a bonding site to L ′ in formula (HC).
  • * Represents a binding site to L ′ in the general formula (HC).
  • Xb, Xc, Xd and Xe are represented by general formula (HC)
  • Ar in the general formula (HC) represents a carbazolyl group which may have a substituent.
  • L 'in general formula (HC) for example, phenyl group, p-chlorophenyl group, mesityl group, tolyl group, xylyl group, naphthyl group, anthryl group, azulenyl group, acenaphthenyl group And a fluorenyl group, a phenanthryl group, an indenyl group, a pyrenyl group, a biphenylyl group and the like.
  • Examples of the aromatic heterocyclic ring represented by L ′ in the general formula (HC) include furyl group, thienyl group, pyridyl group, pyridazinyl group, pyrimidinyl group, pyrazinyl group, triazinyl group, imidazolyl group, pyrazolyl group, thiazolyl group A quinazolinyl group, a carbazolyl group, a carbolinyl group, a diazacarbazolyl group (in which a carbon atom constituting one of the carborin rings of the carborinyl group is replaced with a nitrogen atom), a phthalazinyl group and the like can be mentioned.
  • the host compound used in the present invention may be used in an adjacent layer adjacent to the light emitting layer.
  • any “phosphorescent compound” and “host compound” contained in the luminescent film of the present invention are separately described, any “phosphorescent compound” and “host compound” are described. It may be a combination of compounds. Further, the plurality of “phosphorescent compounds” may be used in combination, and the plurality of “host compounds” may be used in combination.
  • the light-emitting film according to the present invention is applicable to various products, and can be applied to, for example, an organic electroluminescent element, an organic light-emitting film solar cell, etc. described later.
  • the light-emitting film according to the present invention may further contain a known substance that is usually used when applied to each product. Good.
  • the light emitting film of the present invention can be suitably adopted as a light emitting layer of an organic electroluminescent device provided with a light emitting layer between an anode and a cathode.
  • the lowest triplet energy of the material used for the layer adjacent to the light emitting layer is preferably lower than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound contained in the light emitting layer.
  • an electron carrying layer is preferable, for example.
  • the light emitting layer according to the present invention is composed of a single layer or a plurality of layers, and when there are a plurality of light emitting layers, a non-light emitting intermediate layer may be provided between each light emitting layer.
  • a hole blocking layer also referred to as a hole blocking layer
  • an electron injection layer also referred to as a cathode buffer layer
  • An electron blocking layer also referred to as an electron blocking layer
  • a hole injection layer also referred to as an anode buffer layer
  • the electron transport layer according to the present invention is a layer having a function of transporting electrons, and in a broad sense, an electron injection layer and a hole blocking layer are also included in the electron transport layer. Moreover, it may be comprised by multiple layers.
  • the hole transport layer according to the present invention is a layer having a function of transporting holes, and in a broad sense, a hole injection layer and an electron blocking layer are also included in the hole transport layer. Moreover, it may be comprised by multiple layers.
  • the layer excluding the anode and the cathode is also referred to as an "organic layer".
  • the organic EL device of the present invention may be a device having a so-called tandem structure in which a plurality of light emitting units including at least one light emitting layer are stacked.
  • first light emitting unit / second light emitting unit / third light emitting unit / cathode anode / first light emitting unit / intermediate layer / second light emitting unit / intermediate layer / third light emitting unit / cathode here, the first light emitting unit
  • the second light emitting unit and the third light emitting unit may be all the same or different. Also, the two light emitting units may be the same, and the remaining one may be different.
  • the third light emitting unit may not be provided, and a light emitting unit or an intermediate layer may be further provided between the third light emitting unit and the electrode.
  • the plurality of light emitting units may be stacked directly or may be stacked via an intermediate layer, and the intermediate layer is generally formed of an intermediate electrode, an intermediate conductive layer, a charge generation layer, an electron extraction layer, a connection layer, an intermediate layer. It is also called an insulating layer, and any known material configuration can be used as long as it has a function of supplying electrons to the adjacent layer on the anode side and holes to the adjacent layer on the cathode side.
  • Examples of the material used for the intermediate layer include ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), ZnO 2 , TiN, ZrN, HfN, TiO x , VO x , Cu I, InN, GaN, Conductive inorganic compound layers such as CuAlO 2 , CuGaO 2 , SrCu 2 O 2 , LaB 6 , RuO 2 , Al, etc., bilayer films such as Au / Bi 2 O 3 , SnO 2 / Ag / SnO 2 , ZnO / Multilayer films of Ag / ZnO, Bi 2 O 3 / Au / Bi 2 O 3 , TiO 2 / TiN / TiO 2 , TiO 2 / ZrN / TiO 2, etc.
  • Conductivity of fullerenes such as C 60 , oligothiophenes, etc.
  • Organic layer, conductive organic compound layer such as metal phthalocyanines, metal free phthalocyanines, metal porphyrins, metal free porphyrins, etc. may be mentioned.
  • the present invention is not limited thereto.
  • Preferred examples of the configuration in the light emitting unit include, for example, those obtained by removing the anode and the cathode from the configurations of (1) to (7) mentioned in the above-mentioned typical device configurations, but the present invention is limited thereto I will not.
  • tandem type organic EL element for example, US Pat. No. 6,337,492, US Pat. No. 742,0203, US Pat. No. 7,473,923, US Pat. No. 6,872,472, US Pat. No. 6,107,734 Specification, U.S. Patent No. 6,337,492, International Publication No. 2005/009087, Japanese Patent Publication No. 2006-228712, Japanese Patent Publication No. 2006-24791, Japanese Patent Publication No. 2006-49393, and Japanese Patent Publication No. 2006-49394 JP-A-2006-49396, JP-A-2011-96679, JP-A-2005-340187, Patent No. 4711424, Patent No. 3496681, Patent No.
  • Patent No. 4213169 JP-A-2010-192719 Publication No. 2009-07 No. 929, JP-A-2008-078414, JP-A-2007-059848, JP-A-2003-272860, JP-A-2003-045676, WO 2005/094130, etc.
  • a constituent material etc. are mentioned, this invention is not limited to these.
  • the light emitting layer according to the present invention provides a field in which electrons and holes injected from an electrode or an adjacent layer (hereinafter also referred to as “adjacent layer”) are recombined to emit light via an exciton. It is a layer, and the light emitting part may be in the layer of the light emitting layer or an interface between the light emitting layer and the adjacent layer. Then, the light emitting layer according to the present invention may be configured to have the “light emitting film” of the present invention described above. Specifically, the light emitting layer according to the present invention may be the “light emitting film” of the present invention, but is not particularly limited, and includes, for example, a film made of other light emitting layers, other compounds, etc. It may be. The configuration of the light emitting layer according to the present invention is not particularly limited as long as the requirements for the light emitting film defined in the present invention are satisfied.
  • the total thickness of the light emitting layer is not particularly limited, it is possible to prevent the uniformity of the film to be formed, the application of unnecessary high voltage at the time of light emission, and the stability improvement of the light emission color to the drive current. From the viewpoint, it is preferable to adjust to a range of 2 nm to 5 ⁇ m, more preferably to a range of 2 to 500 nm, and further preferably to a range of 5 to 200 nm.
  • each light emitting layer is preferably adjusted in the range of 2 nm to 1 ⁇ m, more preferably in the range of 2 to 200 nm, still more preferably in the range of 3 to 150 nm Ru.
  • the light emitting layer according to the present invention contains the light emitting film of the present invention as described above, the above-mentioned "phosphorescent compound” and “fluorescent compound” and, if necessary, "host compound” Contained.
  • the light emitting film of the present invention may contain a material of a layer adjacent to the light emitting film.
  • the material of the adjacent layer is not particularly limited as long as it is the material of the layer adjacent to the light emitting film (light emitting layer), and examples thereof include a compound to be contained in the hole transport layer.
  • the light-emitting film of the present invention can stably provide an organic electroluminescent device that is less susceptible to the external environment.
  • the light emitting layer according to the present invention may have the following “(1) light emitting dopant (hereinafter, also referred to as“ other light emitting dopant ”): (1.1) as long as the effects of the present invention are not impaired. ) Phosphorescent compounds (hereinafter also referred to as “other phosphorescent compounds”), (1.2) fluorescent compounds (hereinafter referred to as “other fluorescent compounds”) or " (2) A host compound (hereinafter, also referred to as “other host compound”) may be contained.
  • Other light emitting dopants include other phosphorescent compounds (also referred to as other phosphorescent dopants and other phosphorescent compounds), and other fluorescent compounds (also referred to as other phosphorescent compounds). It is preferable to use other fluorescent dopants and other fluorescent compounds in combination.
  • the phosphorescent compound according to the present invention and the other phosphorescent compound may be used in combination of two or more kinds, and a combination of dopants having different structures may be used. Thereby, arbitrary luminescent color can be obtained.
  • one or more light emitting layers contain a plurality of light emitting dopants of different light emitting colors and exhibit white light emission.
  • the other phosphorescent dopant according to the present invention is a compound in which light emission from triplet excitation is observed, and specifically, a compound which emits phosphorescence at room temperature (25 ° C.), and the phosphorescence quantum yield is The compound is defined as a compound of 0.01 or more at 25 ° C., but a preferable phosphorescence quantum yield is 0.1 or more.
  • the phosphorescence quantum yield in the present invention can be measured by the method described on page 398 (1992 edition, Maruzen) of Spectrum II of 4th Edition Experimental Chemistry Lecture 7.
  • the phosphorescent quantum yield in solution can be measured using various solvents, but the other phosphorescent dopants according to the present invention achieve the above-mentioned phosphorescent quantum yield (0.01 or more) in any of the optional solvents. It should be done.
  • Two types of light emission from other phosphorescent dopants can be mentioned in principle, and one causes carrier recombination on the host compound to which the carrier is transported to generate an excited state of the host compound, and this energy is used as the other phosphorus It is an energy transfer type in which light emission from other phosphorescent dopants is obtained by transferring to a light dopant.
  • the other is a carrier trap type in which other phosphorescent dopants become carrier traps, and carrier recombination occurs on other phosphorescent dopants, and light emission from other phosphorescent dopants is obtained.
  • the condition is that the energy of the excited state of the other phosphorescent dopant is lower than the energy of the excited state of the other host compound.
  • the other phosphorescent dopants that can be used in the present invention can be appropriately selected from known ones used in the light emitting layer of the organic EL element.
  • phosphorescent dopants include organometallic complexes having Ir as a central metal. More preferably, complexes containing at least one coordination mode of metal-carbon bond, metal-nitrogen bond, metal-oxygen bond, metal-sulfur bond are preferable.
  • the other fluorescent dopants are compounds capable of emitting light from singlet excitation, and are not particularly limited as long as emission from singlet excitation is observed.
  • fluorescent dopants include, for example, anthracene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, fluoranthene derivatives, perylene derivatives, fluorene derivatives, arylacetylene derivatives, styrylarylene derivatives, styrylamine derivatives, arylamine derivatives, boron complexes, coumarin derivatives, pyran Derivatives, cyanine derivatives, croconium derivatives, squalium derivatives, oxobenzanthracene derivatives, fluorescein derivatives, rhodamine derivatives, pyrylium derivatives, perylene derivatives, polythiophene derivatives, rare earth complex compounds, and the like can be mentioned.
  • light emitting dopants using delayed fluorescence include, for example, compounds described in WO 2011/156793, JP 2011-213643 A, JP 2010-93181 A etc., but the present invention Is not limited to these.
  • the other host compounds are compounds mainly responsible for charge injection and transport in the light emitting layer, and their own light emission is not substantially observed in the organic EL device.
  • the phosphorescence quantum yield of phosphorescence emission at room temperature (25 ° C.) is a compound of less than 0.1, and more preferably, the compound of which phosphorescence quantum yield is less than 0.01.
  • the excited state energy of the other host compounds is preferably higher than the excited state energy of the light emitting dopant contained in the same layer.
  • the other host compounds may be used alone or in combination of two or more. By using a plurality of other host compounds, charge transfer can be adjusted, and the efficiency of the organic EL element can be increased.
  • the other host compounds there is no particular limitation on the other host compounds, and compounds conventionally used in organic EL devices can be used. It may be a low molecular weight compound or a polymer compound having a repeating unit, or may be a compound having a reactive group such as a vinyl group or an epoxy group.
  • the Tg is 90 ° C. or more, more preferably 120 ° C. or more.
  • host compounds used in the organic EL device according to the present invention include, but are not limited to, known compounds described in the literature exemplified for the host compound according to the present invention described above.
  • host compounds according to the present invention may be used in an adjacent layer adjacent to the light emitting layer.
  • the electron transport layer may be made of a material having a function of transporting electrons, and may have a function of transferring electrons injected from the cathode to the light emitting layer.
  • the lowest triplet energy of the material is lower than the lowest triplet excited state of the phosphorescent compound contained in the light emitting layer. It is preferable in terms of suppressing deterioration and improving the device life.
  • the total thickness of the electron transport layer according to the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 2 nm to 5 ⁇ m, more preferably in the range of 2 to 500 nm, and still more preferably in the range of 5 to 200 nm.
  • the organic EL element when light generated in the light emitting layer is extracted from the electrode, the light directly extracted from the light emitting layer and the light extracted after being reflected by the electrode for extracting light and the electrode positioned at the counter electrode interfere with each other. It is known to cause. When light is reflected by the cathode, this interference effect can be efficiently used by appropriately adjusting the total thickness of the electron transport layer to between 5 nm and 1 ⁇ m.
  • the electron mobility of the electron transport layer is preferably 10 ⁇ 5 cm 2 / Vs or more.
  • electron transport material As a material used for the electron transport layer (hereinafter referred to as “electron transport material”), any one of electron injecting property or transporting property and hole blocking property may be used. Any of them can be selected and used.
  • nitrogen-containing aromatic heterocyclic derivatives carbazole derivatives, azacarbazole derivatives (where one or more of carbon atoms constituting a carbazole ring is substituted with nitrogen atoms)
  • pyridine derivatives pyrimidine derivatives
  • pyrazine derivatives pyridazine derivatives
  • Triazine derivative quinoline derivative, quinoxaline derivative, phenanthroline derivative, azatriphenylene derivative
  • dibenzofuran derivative Dibenzothiophene derivatives
  • silole derivatives aromatic hydrocarbon ring derivatives (naphthalene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene etc.)
  • metal complexes having a quinolinol skeleton or a dibenzoquinolinol skeleton as a ligand for example, tris (8-quinolinol) aluminum (Alq), tris (5,7-dichloro-8-quinolinol) aluminum, tris (5,7- Dibromo-8-quinolinol) aluminum, tris (2-methyl-8-quinolinol) aluminum, tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc (Znq), etc., and metal complexes thereof Metal complexes in which the central metal is replaced with In, Mg, Cu, Ca, Sn, Ga or Pb can also be used as the electron transport material.
  • metal free or metal phthalocyanine, or those whose terminal end is substituted with an alkyl group, a sulfonic acid group or the like can also be preferably used as the electron transport material.
  • distyrylpyrazine derivatives exemplified as the material of the light emitting layer can also be used as the electron transporting material, and like the hole injecting layer and the hole transporting layer, inorganic semiconductors such as n-type -Si and n-type -SiC Can also be used as an electron transport material.
  • transduced such materials into the polymer chain or used such materials as the polymeric principal chain can also be used.
  • the electron transport layer may be doped with a doping material as a guest material to form an electron transport layer having a high n property (electron rich).
  • the dopant include n-type dopants such as metal complexes and metal compounds such as metal halides.
  • the electron transport layer having such a configuration for example, JP-A-4-297076, JP-A-10-270172, JP-A-2000-196140, JP-A-2001-102175, J.-P. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.
  • More preferable electron transport materials in the present invention include pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, pyrazine derivatives, triazine derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzothiophene derivatives, carbazole derivatives, azacarbazole derivatives and benzimidazole derivatives.
  • the electron transport material may be used alone or in combination of two or more.
  • the hole blocking layer is a layer having a function of an electron transport layer in a broad sense, preferably made of a material having a function of transporting holes while having a function of transporting electrons, and is positive while transporting electrons. By blocking the holes, the probability of electron-hole recombination can be improved.
  • the structure of the electron transport layer mentioned above can be used as a hole-blocking layer based on this invention as needed.
  • the hole blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the cathode side of the light emitting layer.
  • the thickness of the hole blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, and more preferably in the range of 5 to 30 nm.
  • the materials used for the electron transport layer described above are preferably used, and the materials used as the host compound and other host compounds according to the present invention described above are also used for the hole blocking layer It is preferably used.
  • the electron injection layer (also referred to as “cathode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the cathode and the light emitting layer for the purpose of lowering the driving voltage and improving the light emission luminance. It is described in detail in Chapter 2, “Electrode Material” (p. 123 to 166), Part 2 of the Industrialization Front Line (November 30, 1998, issued by NTS Co., Ltd.) ”.
  • the electron injection layer may be optionally provided, and may be present between the cathode and the light emitting layer or between the cathode and the electron transport layer as described above.
  • the electron injection layer is preferably a very thin film, and although depending on the material, its thickness is preferably in the range of 0.1 to 5 nm. In addition, it may be a non-uniform film in which the constituent materials are intermittently present.
  • the electron injection layer is described in detail in JP-A-6-325871, JP-A-9-17574, JP-A-10-74586, etc.
  • Specific examples of the material preferably used for the electron injection layer Metals such as strontium and aluminum, alkali metal compounds such as lithium fluoride, sodium fluoride and potassium fluoride, alkaline earth metal compounds such as magnesium fluoride and calcium fluoride, and oxidation Examples thereof include metal oxides represented by aluminum and metal complexes represented by lithium 8-hydroxyquinolate (Liq) and the like.
  • the material used for the said electron injection layer may be used independently, and may be used in combination of multiple types.
  • the hole transport layer may be made of a material having a function of transporting holes, and may have a function of transferring holes injected from the anode to the light emitting layer.
  • the total thickness of the hole transport layer according to the present invention is not particularly limited, but is usually in the range of 5 nm to 5 ⁇ m, more preferably in the range of 2 to 500 nm, still more preferably in the range of 5 to 200 nm .
  • any one of the hole injecting property or the hole transporting property and the electron blocking property may be used, and among the conventionally known compounds It can select and use arbitrary things.
  • porphyrin derivative for example, porphyrin derivative, phthalocyanine derivative, oxazole derivative, oxadiazole derivative, triazole derivative, imidazole derivative, pyrazoline derivative, pyrazolone derivative, phenylenediamine derivative, hydrazone derivative, stilbene derivative, polyarylalkane derivative, triarylamine derivative, carbazole derivative , Indolocarbazole derivatives, isoindole derivatives, acene derivatives such as anthracene and naphthalene, fluorene derivatives, fluorenone derivatives, polyvinylcarbazole, polymer materials or oligomers having an aromatic amine introduced into the main chain or side chain, polysilane, conductive Polymers or oligomers (eg, PEDOT: PSS, aniline copolymers, polyaniline, polythiophene etc.) and the like.
  • PEDOT PSS, aniline copolymers, polyaniline, polythiophene etc.
  • triarylamine derivatives examples include benzidine type typified by ⁇ -NPD, star burst type typified by MTDATA, and compounds having fluorene or anthracene in the triarylamine linking core portion.
  • hexaazatriphenylene derivatives as described in JP-A-2003-519432 and JP-A-2006-135145 can also be used as the hole transport material.
  • a high p-type hole transport layer doped with an impurity can also be used. Examples thereof are disclosed in JP-A-4-297076, JP-A-2000-196140, and JP-A-2001-102175, J. Appl. Phys. , 95, 5773 (2004) and the like.
  • JP-A-11-251067, J.-A. Huang et. al. It is also possible to use so-called p-type hole transport materials and inorganic compounds such as p-type-Si and p-type-SiC as described in the written reference (Applied Physics Letters 80 (2002), p. 139).
  • orthometalated organometallic complexes having Ir or Pt as a central metal as represented by Ir (ppy) 3 are also preferably used.
  • hole transporting material those described above can be used, but triarylamine derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, azatriphenylene derivatives, organometallic complexes, aromatic amines are introduced into the main chain or side chain.
  • Polymeric materials or oligomers are preferably used.
  • the hole transport material may be used alone or in combination of two or more.
  • An electron blocking layer is a layer having a function of a hole transport layer in a broad sense, preferably made of a material having a function of transporting electrons while having a function of transporting holes, and transporting electrons while transporting holes. Can be improved to improve the recombination probability of electrons and holes.
  • the configuration of the hole transport layer described above can be used as the electron blocking layer according to the present invention, as necessary.
  • the electron blocking layer provided in the organic EL device of the present invention is preferably provided adjacent to the anode side of the light emitting layer.
  • the thickness of the electron blocking layer according to the present invention is preferably in the range of 3 to 100 nm, more preferably in the range of 5 to 30 nm.
  • the materials used for the electron blocking layer are preferably used, and the materials used as the host compound and the other host compounds according to the present invention described above are also preferably used for the electron blocking layer Used.
  • the hole injection layer (also referred to as “anode buffer layer”) according to the present invention is a layer provided between the anode and the light emitting layer for the purpose of lowering the driving voltage and improving the light emission luminance. It is described in detail in Chapter 2, “Electrode Material” (p. 123 to 166), Part 2 of its industrialization front (November 30, 1998 issued by NTS Co., Ltd.) ”.
  • the hole injection layer may be provided as needed, and may be present between the anode and the light emitting layer or the anode and the hole transport layer as described above.
  • the hole injection layer is described in detail in JP-A-9-45479, JP-A-9-260062, JP-A-8-288069, etc.
  • Examples of materials used for the hole injection layer include The material etc. which are used for the above-mentioned hole transport layer are mentioned.
  • phthalocyanine derivatives represented by copper phthalocyanine, hexaazatriphenylene derivatives as described in JP-A-2003-519432 and JP-A-2006-135145, metal oxides represented by vanadium oxide, amorphous Conductive polymers such as carbon, polyaniline (emeraldine) and polythiophene, ortho metalated complexes represented by tris (2-phenylpyridine) iridium complex and the like, triarylamine derivatives and the like are preferable.
  • the materials used for the above-mentioned hole injection layer may be used alone or in combination of two or more.
  • Organic layer in the present invention described above may further contain other inclusions.
  • Examples of the content include halogen elements and halogenated compounds such as bromine, iodine and chlorine, alkali metals and alkaline earth metals such as Pd, Ca and Na, compounds and complexes of transition metals, salts and the like.
  • the content of the inclusions can be arbitrarily determined, but is preferably 1000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, still more preferably 50 ppm or less based on the total mass% of the layer contained .
  • the method for forming the organic layer according to the present invention is not particularly limited, and for example, conventionally known methods for forming by vacuum deposition such as dry process, wet process and the like can be used, and compounds used in each layer According to the material of the above, it may be a method of using an wet process or a dry process properly and laminating to form an organic layer.
  • the organic layer is preferably a layer formed by a wet process. That is, it is preferable to produce an organic EL element by a wet process.
  • By producing the organic EL element by a wet process it is possible to obtain effects such as easy to obtain a uniform film (coating film) and hardly generating pinholes.
  • membrane (coating film) here is a thing of the state dried after application by a wet process.
  • the wet process includes spin coating method, casting method, ink jet method, printing method, die coating method, blade coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, curtain coating method, LB method (Langmuir-Blodgett method), etc. From the viewpoint of easily obtaining a homogeneous thin film and high productivity, a method having high roll-to-roll system suitability such as a die coating method, a roll coating method, an inkjet method, a spray coating method is preferable.
  • liquid media for dissolving or dispersing the organic EL material according to the present invention include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, fatty acid esters such as ethyl acetate, halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene and mesitylene And aromatic hydrocarbons such as cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohexane, decalin and dodecane, and organic solvents such as DMF and DMSO.
  • ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone
  • fatty acid esters such as ethyl acetate
  • halogenated hydrocarbons such as dichlorobenzene, toluene, xylene and mesitylene
  • aromatic hydrocarbons such as cyclohexylbenzene, aliphatic hydrocarbons such as cyclohe
  • dispersion method it can disperse
  • the deposition conditions vary depending on the type of compound used, etc., but generally the boat heating temperature is 50 to 450 ° C., the vacuum degree is 10 -6 to 10 -2 Pa, the deposition rate is 0.01 to It is desirable to select appropriately in the range of 50 nm / sec, substrate temperature -50 to 300 ° C., thickness 0.1 nm to 5 ⁇ m, preferably 5 to 200 nm.
  • the formation of the organic layer according to the present invention is preferably performed consistently from the hole injection layer to the cathode by one evacuation, but it may be taken out halfway and subjected to a different film forming method. At that time, it is preferable to carry out the work in a dry inert gas atmosphere.
  • anode in the organic EL element one having a metal having a large work function (4 eV or more, preferably 4.5 eV or more), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof as an electrode material is preferably used.
  • an electrode material include metals such as Au, and conductive transparent materials such as CuI, indium tin oxide (ITO), SnO 2 , and ZnO.
  • an amorphous material such as IDIXO (In 2 O 3 -ZnO) which can be used to form a transparent conductive film may be used.
  • the anode may form a thin film of these electrode materials by vapor deposition, sputtering or the like, and form a pattern of a desired shape by photolithography, or if it does not require much pattern accuracy (about 100 ⁇ m or more)
  • the pattern may be formed through a mask having a desired shape during deposition or sputtering of the electrode material.
  • wet film forming methods such as a printing method and a coating method, can also be used.
  • the transmittance it is desirable to make the transmittance more than 10%, and the sheet resistance as the anode is several hundreds ⁇ / sq. The following are preferred.
  • the thickness of the anode depends on the material, but is usually in the range of 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 10 to 200 nm.
  • Electrode As a cathode, a material having a small work function (4 eV or less) metal (referred to as electron injecting metal), an alloy, an electrically conductive compound, and a mixture thereof as an electrode material is used. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium / copper mixture, magnesium / silver mixture, magnesium / aluminum mixture, magnesium / indium mixture, aluminum / aluminum oxide (Al 2 O) 3 ) Mixtures, indium, lithium / aluminum mixtures, aluminum, rare earth metals, etc. may be mentioned.
  • a mixture of an electron injectable metal and a second metal which is a stable metal having a large work function value from the viewpoint of electron injectability and oxidation resistance eg, a magnesium / silver mixture, Magnesium / aluminium mixtures, magnesium / indium mixtures, aluminum / aluminium oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium / aluminium mixtures, aluminum etc. are preferred.
  • the cathode can be produced by forming a thin film of such an electrode material by a method such as vapor deposition or sputtering. Moreover, the sheet resistance as a cathode is several hundreds ⁇ / sq. The following is preferable, and the thickness is usually selected in the range of 10 nm to 5 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • a transparent or semitransparent cathode can be produced by producing the above-mentioned metal in a thickness of 1 to 20 nm on the cathode and then producing thereon the conductive transparent material mentioned in the explanation of the anode. Can be used to produce an element in which both the anode and the cathode are transparent.
  • the support substrate (hereinafter, also referred to as a base, a substrate, a base, a support, etc.) that can be used for the organic EL element of the present invention is not particularly limited in the kind of glass, plastic, etc. It may also be opaque. When light is taken out from the supporting substrate side, the supporting substrate is preferably transparent. Glass, quartz, and a transparent resin film can be mentioned as a transparent support substrate used preferably. A particularly preferable support substrate is a resin film capable of giving flexibility to the organic EL element.
  • resin films include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, and cellulose acetate propionate (for example, CAP), cellulose acetate phthalate, cellulose esters such as cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Cycloolefin resins such as polyether imide, polyether ketone imide, polyamide, fluorocarbon resin, nylon, polymethyl methacrylate, acrylic or polyarylates, Arton (trade name: JSR) or
  • a film of an inorganic substance or an organic substance or a hybrid coat of the both may be formed on the surface of the resin film, and the water vapor permeability (25 ⁇ 0.5 ° C.) measured by the method according to JIS K 7129-1992. And a relative humidity (90 ⁇ 2)% RH) of 0.01 g / (m 2 ⁇ day) or less, preferably oxygen, which is measured by a method according to JIS K 7126-1987. It is preferable that it is a high barrier film having a permeability of 10 -3 mL / (m 2 ⁇ day ⁇ atm) or less and a water vapor permeability of 10 -5 g / (m 2 ⁇ day) or less.
  • the material for forming the barrier film may be any material having a function of suppressing the entry of substances causing deterioration of the element, such as water and oxygen, and for example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride and the like can be used. Furthermore, in order to improve the fragility of the film, it is more preferable to have a laminated structure of the inorganic layer and the layer made of an organic material. Although there is no restriction
  • the method for forming the barrier film is not particularly limited.
  • vacuum deposition, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization Plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, coating method and the like can be used, but the atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A 2004-68143 is particularly preferable.
  • metal plates such as aluminum and stainless steel, a film, an opaque resin substrate, a ceramic board, etc. are mentioned, for example.
  • the external extraction quantum efficiency at room temperature of light emission of the organic EL device of the present invention is preferably 1% or more, and more preferably 5% or more.
  • the external extraction quantum efficiency (%) the number of photons emitted to the outside of the organic EL element / the number of electrons flowed to the organic EL element ⁇ 100.
  • a hue improvement filter such as a color filter
  • a color conversion filter may be used in combination to convert the light emission color from the organic EL element into multiple colors using a phosphor.
  • sealing As a sealing means used for sealing of the organic EL element of this invention, the method of adhere
  • the sealing member (the gas barrier layer according to the present invention) may be disposed so as to cover the display region of the organic EL element, and may be a concave plate shape or a flat plate shape. Moreover, transparency and electrical insulation are not particularly limited.
  • a glass plate, a polymer plate / film, a metal plate / film, etc. may be mentioned.
  • the glass plate include soda lime glass, glass containing barium and strontium, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, quartz and the like.
  • a polycarbonate, an acryl, a polyethylene terephthalate, polyether sulfide, a polysulfone etc. can be mentioned as a polymer board.
  • the metal plate include those made of one or more metals or alloys selected from the group consisting of stainless steel, copper, aluminum, magnesium, nickel, zinc, chromium, titanium, molybdenum, silicone, germanium and tantalum.
  • a polymer film and a metal film can be preferably used because the organic EL element can be thinned.
  • the polymer film is JIS K
  • the water vapor transmission rate (WVTR) measured by the method according to 7129-1992 is 0.001 to 1 g / (m 2 ⁇ day), and the oxygen transmission rate measured by the method according to JIS K 7126-1987 ( It is preferable that it is a gas barrier film (that is, a gas barrier layer) having a gas barrier property of OTR) of 0.001 to 1 mL / (m 2 ⁇ day ⁇ atm).
  • the polymer film has a WVTR in the range of 0.01 to 1 g / (m 2 ⁇ day) and an OTR in the range of 0.01 to 1 mL / (m 2 ⁇ day ⁇ atm).
  • a sand blast process, a chemical etching process, etc. are used to process a sealing member into a concave shape.
  • the adhesive include photocurable and thermosetting adhesives having reactive vinyl groups of acrylic acid oligomers, methacrylic acid oligomers, and moisture curable adhesives such as 2-cyanoacrylic acid ester. be able to.
  • heat and chemical curing types such as epoxy type can be mentioned.
  • examples thereof include hot melt type polyamides, polyesters and polyolefins.
  • a cation curing type UV curable epoxy resin adhesive there can be mentioned.
  • an organic EL element may deteriorate by heat processing, what can be adhesively hardened from room temperature to 80 degreeC is preferable.
  • a desiccant may be dispersed in the adhesive.
  • the application of the adhesive to the sealing portion may use a commercially available dispenser or may be printed as screen printing.
  • the electrode and the organic layer may be coated on the outside of the electrode facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween, and a layer of an inorganic substance or an organic substance may be formed in contact with the support substrate to form a sealing film.
  • a material for forming the film any material having a function of suppressing the entry of substances that cause deterioration of the element, such as moisture and oxygen, may be used.
  • silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, etc. may be used it can.
  • the inorganic layer and the layer made of an organic material there is no particular limitation on the method of forming these films, and, for example, vacuum evaporation, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating, plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization
  • vacuum evaporation, sputtering, reactive sputtering, molecular beam epitaxy, cluster ion beam, ion plating plasma polymerization, atmospheric pressure plasma polymerization
  • a legal method, plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, coating method, etc. can be used.
  • an inert gas such as nitrogen or argon or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicone oil may be injected into the gap between the sealing member and the display area of the organic EL element.
  • an inert gas such as nitrogen or argon or an inert liquid such as fluorinated hydrocarbon or silicone oil
  • a vacuum it is also possible to use a vacuum.
  • a hygroscopic compound can also be enclosed inside.
  • metal oxides eg, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, barium oxide, magnesium oxide, aluminum oxide etc.
  • sulfates eg, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, cobalt sulfate
  • metal halides eg calcium chloride, magnesium chloride, cesium fluoride, tantalum fluoride, cerium bromide, magnesium bromide, barium iodide, magnesium iodide etc.
  • perchloric acids eg perchloric acid
  • Barium, magnesium perchlorate and the like an anhydrous salt is suitably used.
  • a protective film or a protective plate may be provided on the outside of the sealing film or the sealing film on the side facing the support substrate with the organic layer interposed therebetween.
  • the mechanical strength is not necessarily high. Therefore, it is preferable to provide such a protective film and a protective plate.
  • a glass plate, a polymer plate / film, a metal plate / film, etc. similar to those used for the above-mentioned sealing can be used, but a polymer film is used because it is lightweight and thin. It is preferable to use
  • the organic electroluminescent element emits light inside a layer having a refractive index higher than that of air (in the range of about 1.6 to 2.1) and about 15% to 20% of the light generated in the light emitting layer It is generally said that only light can be extracted. This is because light incident on the interface (interface between the transparent substrate and air) at an angle ⁇ equal to or greater than the critical angle is totally reflected and can not be extracted outside the device, or the transparent electrode or the light emitting layer and the transparent substrate The light is totally reflected between the two, and the light is guided through the transparent electrode or the light emitting layer, and as a result, the light escapes in the lateral direction of the device.
  • a method of improving the light extraction efficiency for example, a method of forming irregularities on the surface of a transparent substrate to prevent total reflection at the interface between the transparent substrate and the air (for example, US Pat. No. 4,774,435), A method of improving efficiency by imparting a condensing property (for example, JP-A-63-314795), a method of forming a reflection surface on the side surface of an element or the like (for example, JP-A-1-20394), a substrate A flat layer with an intermediate refractive index is introduced between the light emitting body and the light emitting body to form an antireflective film (for example, JP-A-62-172691), which has a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitting body A method of introducing a flat layer having a rate (for example, JP-A-2001-202827), a method of forming a diffraction grating between any of the substrate, the transparent electrode layer and the light emitting layer (including the substrate and the substrate
  • these methods can be used in combination with the organic EL device of the present invention, but a method of introducing a flat layer having a lower refractive index than the substrate between the substrate and the light emitter, or substrate, transparent A method of forming a diffraction grating between any of the electrode layers and the light emitting layer (including between the substrate and the outside) can be suitably used.
  • the present invention can obtain an element further excellent in high luminance or durability by combining these means.
  • the light emitted from the transparent electrode has a higher extraction efficiency to the outside as the refractive index of the medium is lower.
  • the low refractive index layer examples include airgel, porous silica, magnesium fluoride, fluorine-based polymer and the like. Since the refractive index of the transparent substrate is generally in the range of about 1.5 to 1.7, the low refractive index layer preferably has a refractive index of about 1.5 or less. Furthermore, it is more preferable that it is 1.35 or less.
  • the thickness of the low refractive index medium is desirably twice or more the wavelength in the medium. This is because when the thickness of the low refractive index medium becomes about the wavelength of light and the electromagnetic wave exuded by evanescent penetrates into the substrate, the effect of the low refractive index layer is weakened.
  • a method of introducing a diffraction grating in an interface or a medium that causes total reflection is characterized in that the effect of improving the light extraction efficiency is high.
  • This method generates light from the light emitting layer by utilizing the property that the direction of light can be changed to a specific direction different from refraction by so-called Bragg diffraction, such as first-order diffraction or second-order diffraction.
  • Bragg diffraction such as first-order diffraction or second-order diffraction.
  • the light is diffracted by introducing a diffraction grating into any of the layers or in the medium (in the transparent substrate or in the transparent electrode) , Trying to take out the light.
  • the introduced diffraction grating have a two-dimensional periodic refractive index. This is because light emitted in the light emitting layer is randomly generated in all directions, so in a general one-dimensional diffraction grating having a periodic refractive index distribution in only one direction, only light traveling in a specific direction is diffracted. And the light extraction efficiency does not increase so much.
  • the position at which the diffraction grating is introduced may be in any layer or in a medium (in the transparent substrate or in the transparent electrode), but is preferably in the vicinity of the organic light emitting layer where light is generated.
  • the period of the diffraction grating is preferably in the range of about 1/2 to 3 times the wavelength of light in the medium.
  • the arrangement of the diffraction grating is preferably two-dimensionally repeated, such as a square lattice, a triangular lattice, a honeycomb lattice, or the like.
  • the organic EL device of the present invention may be processed to provide a structure on a microlens array, for example, on the light extraction side of a support substrate (substrate), or may be combined with a so-called light-condensing sheet to form a specific direction, By condensing light in the front direction with respect to the light emitting surface, it is possible to increase the luminance in the specific direction.
  • microlens array square pyramids whose sides are 30 ⁇ m and whose apex angle is 90 degrees are two-dimensionally arranged on the light extraction side of the substrate.
  • the side is preferably in the range of 10 to 100 ⁇ m. When it becomes smaller than this, the effect of diffraction will generate
  • a condensing sheet it is possible to use what is commercialized, for example by LED back light of a liquid crystal display.
  • a brightness increasing film (BEF) manufactured by Sumitomo 3M Ltd. can be used.
  • the shape of the prism sheet may be, for example, a ⁇ -shaped stripe having an apex angle of 90 ° and a pitch of 50 ⁇ m formed on the substrate, or the apex angle having a rounded shape, and the pitch randomly changed.
  • the shape may be another shape.
  • a light diffusing plate and a film with a condensing sheet.
  • a diffusion film (light up) manufactured by Kimoto Co., Ltd. can be used.
  • the organic EL element of the present invention can be used as a display device, a display, and various light emission sources.
  • light emitting light sources include lighting devices (home lighting, car lighting), back lights 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, light sources Although the light source of a sensor etc. is mentioned, although it does not limit to this, it can use effectively especially as a back light of a liquid crystal display, and a use as a light source for lighting.
  • patterning may be performed by a metal mask, an inkjet printing method, or the like at the time of film formation, if necessary.
  • patterning only the electrode may be patterned, or the electrode and the light emitting layer may be patterned, or the entire layer of the device may be patterned.
  • a conventionally known method should be used. Can.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of the configuration of a display comprising the organic EL element of the present invention, which displays image information by light emission of the organic EL element, for example, a display such as a mobile phone etc.
  • the display 1 includes a display unit A having a plurality of pixels, a control unit B that performs image scanning of the display unit A based on image information, and the like.
  • the control unit B is electrically connected to the display unit A.
  • the control unit B sends a scan signal and an image data signal to each of the plurality of pixels based on image information from the outside.
  • each pixel sequentially emits light according to the image data signal for each scanning line by the scanning signal, and the image information is displayed on the display unit A.
  • FIG. 4 is a schematic view of the display unit A shown in FIG.
  • the display portion A has a wiring portion including a plurality of scanning lines 5 and data lines 6 and a plurality of pixels 3 and the like on a substrate.
  • the main members of the display unit A will be described below.
  • FIG. 4 shows the case where the light emitted from the pixel 3 is extracted in the white arrow direction (downward direction).
  • the scanning lines 5 and the plurality of data lines 6 in the wiring portion are each made of a conductive material.
  • the scanning lines 5 and the data lines 6 are orthogonal to each other in a lattice shape, and are connected to the pixels 3 at orthogonal positions (details are not shown).
  • the pixel 3 When the scanning signal is transmitted 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.
  • Full color display can be performed by appropriately arranging pixels in the red region, in the green region, and in the blue region in parallel on the same substrate.
  • the non-light emitting surface of the organic EL device of the present invention is covered with a glass case, and a 300 ⁇ m thick glass substrate is used as a sealing substrate, and an epoxy-based photocurable adhesive (Lax manufactured by Toagosei Co., Ltd.) as a sealing material Track LC0629 B) is applied, this is stacked on the cathode and brought into close contact with the transparent support substrate, UV light is irradiated from the glass substrate side, cured and sealed, illumination as shown in FIG. 5 and FIG. 6
  • the device can be formed.
  • FIG. 5 shows a schematic view of a lighting device, and the organic EL element 101 of the present invention is covered with a glass cover 102 (note that, in the sealing operation with the glass cover, the organic EL element 101 is brought into contact with the atmosphere) Perform in a glove box under a nitrogen atmosphere (under an atmosphere of high purity nitrogen gas with a purity of 99.999% or higher).
  • FIG. 6 shows a cross-sectional view of the lighting device, and in FIG. 6, 105 indicates a cathode, 106 indicates an organic EL layer (light emitting unit), and 107 indicates a glass substrate with a transparent electrode.
  • the glass cover 102 is filled with nitrogen gas 108 and a water collecting agent 109 is provided.
  • Example 1 a luminescent film using a host compound having a relatively higher triplet energy level than the phosphorescent compound is described.
  • the light emitting film was produced by vapor deposition.
  • ⁇ Preparation of Luminescent Films (1-2) to (1-5) and (1-7) to (1-10) >> A quartz substrate of 50 mm ⁇ 50 mm and a thickness of 0.7 mm is subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, UV ozone cleaning is performed for 5 minutes, and then this transparent substrate is used as a substrate holder of a commercial vacuum evaporation system.
  • the compounds shown in Table I as "host compound (hereinafter, also simply referred to as” host compound ”)" and “phosphorescent compound” and “fluorescent compound” , And each was filled to an optimal amount for device fabrication.
  • the deposition crucible used was made of a molybdenum-based resistance heating material. After reducing the pressure in the vacuum deposition apparatus to a vacuum degree of 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, the host compound, the phosphorescent compound and the fluorescent compound are 82% by volume, 15% by volume, and 3% by volume, respectively.
  • the host compound was deposited at a deposition rate of 1.0 ⁇ / sec, the phosphorescent compound at 0.2 ⁇ / sec, and the fluorescent compound at 0.04 ⁇ / sec to prepare each luminescent film with a film thickness of 30 nm.
  • Luminescent Films (1-1) and (1-6) are compounds shown in the following Table I, and the fluorescent compound is made 0 volume%, and accordingly, 85 volume% of the host compound Each light emitting film was produced similarly except forming into a film as.
  • Kf / Kr was calculated from each energy transfer efficiency using the formula (D).
  • the unit of Kr and Kf is 1 / sec.
  • the above-mentioned Kf / Kr is a ratio at which the energy of the excited phosphorescent compound is transferred to the fluorescent compound, that is, the ratio The phosphorescent compound contained in the luminescent film is excited to indicate the ratio of light emission from the fluorescent compound to the emission spectrum obtained.
  • Kf / Kr is 0.9 or more means that 90% or more of the emission spectrum obtained from the light-emitting film is the light emission from the fluorescent compound, in other words, the light emission ratio from the fluorescent compound is It means that it occupies 90% or more of the whole.
  • the light emission decay lifetime ⁇ (unit: sec) in the formula (D) was determined by measuring a transient PL characteristic.
  • a compact fluorescence lifetime measurement device C11367-03 manufactured by Hamamatsu Photonics K. K.
  • Attenuation components were measured in TCC 900 mode with 280 nm LED as excitation light source.
  • the relative values were calculated from the measured values of the light emission decay lifetime ⁇ and are shown in the following table.
  • the overlap integral value (J) was calculated from the equation (OI). Specifically, the measurement of the emission spectrum is performed using a fluorometer (HITACHI F-7000 spectrofluorimeter), and the measurement of the absorption spectrum is performed using a fluorometer (HITACHI U-3300 spectrophotometer) went. Further, the assumption of the molar absorption coefficient was measured with a spectrophotometer U-3000 (manufactured by Hitachi High-Technologies Corp.) using a sample prepared to a concentration of 1 ⁇ 10 ⁇ 5 mol / L with 2 m-THF. .
  • Example 2 a luminescent film using a host compound having a relatively higher triplet energy level than the phosphorescent compound is described.
  • the light emitting film was produced by a coating method.
  • Luminescent film (2-2), (2-3), (2-5) to (2-10), (2-12) to (2-17), (2-19) to (2-24) ), Preparation of (2-26) to (2-31) and (2-33) >> A quartz substrate 50 mm ⁇ 50 mm, thickness 0.7 mm is ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, UV ozone cleaned for 5 minutes, and then spin-coated with each material dissolved with isopropyl acetate.
  • Example 3 a luminescent film using a host compound having a relatively higher triplet energy level than a phosphorescent compound is described.
  • the light emitting film was produced by vapor deposition.
  • ⁇ Preparation of Luminescent Films (3-3) to (3-6), (3-9) and (3-10) >>
  • the host compound, the phosphorescent compound and the fluorescent compound shown in Table III were used, and the host compound, the phosphorescent compound and the fluorescent compound were each 75% by volume,
  • Each light-emitting film with a film thickness of 30 nm was produced in the same manner except that it was changed to 15% by volume and 10% by volume.
  • the Forster transfer in the combination in which the overlap integral is 6.0 ⁇ 10 14 or more It is expected that the device life can be improved by the fact that the light emission properties can be maintained and the host is less susceptible to the deterioration of the host.
  • Example 4 a luminescent film using a host compound having a relatively lower triplet energy level than the phosphorescent compound is described.
  • the light emitting film was produced by a coating method.
  • ⁇ Preparation of Luminescent Films (4-3), (4-6), (4-7), (4-10), (4-11), (4-14) and (4-15) >>
  • the compounds shown in Table IV were used as the host compound, the phosphorescent compound and the fluorescent compound, and the host compound, the phosphorescent compound and the fluorescent compound were each 80 mol%, Each light-emitting film with a film thickness of 30 nm was produced in the same manner except that it was changed to 10 mol% and 10 mol%.
  • Luminescent film (4-1), (4-2), (4-4), (4-5), (4-8), (4-9), (4-12) and (4-13)
  • the phosphorescent compound and the host compound are compounds shown in the following Table IV, and the fluorescent compound is 0 mol%, and accordingly, 90 mol% of the host compound
  • Each light emitting film was produced similarly except forming into a film as.
  • Example 5 a luminescent film not using a host compound will be described.
  • the light emitting film was produced by vapor deposition.
  • ⁇ Production of Luminescent Films (5-4) to (5-8) A quartz substrate of 50 mm ⁇ 50 mm and a thickness of 0.7 mm is subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, UV ozone cleaning is performed for 5 minutes, and then this transparent substrate is used as a substrate holder of a commercial vacuum evaporation system.
  • the deposition crucible used was made of a molybdenum-based resistance heating material. After reducing the pressure in the vacuum deposition apparatus to a vacuum degree of 1 ⁇ 10 -4 Pa, the phosphorescent compound and the fluorescent compound each have a volume ratio of 0. The fluorescent compound was deposited at a deposition rate of 0.02 ⁇ / sec at 2 ⁇ / sec to prepare a luminescent film for evaluation with a film thickness of 30 nm.
  • Example 6 a luminescent film not using a host compound will be described.
  • the light emitting film was produced by a coating method.
  • Example 7 «Preparation of Luminescent Films (7-1) to (7-5)» A quartz substrate of 50 mm ⁇ 50 mm and a thickness of 0.7 mm was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, subjected to UV ozone cleaning for 5 minutes, and then dissolved with isopropyl acetate. A material (phosphorescent compound, host compound and fluorescent compound) is applied by spin coating, dried at 120 ° C. for 30 minutes, and a 50 nm thick luminescent film (doped film) (7-1) (7-5) was formed. On the other hand, single films of the fluorescent compound alone corresponding to each light emitting film were respectively produced. As the fluorescent compound, compounds shown in Table VII were used, and single films each having a film thickness of 30 nm were produced so as to be 100 mol%, respectively.
  • the ⁇ conjugated plane involved in light emission is largely open, and even if there is sufficient overlap integration, Dexter from the triplet excited state of the phosphorescent compound Exciton is inactivated by movement.
  • a fluorescent compound capable of maintaining 10% or more of PLQE in a single film Dexter migration was suppressed by covering the ⁇ conjugated plane involved in light emission with a bulky substituent, and maintenance of PLQE was achieved. . This means that it is difficult for the carrier to be placed on the fluorescent compound even in the device, and contributes to the suppression of direct recombination on the fluorescent compound.
  • Example 8 In Example 8, an example in which the light emitting film is applied to an organic EL element will be described.
  • the light emitting layer (light emitting film) was formed by the vapor deposition method.
  • the transparent substrate was subjected to ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with dry nitrogen gas, and UV ozone cleaning was performed for 5 minutes.
  • the resistance heating boats for vapor deposition in the vacuum vapor deposition apparatus the constituent materials of the respective layers were respectively filled with an optimum amount for element fabrication.
  • the resistance heating boat was made of molybdenum or tungsten.
  • HT-1 Formation of hole transport layer
  • the resistance heating boat containing “host compound”, “phosphorescent compound” and “fluorescent compound” shown in Table VIII is energized to heat, and the host compound, phosphorescent compound and fluorescent compound Co-evaporate on the hole transport layer at a deposition rate of 0.8 ⁇ / sec, 0.2 ⁇ / sec, and 0.002 ⁇ / sec, respectively, to give a volume percent of the compound as shown in Table VIII, and emit light with a thickness of 30 nm A layer was formed.
  • a first electron transport layer and a second electron transport layer were formed as an electron transport layer on the light emitting layer.
  • HB-1 was deposited at a deposition rate of 1.0 ⁇ / sec to form a first electron transport layer with a thickness of 30 nm.
  • ET-1 was vapor deposited at a vapor deposition rate of 1.0 ⁇ / sec to form a second electron transport layer with a thickness of 30 nm.
  • the sealing base material gas barrier layer
  • As a sealing substrate using a two-component reactive urethane adhesive for dry lamination on a flexible aluminum foil (made by Toyo Aluminum Co., Ltd.) having a thickness of 30 ⁇ m, bonding of 1.5 ⁇ m thickness Agent layer, and laminated with a 12 ⁇ m thick polyethylene terephthalate (PET) film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • thermosetting adhesive as a sealing adhesive was uniformly applied at a thickness of 20 ⁇ m along the adhesive surface (glossy surface) of the aluminum foil of the sealing substrate using a dispenser. It was dried for 12 hours under a vacuum of 100 Pa or less. Furthermore, the sealing substrate is moved to a nitrogen atmosphere with a dew point of -80 ° C. or less and an oxygen concentration of 0.8 ppm, and dried for 12 hours or more, so that the moisture content of the sealing adhesive becomes 100 ppm or less It was adjusted.
  • thermosetting adhesive an epoxy adhesive in which the following (A) to (C) were mixed was used.
  • DGEBA Bisphenol A diglycidyl ether
  • DIY Dicyandiamide
  • C Epoxy adduct type curing accelerator
  • the sealing base was closely attached to the laminate, and sealed using a pressure roll under pressure bonding conditions of a pressure roll temperature of 100 ° C., a pressure of 0.5 MPa, and an apparatus speed of 0.3 m / min. .
  • the organic EL elements (8-1) to (8-9) were produced.
  • the luminous efficiency (EQE) is measured at room temperature (25 ° C.) under constant current density conditions of 2.5 mA / cm 2 , using a spectroradiometer CS-2000 (manufactured by Konica Minolta). The light emission luminance of each of the evaluation lighting devices was measured, and the light emission efficiency (externally derived quantum efficiency) at the current value was determined.
  • Table VIII assuming that the luminous efficiency of the illuminating device (8-1) is 1.00 as luminous efficiency, the illuminating devices (8-2) to (8) with respect to the luminous efficiency of the illuminating device 8-1 concerned. The relative values of luminous efficiency up to -9) are described.
  • the luminance of each of the evaluation lighting devices was measured using a spectral radiance meter CS-2000, and the time (LT50) at which the measured luminance was reduced by half was determined as the half life.
  • the driving condition was a current value of 15 mA / cm 2 .
  • comparative illumination containing no fluorescent compound The devices (8-1) and (8-6) were manufactured, and a relative value (half life: relative value) was determined such that the half life of the comparative lighting device was 1.00.
  • the present invention in which a light emitting film to which a fluorescent compound is added is used as a light emitting layer, is compared with the comparative example in which a light emitting film to which a fluorescent light emitting compound is not added is used as a light emitting layer.
  • the improvement and the improvement of the device life were confirmed.
  • the improvement of the device life (LT50) is improved along with the shortening of the light emission decay life ( ⁇ ), and the device life can be further improved by lowering the lowest triplet excited state of the host compound used. did it.
  • LT50 the improvement of the device life
  • shortening of the light emission decay life
  • the device life can be further improved by lowering the lowest triplet excited state of the host compound used. did it.
  • the fastness of the fluorescent material itself was improved when the fluorescent compound of F-8 to F-5 was used, and the life was further greatly improved.
  • Example 9 a case in which a compound having a relatively lower triplet energy level than a phosphorescent compound is used for the adjacent layer and a light emitting layer is formed by an evaporation method will be described in the manufacture of an organic EL element.
  • ⁇ Preparation of Organic EL Element and Lighting Device (9-1) to (9-6) >> Material HB used in the first electron transport layer (adjacent layer) in Example 8 except that the types and volume percentages of the host compound, the phosphorescent compound and the fluorescent compound were changed as shown in Table IX
  • Organic EL elements (9-1) to (9-6) were produced in the same manner except that -1 was changed as shown in Table IX. Thereafter, lighting devices (9-1) to (9-6) for evaluation were produced in the same manner as in Example 8 using each of the organic EL elements.
  • ⁇ T 1 T 1 level of the adjacent material - T 1 level of the phosphorescent compound
  • the EQE is lowered by exciton deactivation by Dexter transfer from the triplet energy level of the phosphorescent compound to the triplet energy level of the adjacent layer compound.
  • the phosphorescent compound is generated in the light emitting layer.
  • the effect of the triplet energy position of the adjacent layer compound is suppressed by the high-speed exciton migration from the compound to the fluorescent compound, and the improvement of EQE and the improvement of the device life (LT50) are confirmed. Further, the improvement of the device life (LT50) was able to be achieved by the reduction of the lowest triplet excited state of the adjacent layer compound used.
  • Example 10 In Example 10, a case in which a compound having a triplet energy level relatively higher than that of a phosphorescent compound is used for the adjacent layer and a light emitting layer is formed by a vapor deposition method in the preparation of the organic EL element will be described.
  • ⁇ Preparation of Organic EL Element and Lighting Device (10-1) to (10-5) >>
  • the type and volume percentage of the host compound, the phosphorescent compound and the fluorescent compound were changed as shown in Table X, and the material HB used for the first electron transport layer (adjacent layer)
  • Organic EL elements (10-1) to (10-5) were produced in the same manner except that -1 was changed as shown in Table X, respectively. Thereafter, lighting devices (10-1) to (10-5) for evaluation were produced in the same manner as in Example 8 using each of the organic EL elements.
  • ⁇ T 1 T 1 level of the adjacent material - T 1 level of the phosphorescent compound
  • the EQE is lowered by exciton deactivation by Dexter transfer from the triplet energy level of the phosphorescent compound to the triplet energy level of the adjacent layer compound.
  • the phosphorescent compound is generated in the light emitting layer.
  • the effect of the triplet energy position of the adjacent layer compound is suppressed by the high-speed exciton migration from the compound to the fluorescent compound, and the improvement of EQE and the improvement of the device life (LT50) are confirmed. Further, the improvement of the device life (LT50) can be achieved by the reduction of the lowest triplet excited state of the adjacent layer compound used.
  • Example 11 In Example 11, in the preparation of the organic EL element, the light emitting layer was formed using a coating method. ⁇ Preparation of Organic EL Elements (11-1) to (11-7) >> Bottom emission type organic is sealed by laminating anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / block layer / electron transport layer / electron injection layer / cathode on a substrate as follows. An EL element was produced.
  • an atmospheric pressure plasma discharge treatment apparatus having a configuration described in JP-A-2004-68143 is formed on the entire surface of the polyethylene naphthalate film (manufactured by Teijin Film Solutions Ltd., hereinafter abbreviated as PEN) on the side of forming the anode.
  • PEN polyethylene naphthalate film
  • an inorganic barrier film made of SiOx was formed to have a thickness of 500 nm.
  • a flexible substrate having gas barrier properties having an oxygen permeability of 0.001 mL / (m 2 ⁇ day ⁇ atm) or less and a water vapor permeability of 0.001 g / (m 2 ⁇ day) or less was produced.
  • ITO indium-tin oxide
  • the base on which the hole injection layer is formed is transferred to a nitrogen atmosphere using nitrogen gas (grade G1), and applied by spin coating using a coating liquid for forming a hole transport layer having the following composition. It was dried at 130 ° C. for 30 minutes to form a 30 nm-thick hole transport layer.
  • nitrogen gas grade G1
  • the base material having the light emitting layer formed thereon is applied by spin coating using a coating solution for forming a block layer having the following composition, dried at 80 ° C. for 30 minutes, and a block layer having a thickness of 10 nm (hole blocking Layer).
  • Coating solution for block layer formation HS-1 2 parts by mass Isopropyl alcohol (IPA) 1500 parts by mass 1H, 1H, 5H-octafluoropentanol (OFAO) 500 parts by mass
  • IPA isopropyl alcohol
  • OFAO isoctafluoropentanol
  • the base material having the block layer formed thereon is applied by spin coating using a coating liquid for forming an electron transport layer having the following composition, and dried at 80 ° C. for 30 minutes to form an electron transport layer having a thickness of 30 nm. did.
  • the substrate was attached to a vacuum deposition apparatus without being exposed to the atmosphere. Further, a molybdenum resistance heating boat containing sodium fluoride and potassium fluoride was attached to a vacuum evaporation apparatus, and the vacuum tank was depressurized to 4 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa. Thereafter, the boat was energized and heated, and sodium fluoride was vapor-deposited on the electron transport layer at 0.02 nm / sec to form a thin film having a thickness of 1 nm. Similarly, potassium fluoride was deposited on the sodium fluoride thin film at 0.02 nm / sec to form a 1.5 nm-thick electron injection layer. Subsequently, aluminum was vapor deposited to form a cathode with a thickness of 100 nm.
  • the present invention in which the luminescent film to which the fluorescent compound is added is used as the light emitting layer, is made into a device, and the light emitting film to which the fluorescent compound is not added is used for the light emitting layer.
  • the improvement of EQE and the improvement of the element life (LT50) were confirmed.
  • the improvement of the device life (LT50) is accompanied by the shortening of the light emission decay life ( ⁇ ), and the reduction of the lowest triplet excited state of the host compound to be used further improves the device life (LT50). I was able to achieve it.
  • Example 12 ⁇ Preparation of Lighting Devices (12-1) to (12-24) >> Low Barriers
  • Each organic EL element is changed as shown in Table XII below for the function (thickness of gas barrier layer, WVTR, OTR) of the sealing base material (gas barrier layer) to be sealed to the laminated body laminated up to the cathode.
  • WVTR, OTR thickness of gas barrier layer
  • OTR oxygen barrier layer
  • a non-light emitting surface of the produced organic EL element is covered with a glass case in an atmosphere of high purity nitrogen gas with a purity of 99.999% or higher, and the evaluation illumination device (12 shown in FIGS. 5 and 6) -1) to (12-24) were produced.
  • Occurrence of dark spots is not observed at all 4: Occurrence area of dark spots is 0.1% or more and less than 1.0% 3: Occurrence area of dark spots is 1.0% or more, 3. Less than 0% 2: Occurrence area of dark spots is 3.0% or more and less than 6.0% 1: Occurrence area of dark spots is 6.0% or more
  • the element is less susceptible to the atmosphere as the light emission decay life ( ⁇ ) is shortened, and the element performance can be maintained even at the time of sealing by the gas barrier layer having low gas barrier properties. I was able to.
  • the present invention can be used for a luminescent film excellent in luminous efficiency, chromaticity and device life, an organic electroluminescent device, and a method of manufacturing an organic electroluminescent device.

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Abstract

本発明の発光性膜は、少なくともリン光発光性化合物と蛍光発光性化合物を含有する発光性膜であって、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値Jが式(1)を満たし、発光性膜の発光スペクトルは、蛍光発光性化合物からの発光が9割以上を占め、発光性膜の絶対量子収率(PLQE)が式(2)で表される。 式(1):J≧1.5×1014 式(2):PLQE(リン光発光性化合物+ホスト化合物からなる膜)×0.9≦PLQE(リン光発光性化合物+蛍光発光性化合物を含む膜) 〔ホスト化合物の最低三重項励起状態はリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも高く、リン光発光性化合物の発光性を阻害しない。〕

Description

発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
 本発明は、発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、発光効率、色度及び素子寿命に優れた発光性膜等に関する。
 発光型の電子ディスプレイデバイスとして、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「有機EL」ともいう。)素子がある。
 有機EL素子は、発光する化合物(以下、「発光材料」ともいう。)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・リン光)を利用して発光する素子であり、数V~数十V低と低電圧で発光が可能であり、さらに自己発光型であるために視野角に富み、視認性が高く、薄膜型の完全固体素子であるために省スペース、携帯性等の観点から注目されている。
 今後の有機EL素子の開発として、さらに発光効率、輝度及び色度の良好な発光が可能な有機EL素子が望まれている。
 高輝度の観点から、発光材料としては、蛍光発光性化合物よりIr、Ru及びPtといった重原子を含むリン光発光性金属錯体が用いられることが多い。その理由は、これらの金属錯体が、重原子効果によって一重項励起状態から三重項励起状態への本来禁制であるスピン反転が可能であり、理論的には最大100%の内部量子収率を実現し得るためである。
 しかしながら、リン光発光性化合物として、高い発光効率を有するものが見いだされているが、素子寿命及び色度の観点で満足できるレベルのものは見いだされていないのが実状である。その理由は、リン光発光性化合物の最低三重項励起状態のエネルギー準位(以下、単に「準位」ともいう)が、蛍光発光性化合物と比較して高いために、ホスト化合物、リン光発光性化合物ともに劣化しやすく、電界駆動中に生成された準位の低い消光物質にエネルギー移動がしやすいためである。
 また、リン光発光性化合物は発光減衰寿命τが数μs~数十μs程度であり、蛍光発光材料の蛍光寿命と比較して2~4オーダー長くなっている。さらに、三重項励起状態の準位が高くなるにつれて、リン光発光性化合物からの発光スペクトルと消光物質の吸収スペクトルとに重なりが生じやすく、エネルギー移動速度が大きくなり、素子寿命が短くなっているのが現状である。
 ここで、消光物質が生成した際の発光材料からの消光現象は、下記に示すSTERN-VOLMERの式(式(A))によって説明することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 前記式(A)中、PL(with Quencher)は消光物質存在下における発光強度、PL0(without Quencher)は消光物質不存在下における発光強
度、Kqは発光材料から消光物質へのエネルギー移動速度、[Q](=Kd×t)は消光物質濃度、Kdは凝集・分解等による消光物質の生成速度、tは光又は電流による積算励起
時間、τ0は消光物質が存在しない場合のリン光発光性化合物のリン光発光半減寿命であ
る。
 つまり、前記式(A)より、蛍光発光性化合物のような発光減衰寿命τ0が短い発光材
料であれば素子の発光寿命(以下、「素子寿命」ともいう。)の長寿命化が期待されるが、前述したように、従来の蛍光発光性化合物を用いた有機EL素子では内部量子収率が25%を超えることはない。
 そこで、蛍光発光性化合物の高効率化として考案されたのが、三重項-三重項消滅(以下、単に「TTA」ともいう。)機構を用いた蛍光発光効率の高効率化である。一般的な蛍光発光性化合物の三重項励起状態は熱失活することになるが、励起子密度を高くすることで三重項励起子同士が衝突し、一重項励起状態が生成することが知られている。
 TTA機構は下記式(B)で表され、五つの三重項励起子から一つの一重項励起子が生成する。しかし、TTA機構を用いても外部取り出し量子効率(EQE)の理論限界値は8%とリン光発光性化合物には及ばない。
 式(B)
  4(T1 +T1 )→S1 +3T1 +4S0
  S1 →S0+hν
 上記式(B)中のS0は基底状態、S1は一重項励起準位、T1は三重項励起準位を示し
は励起状態を表す。
 加えて、例えば、特許文献1には、TADF(熱活性化遅延蛍光)発光性化合物を蛍光発光性化合物のアシストドーパントとして用いることで、高効率な有機EL素子の作製する技術が記載されている。
 しかしながら、蛍光発光性化合物が添加されている発光性膜の発光減衰寿命(τ)は依然μ秒オーダーと長く、高輝度下及び高電流密度下ではロールオフや、上記加速係数が大きくなり、発光性が低下し、ひいては素子寿命の低下が問題となった。
 上記式(B)を有機EL素子中で発現させるためには、前述したように励起子の高密度化が必要となってくる。そのため、発光層内の発光位置を正孔輸送層(HTL:hole
 transport layer)又は電子輸送層(ETL: electron transportlayer)側に偏らせなければならない。これら層を構成する材料が混合(以下、「界面が混合」ともいう。)した際には、隣接層へのエネルギー移動が発現し、励起子密度の低下により発光効率の低下につながる。
 界面の混合は塗布法による成膜により顕著に発現する。塗布法で多層成膜した際には、発光層(EML:emitterlayer)との界面が数nm混合されることが知られており、隣接層へのエネルギー移動確率が増加することで、大幅な発光効率の低下を引き起こすことも確認されている。そのため励起子の高密度化によるTTA機構を用いた素子は、限定された層構成でのみ実施可能となる。
 TTAに代わる蛍光増感では、例えば、特許文献2では、蛍光発光性化合物と、蛍光発光性化合物の一重項励起状態の準位よりも最低三重項励起状態の準位が高いリン光発光性化合物を組み合わせることで、蛍光発光性化合物の一重項励起状態をリン光発光性化合物からのフェルスター型エネルギー移動により増感することで、蛍光発光性化合物からの発光の高効率化が提案されているが、リン光発光性化合物の励起子が完全に蛍光発光性化合物を増感できておらず、十分な素子寿命向上が実現できておらず改善の余地があった。
 上述のように、
 ・リン光発光性化合物は、発光減衰寿命τが数μs~数十μs程長いこと
 ・リン光発光性化合物の最低三重項励起状態の準位が高いために、リン光発光性化合物からの発光スペクトルと消光物質の吸収スペクトルとに重なりが生じやすく、エネルギー移動速度が大きくなっていること
 ・上記観点よりホスト化合物に用いる材料もリン光発光性化合物の最低三重項励起状態の準位より高くなるために、駆動中の劣化原因となること
 の3点が相まって、前記式(A)からも分かるように、リン光発光性化合物の使用による素子寿命を長寿命化させることの困難な要因となっている。
 そして、上記特許文献1及び2に開示された技術についても、素子寿命は十分とはいえず、大いに改善の余地が残っている。
特許第5905916号公報 特許第4571359号公報
 本発明は、上記問題・状況に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、発光効率、色度及び素子寿命に優れた発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法等を提供することである。
 本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルとが、重なりを有しており、かつ、これらの発光性化合物における重なり積分値を特定値以上の関係に規定することにより、増感剤として用いるリン光発光性化合物から蛍光発光性化合物にこれまでにない高効率なフェルスターエネルギー移動が可能となり、かつ、発光性膜の発光効率を維持、及び素子寿命を向上できることを見いだし本発明に至った。
 すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
 1.少なくともリン光発光性化合物と蛍光発光性化合物を含有する発光性膜であって、
 前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値が、下記式(1)を満たし、
 前記発光性膜の発光スペクトルは、前記蛍光発光性化合物からの発光が9割以上を占め、かつ、
 前記発光性膜の絶対量子収率(PLQE)が、下記式(2)で表される発光性膜。
 式(1):J≧1.5×1014
〔式(1)において、Jはリン光錯体の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値を意味する。〕
 式(2):PLQE(リン光発光性化合物+ホスト化合物からなる膜)×0.9≦PLQE(リン光発光性化合物+蛍光発光性化合物を含む膜)
〔式(2)において、ホスト化合物の最低三重項励起状態はリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも高く、リン光発光性化合物の発光性を阻害しない。〕
 2.前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値が、下記式(3)を満たす第1項に記載の発光性膜。
 式(3):J≧6.0×1014
 3.前記リン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも高エネルギー側の準位に、最低三重項励起状態が存在するホスト化合物を含有する第1項又は第2項に記載の発光性膜。
 4.前記リン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低エネルギー側の準位に、最低三重項励起状態が存在するホスト化合物を含有する第1項又は第2項に記載の発光性膜。
 5.前記リン光発光性化合物と前記蛍光発光性化合物のみからなる発光性膜である第1項又は第2項に記載の発光性膜。
 6.前記蛍光発光性化合物が、当該蛍光発光性化合物からなる蛍光発光性化合物単独膜の絶対量子収率(PLQE)が10%以上である第1項から第5項までのいずれか一項に記載の発光性膜。
 7.前記蛍光発光性化合物が、下記一般式(1)で表される構造を有する蛍光発光性化合物である第1項から第6項までのいずれか一項に記載の発光性膜。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
〔一般式(1)中、Xは、14π電子系以上のπ共役縮合環を表す。Yは、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、置換若しくは無置換の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヘテロアリールスルホニル基、アミノ基、フッ化炭化水素基、トリアリールシリル基、ジアリールアルキルシリル基、アリールジアルキルシリル基、トリアルキルシリル基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基、ホスホノ基若しくはフェニル基、又は下記一般式(2)で表される構造を有する基を表し、さらに置換基を有していてもよい。Yの少なくとも一つは、下記一般式(2)で表される構造を有する基である。Yは、複数ある場合には互いに異なっていてもよい。nは、1からXに置換可能な最大数までの整数である。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
〔一般式(2)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基若しくはヘテロアリールスルホニル基、アミノ基、フッ化炭化水素基、トリアリールシリル基、ジアリールアルキルシリル基、アリールジアルキルシリル基、トリアルキルシリル基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基又はホスホノ基を表し、さらに置換基を有していてもよい。R又はRの少なくとも一方は、下記一般式(3)若しくは(4)で表される構造を有する基である。*1は、Xとの結合部位を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
〔一般式(3)中、Aは、炭素原子又はケイ素原子を表す。R~Rは、それぞれ独立に、一般式(2)におけるR~Rと同様の基を表すが、R~Rの少なくとも一つは炭素数1以上のアルキル基である。*2は、隣接原子との結合部位を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
〔一般式(4)中、R及びR10は、それぞれ独立に、一般式(2)におけるR~Rと同様の基を表すが、少なくとも一つは炭素数1以上のアルキル基である。*3は、隣接原子との結合部位を表す。一般式(2)~(4)におけるR~R10は、隣接する基が互いに結合して脂肪族環を形成していてもよい。〕
 8.前記リン光発光性化合物が、下記一般式(5)で表される構造を有する化合物である第1項から第7項までのいずれか一項に記載の発光性膜。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
〔一般式(5)中、Mは、イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を表す。A、A、B及びBは、それぞれ独立に炭素原子又は窒素原子を表す。環Zは、A及びAとともに形成される6員の芳香族炭化水素環又は5員若しくは6員の芳香族複素環、又はこれらの環のうちの少なくとも一つを含む芳香族縮合環を表す。環Zは、B及びBとともに形成される5員若しくは6員の芳香族複素環、又はこれらの環のうちの少なくとも一つを含む芳香族縮合環を表す。前記環Z及び環Zが有する炭素原子は、カルベン炭素原子であってもよい。AとMとの結合及びBとMとの結合は、一方が配位結合であり、他方は共有結合を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に置換基を有していてもよい。環Z及び環Zの置換基が結合することによって、縮環構造を形成していてもよく、環Zと環Zとで表される配位子同士が連結していてもよい。Lは、Mに配位したモノアニオン性の二座配位子を表し、置換基を有していてもよい。mは、0~2の整数を表す。nは、1~3の整数を表す。Mがイリジウム(Ir)の場合のm+nは3であり、Mが白金(Pt)の場合のm+nは2である。m又はnが2以上のとき、環Zと環Zとで表される配位子又はLはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、環Zと環Zとで表される配位子とLとは連結していてもよい。〕
 9.前記リン光発光性化合物が、下記一般式(6)で表される構造を有する化合物である第1項から第7項までのいずれか一項に記載の発光性膜。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
〔一般式(6)中、環Aはトリアゾール環を表す。B及びBは、各々炭素原子又は窒素原子を表す。Rは置換基を表し、pは0又は1の整数を表す。Rは置換基を表す。Rは水素原子又は置換基を表し、rは0又は1の整数を表す。Rは置換基を表し、qは1から4の整数を表す。Mは、イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を表す。LはMと配位できる任意の配位子を表す。n1は1~3の整数を表す。m1は0~2の整数を表す。〕
 10.第1項から第9項までのいずれか一項に記載の発光性膜からなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
 11.前記発光層に隣接する層に用いる材料の最低三重項エネルギーが、前記発光層に含有するリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低い第10項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 12.JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度が、0.001~1g/(m・day)の範囲内で、かつ、
 JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、0.001~1mL/(m・day・atm)の範囲内のガスバリアー層により封止された第10項又は第11項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 13.第10項から第12項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
 前記発光性膜をドライプロセスで製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 14.第10項から第12項までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
 前記発光性膜をウェットプロセスで製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
 本発明の上記手段により、発光効率、色度及び素子寿命に優れた発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法等を提供することができる。
 本発明の効果の発現機構又は作用機構については、明確にはなっていないが、以下のように推察している。
<蛍光発光性化合物の利点と欠点>
 以下、図1及び図2(A,B,C)を参照して、説明する。なお、図1及び後述する図2A~図2Cにおける各符号は、以下に示すとおりである。
 S:基底状態、S:一重項状態、T:最低三重項励起状態、a:フェルスター型エネルギー移動、b:デクスター型エネルギー移動、c:無輻射失活
 図1は、従来技術において、発光に寄与しないホスト化合物とリン光発光性化合物が存在する発光性膜に、リン光発光性化合物からエネルギー移動が可能な蛍光発光性化合物を添加した場合のエネルギー移動を示す模式図である。図1に示した技術においては、リン光発光性化合物から蛍光発光性化合物へと、フェルスター型エネルギー移動又はデクスター型エネルギー移動し、ひいては、蛍光発光又は無輻射失活する、というリン光発光性化合物の励起子失活経路が増大する。よって、前記蛍光発光性化合物を添加した発光性膜は、添加していない発光性膜と比較した際に、リン光発光性化合物自身の発光減衰寿命τを短期化できることが知られている。
 しかしながら、本発明者らは、蛍光発光性化合物の添加によるリン光発光性化合物の発光減衰(発光減衰寿命τ)を短くすることには次のような欠点があることを見いだした。
 一般に、蛍光発光性化合物の三重項励起状態は赤色光の波長に相当するエネルギー以下の低いエネルギー準位であるため、リン光発光性化合物の最低三重項励起状態のエネルギー準位よりも低エネルギー準位となり、無輻射失活が優位に起こると考えられる。
 すなわち、図1に示すように、蛍光発光性化合物を添加した発光性膜は、リン光発光性化合物の発光減衰寿命τを短期化できる。その一方で、蛍光発光性化合物を十分に増感するために添加量を増加させると、リン光発光性化合物の最低三重項励起状態(T準位)よりもエネルギー準位が低い蛍光発光性化合物のT準位へのエネルギー移動(デクスター型エネルギー移動)も増加することで、蛍光発光性化合物を添加しない発光性膜で十分に得られていた発光特性が低下し、この結果、発光性膜から得られる発光量が減ってしまう。このようにリン光発光性化合物のT準位から、添加した蛍光発光性化合物のT準位へ励起子失活すると、生成した励起子を熱失活などの無輻射失活機構で失活させてしまい、発光輝度低下を引き起こし、結果として同輝度換算での発光性膜を使用する素子の素子寿命を短くする。
 それに伴い、リン光発光性化合物のT準位よりも低い蛍光発光性化合物のT準位へのエネルギー移動(デクスター型エネルギー移動)を抑制するためにリン光発光性化合物と蛍光発光性化合物の距離を添加濃度によって離すことも考えられているが、フェルスター移動効率も同時に低下してしまうため、リン光発光性化合物のT準位から蛍光発光性化合物のS準位へ移動可能な励起子量が減少し、蛍光発光性化合物の増感剤として用いていたリン光発光性化合物の発光が残ってしまい完全には蛍光発光性化合物が増感されない。
 なお、公知の蛍光発光性化合物の添加によって所望の素子寿命が得られないのは、前記のような蛍光発光性化合物の添加が有する欠点に基づくものであると考える。
 <蛍光発光性化合物添加の欠点の究明と解決手段>
 一般に、図1に示すように、リン光発光性化合物と蛍光発光性化合物を用いた場合には、リン光発光性化合物の三重項励起子は蛍光発光性化合物の三重項励起状態へのデクスター型エネルギー移動によって無輻射失活で励起子が発光に寄与することなく失活する。
 そこで、本発明者らは、蛍光発光性化合物を添加した発光性膜を使用する素子の素子寿命を長くするため、まず、リン光発光性化合物の三重項励起状態から蛍光発光性化合物の一重項励起状態へのフェルスター型エネルギー移動を向上させることに着目した。
 その結果、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり(重なり積分値)を規定値以上大きくすることによって、リン光発光性化合物のT準位から蛍光発光性化合物のS準位へのフェルスター型エネルギー移動を十分大きくでき、発光強度を落とすことなく蛍光発光のみを発現可能なことを見いだした(図2A参照)。
 さらに、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり(重なり積分値)を規定値以上大きくすることによって、これまでリン光発光性化合物を分散する目的で用いていたホスト化合物が、リン光発光性化合物の三重項励起準位よりも低い準位にあっても、リン光発光性化合物の三重項励起状態からホスト化合物への三重項励起状態ではなく、蛍光発光性化合物の一重項励起状態へフェルスターエネルギー移動が優位に働くことで、発光性を維持することができ、これまで使用することのできなかった低T準位のホスト化合物を適用することができることを見いだした。これにより、ホスト由来の劣化物を大幅に抑制することができる(図2B参照)。
 さらに、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり(重なり積分値)を規定値以上大きくすることによって、リン光発光性化合物の濃度消光を抑制するためにこれまで分散剤として用いていたホスト化合物を完全に使用しなくとも、リン光発光性化合物上で失活する前に蛍光発光性化合物の一重項励起状態へとフェルスターエネルギー移動することによって濃度消光を抑制可能であることを見いだした(図2C参照)。
 以上のような機構により、これまでにない素子寿命の長寿命化を実現することができたと推測される。
従来の技術における発光性化合物間のエネルギー移動を示す模式図 本発明に係る発光性化合物間のエネルギー移動を示す模式図 本発明に係る発光性化合物間のエネルギー移動を示す模式図 本発明に係る発光性化合物間のエネルギー移動を示す模式図 本発明に係る表示装置の構成の一例を示した概略斜視図 図3に示す表示部Aの模式図 本発明に係る照明装置の概略図 本発明に係る照明装置の断面図
 本発明の発光性膜は、少なくともリン光発光性化合物と蛍光発光性化合物を含有する発光性膜であって、前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値が、前記式(1)を満たし、前記発光性膜の発光スペクトルは、前記蛍光発光性化合物からの発光が9割以上を占め、かつ、前記発光性膜の絶対量子収率(PLQE)が、前記式(2)で表される。この特徴は、下記各実施形態に共通又は対応する技術的特徴である。
 本発明の実施態様としては、前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値が、前記式(3)を満たすことが、リン光発光性化合物の三重項励起状態から蛍光発光性化合物の一重項励起状態へのフェルスター型エネルギー移動が向上し、発光強度及び素子寿命向上する点で好ましい。
 また、前記リン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも高エネルギー側の準位に、最低三重項励起状態が存在するホスト化合物を含有することが、リン光発光性化合物からの励起子移動を阻害することなく、蛍光発光性化合物の距離を調整できることで素子寿命向上可能な点で好ましい。
 また、前記リン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低エネルギー側の準位に、最低三重項励起状態が存在するホスト化合物を含有することが、最低三重項励起状態が比較的高い材料と比較して、ホスト化合物の劣化を大幅に抑制することが可能で、素子寿命が向上する点で好ましい。
 さらに、本発明の発光性膜の他の態様として、ホスト化合物を含有せずに、前記リン光発光性化合物と前記蛍光発光性化合物のみからなる発光性膜であることが、劣化しやすいホスト化合物の劣化をなくすことが可能で、素子寿命が向上する点で好ましい。
 また、前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルが重なりを有していることが、リン光発光性化合物の三重項励起状態から蛍光発光性化合物の一重項励起状態へのフェルスター型エネルギー移動が向上し、発光強度及び素子寿命向上する点で好ましい。
 前記蛍光発光性化合物が、当該蛍光発光性化合物からなる蛍光発光性化合物単独膜の絶対量子収率が10%以上であることが、蛍光発光性化合物の添加量を高濃度化することができ、フェルスター移動効率を向上させることで、素子寿命が向上する点で好ましい。
 また、前記蛍光発光性化合物が、前記一般式(1)で表される構造を有する蛍光発光性化合物であることが、濃度消光を抑制し、蛍光発光性化合物の添加量を高濃度化することができ、フェルスター移動効率を向上させることで、素子寿命が向上する点で好ましい。
 前記リン光発光性化合物が、前記一般式(5)で表される構造を有する化合物であることが、蛍光発光性化合物の吸収とリン光発光性化合物の重なり積分値を大きくすることができ、フェルスター移動効率を向上させることで、素子寿命が向上する点で好ましい。
 また、前記リン光発光性化合物が、前記一般式(6)で表される構造を有する化合物であることが、蛍光発光性化合物の吸収とリン光発光性化合物の重なり積分値を大きくすることができ、フェルスター移動効率を向上させることで、素子寿命が向上する点で好ましい。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、前記発光性膜からなる発光層を有する。これにより、発光効率、色度及び寿命に優れた有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することができる。
 また、前記発光層に隣接する層に用いる材料の最低三重項エネルギーが、前記発光層に含有するリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低いことが、隣接層の劣化を抑制し、素子寿命が向上する点で好ましい。
 また、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度が、0.001~1g/(m・day)の範囲内で、かつ、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、0.001~1mL/(m・day・atm)(1atmは、1.01325×10Paである。)の範囲内のガスバリアー層により封止されたことが、コストを抑制できる点で好ましい。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、前記発光性膜をドライプロセスで製造する。これにより、均質な膜が得られやすく、隣接層との混合を抑制することができる。
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、前記発光性膜をウェットプロセスで製造する。これにより、均質な膜(塗膜)が得られやすく、かつ、ピンホールが生成しにくい。
 以下、本発明とその構成要素及び本発明を実施するための形態・態様について説明をする。なお、本願において、「~」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用する。
[発光性膜]
 本発明の発光性膜は、少なくともリン光発光性化合物と蛍光発光性化合物とを含有する発光性膜であって、前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値が、下記式(1)を満たし、前記発光性膜の発光スペクトルは、前記蛍光発光性化合物からの発光が9割以上を占め、かつ、前記発光性膜の絶対量子収率(PLQE)が、下記式(2)で表される。
 式(1): J≧1.5×1014
〔式(1)において、Jはリン光錯体の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値を意味する。〕
 式(2):PLQE(リン光発光性化合物+ホスト化合物からなる膜)×0.9≦PLQE(リン光発光性化合物+蛍光発光性化合物を含む膜)
〔式(2)において、ホスト化合物の最低三重項励起状態はリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも高く、リン光発光性化合物の発光性を阻害しない。〕
 すなわち、式(2)は、蛍光発光性化合物を添加する前(リン光発光性化合物+高Tホスト化合物)からなる基準膜のPLQEに対して、リン光発光性化合物と蛍光発光性化合物を添加した発光性膜のPLQEが9割以上であることを意味する。
 また、本発明の発光性膜は、前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値が、下記式(3)を満たすことが好ましい。
 式(3):J≧6.0×1014
 前記式(3)を満たすことにより、リン光発光性化合物の三重項励起状態から蛍光発光性化合物の一重項励起状態へのフェルスター型エネルギー移動が向上すると考えられ、その結果、リン光発光性化合物の励起子を蛍光発光性化合物に即座に移動させることができ、発光強度及び素子寿命が向上する。
 本発明の態様として、リン光発光性化合物の最低三重項励起状態から蛍光発光性化合物の一重項励起状態へのフェルスター型エネルギー移動による蛍光発光性化合物の一重項励起状態の増感に焦点を当てる。
 ここで、我々は、リン光発光性化合物がホスト化合物からの励起子を全てそれらの三重項励起状態へ転化し、次に、その三重項励起状態を蛍光発光性化合物へ移行させる過程について記述する。
 下式はホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物を含む発光性膜であって、ホスト化合物を主に光励起した際の励起子移行についての記述である。
 式(C):
 X→D+
 
 A→X+
 A+hν
 式(C)中、Dはホスト化合物を示し、Xは項間交差剤(リン光発光性化合物)、Aはエネルギー受容体(蛍光発光性化合物)を表す。上付き文字1は一重項スピン多重度を示し、上付き文字3は三重項スピン多重度を示し、*は励起状態を示す。
 上式機構の理解を容易にするため、根底にあるエネルギー移動の機構的理論について説明する。
 ≪デクスター型エネルギー移動とフェルスター型エネルギー移動≫
 <デクスター型エネルギー移動>
 デクスター型エネルギー移動は、隣り合った分子の分子軌道の重複に依存する近距離的な過程である。また、エネルギー供与体とエネルギー受容体の対の対称性も保持する。したがって、式(C)のエネルギー移動はデクスター機構によっては不可能である。
 <フェルスター型エネルギー移動>
 フェルスター型エネルギー移動の機構では、式(C)のエネルギー移動は可能である。フェルスター型エネルギー移動では、送信機及びアンテナと同様に、エネルギー供与体及びエネルギー受容体の両方の分子中で許容された遷移によって生ずる。このことは典型的にはフェルスター型エネルギー移動は一重項状態の間の移動に限定させることになる。
 しかし、本発明の態様では、エネルギー供与体の移動:
が許容されるリン光発光性化合物を考える。しかし、励起三重項状態と基底一重項状態の対称性の相違により、この移動確率は低い。
 それにもかかわらず、重金属原子によって導入されるスピン軌道相互作用によるなどして、状態の多少の摂動によりリン光発光性化合物がリン光発光することができる限り、それはフェルスター型エネルギー移動でのエネルギー供与体としての役割も果たすことができる。
 加えて、フェルスター型エネルギー移動を効率的に発現させる主な因子は、エネルギー供与体(リン光発光性化合物)の発光スペクトルと、エネルギー受容体(蛍光発光性化合物)の吸収スペクトルの重なりが存在することである。
 このため、本発明においては、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルとが、重なりを有することが必須である。
 また、各エネルギー移動効率は蛍光発光性化合物の添加前後の発光性膜の絶対量子収率(以下、単に「PLQE」とも記載。)と発光減衰寿命τ(以下、単に「τ」とも記載。)からでき、例えば、PLQE測定は、絶対量子収率測定装置C9920-02(浜松ホトニクス社製)、発光減衰寿命τは、蛍光寿命測定装置(例えば、ストリークカメラC4334や小型蛍光寿命測定装置C11367-03(いずれも浜松ホトニクス社製)など)を用いることで計測可能である。
 各エネルギー移動効率の算出法は、下記式(D)のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 上記式(D)中のτは、蛍光発光性化合物が添加されていない発光性膜(以下、「蛍光発光性化合物を添加する前の発光性膜」ともいう。)の発光減衰寿命を表し、τは、蛍光発光性化合物添加をした後の発光減衰寿命(単位:sec)、を表す。PLQEは、蛍
光発光性化合物を添加する前の発光性膜における絶対量子収率であり、PLQEは、蛍光発光性化合物が添加された発光性膜(以下、「蛍光発光性化合物を添加した後の発光性膜」ともいう。)における絶対量子収率である。
 また、Krはリン光発光性化合物の輻射速度(単位:1/sec)、Knrはリン光発光
性化合物の無輻射速度(単位:1/sec)、Kfはリン光発光性化合物の三重項励起状態
から蛍光発光性化合物S励起状態へのフェルスターエネルギー移動速度(単位:1/sec)、Kdはリン光発光性化合物の三重項励起状態から蛍光発光性化合物T励起状態へ
のデクスターエネルギー移動速度(単位:1/sec)である。
 そして、PDは、リン光発光性化合物の三重項励起状態から蛍光発光性化合物の三重項励起状態へのデクスター型エネルギー移動効率を示す。PFは、リン光発光性化合物の三重項励起状態から蛍光発光性化合物の一重項励起状態へのフェルスター型エネルギー移動効率を示している。
 ≪重なり積分≫
 上述のように、フェルスター型エネルギー移動を効率的に発現させる主な因子として、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なりがある。前記各スペクトルの重なりの大きさは重なり積分値と呼ばれ、下記式(OI)で算出されることが知られている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
 上記式(OI)中のfは規格化されたドナー(エネルギー供与体、リン光発光性化合物)発光スペクトル、εはアクセプター(エネルギー受容体、蛍光発光性化合物)のモル吸光係数を示す。λは波長を示す。なお、Jは、重なり積分値を表す。
 (発光スペクトルの測定)
 発光スペクトルの測定は公知の方法で行うことができる。例えば、蛍光光度計(HITACHI F-7000形分光蛍光光度計)を用いて行うことができる。
 (吸収スペクトルの測定)
 吸収スペクトルの測定は公知の方法で行うことができる。例えば、蛍光光度計(HITACHI U-3300分光光度計)を用いて行うことができる。
 重なり積分は、溶液吸収スペクトル、溶液モル吸光係数の結果を基に計算している。
 (モル吸光係数の測定)
 モル吸光係数の測定は、2-メチルテトラヒドロフラン(2Me-THF)に溶解させた試料を分光光度計により測定することで求めることができる。
 具体的には、2Me-THFによって1×10-5mol/Lの濃度に調製された試料を用いて、分光光度計U-3000((株)日立ハイテクノロジーズ製)により測定すればよい。
 (色度の測定方法)
 本発明の有機EL素子や本発明の発光性膜の発光する色は、「新編色彩科学ハンドブック」(日本色彩学会編、東京大学出版会、1985)の108頁の図4.16において、分光放射輝度計CS-1000(コニカミノルタ(株)製)で測定した結果をCIE色度座標に当てはめたときの色で決定される。
 なお、各化合物の色度の検出方法は、特に限定されず、例えば、HPLC(High Performance Liquid Chromatography)などで化合物を分離精製した上で、上記分光放射輝度計などで測定すればよい。
 本発明の発光性膜は、リン光発光性化合物と蛍光発光性化合物の他に、ホスト化合物をさらに含有し、前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルが重なりを有しており、前記ホスト化合物の最低三重項励起状態が前記リン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも高エネルギー側の準位に存在することが、リン光発光性化合物からの励起子移動を阻害することなく、蛍光発光性化合物の距離を調製できることで素子寿命向上可能な点で好ましい。
 また、本発明の発光性膜の他の態様として、リン光発光性化合物と蛍光発光性化合物の他に、ホスト化合物をさらに含有し、前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルが重なりを有しており、前記ホスト化合物の最低三重項励起状態が前記リン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低エネルギー側の準位に存在することが、最低三重項励起状態が比較的高い材料と比較して、ホスト化合物の劣化を大幅に抑制することが可能で、素子寿命が向上する点で好ましい。
 さらに、本発明の発光性膜の他の態様として、ホスト化合物を含有せずに、リン光発光性化合物と蛍光発光性化合物のみを含有し、前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルが重なりを有していることが、劣化しやすいホスト化合物の劣化をなくすことが可能で、素子寿命が向上する点で好ましい。
 本発明の発光性膜におけるリン光発光性化合物や蛍光発光性化合物やホスト化合物の含有量は、適用する製品に要求される条件に基づいて、任意に決定することができるとともに、膜厚方向に対して均一な濃度で含有されていてもよく、また任意の濃度分布を有していてもよい。
 また、本発明の発光性膜におけるリン光発光性化合物の含有量は、従来であれば発光現象を好適に発現させるべく、発光性膜の質量を100%とした場合、1~50質量%の範囲内が好ましく、1~30質量%の範囲内がより好ましいとされるが、特に規定されない。
 また、本発明の発光性膜におけるホスト化合物の含有量も従来であれば、発光性膜の質量を100質量%とした場合、50~99質量%の範囲内が好ましく、70~99質量%の範囲内がより好ましいとされるが、特に規定されず含まれなくてもよい。
 また、本発明の発光性膜における蛍光発光性化合物の含有量は、リン光発光性化合物からの増感現象を好適に発現させると同時に電界駆動時に蛍光発光性化合物上での直接再結合を抑制させる点から、リン光発光性化合物と同等以下の質量%が好ましく、0.1~20.0質量%の範囲内がより好ましい。
 ≪リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物の含有量の関係(式(4))≫
 リン光発光性化合物の含有量(質量%)と蛍光発光性化合物の含有量(質量%)とが、下記式(4)を満たす態様であってもよい。これにより、リン光発光性化合物を介して蛍光発光性化合物をより効率よく増感することができる。
 式(4):リン光発光性化合物の含有量(質量%)≧蛍光発光性化合物の含有量(質量%)
 ≪蛍光発光性化合物≫
 本発明に係る蛍光発光性化合物は、一重項励起状態からの発光が可能な化合物であり、一重項励起状態からの発光が観測される限り特に限定されない。
 本発明に係る蛍光発光性化合物は、当該蛍光発光性化合物からなる蛍光発光性化合物単独膜の絶対量子収率が10%以上であることが、蛍光発光性化合物の添加量を高濃度化することができ、フェルスター移動効率を向上させることで、素子寿命が向上する点で好ましい。
 本発明に係る蛍光発光性化合物としては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられるが、発光を得られる限り特に限定されない。
 中でも、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値をより大きくする点で、ストークスシフトの小さい蛍光発光性化合物を用いることがより好ましい。
 また、近年では遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。
 遅延蛍光を利用した蛍光発光性化合物の具体例としては、例えば、国際公開第2011/156793号、特開2011-213643号公報、特開2010-93181号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 特に、本発明に係る蛍光発光性化合物は、下記一般式(1)で表される構造を有する蛍光発光性化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
〔一般式(1)中、Xは、14π電子系以上のπ共役縮合環を表す。Yは、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、置換若しくは無置換の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヘテロアリールスルホニル基、アミノ基、フッ化炭化水素基、トリアリールシリル基、ジアリールアルキルシリル基、アリールジアルキルシリル基、トリアルキルシリル基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基、ホスホノ基若しくはフェニル基、又は下記一般式(2)で表される構造を有する基を表し、さらに置換基を有していてもよい。Yの少なくとも一つは、下記一般式(2)で表される構造を有する基である。Yは、複数ある場合には互いに異なっていてもよい。nは、1からXに置換可能な最大数までの整数である。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
〔一般式(2)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基若しくはヘテロアリールスルホニル基、アミノ基、フッ化炭化水素基、トリアリールシリル基、ジアリールアルキルシリル基、アリールジアルキルシリル基、トリアルキルシリル基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基又はホスホノ基を表し、さらに置換基を有していてもよい。R又はRの少なくとも一方は、下記一般式(3)若しくは(4)で表される構造を有する基である。*1は、Xとの結合部位を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
〔一般式(3)中、Aは、炭素原子又はケイ素原子を表す。R~Rは、それぞれ独立に、一般式(2)におけるR~Rと同様の基を表すが、R~Rの少なくとも一つは炭素数1以上のアルキル基である。*2は、隣接原子との結合部位を表す。〕
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
〔一般式(4)中、R及びR10は、それぞれ独立に、一般式(2)におけるR~Rと同様の基を表すが、少なくとも一つは炭素数1以上のアルキル基である。*3は、隣接原子との結合部位を表す。一般式(2)~(4)におけるR~R10は、隣接する基が互いに結合して脂肪族環を形成していてもよい。〕
 以下に、本発明に係る蛍光発光性化合物の具体例(前記一般式(1)で表される構造を有する蛍光発光性化合物以外の化合物も含む。)を挙げるが、本発明はこれらに特に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 ≪リン光発光性化合物≫
 本発明に係るリン光発光性化合物は、重原子を含有し、三重項励起からの発光が可能な化合物であり、三重項励起からの発光が観測される限り特に限定されない。
 本発明に係るリン光発光性化合物は、好ましくは、下記一般式(5)で表される構造を有する化合物である。これにより、より励起子の安定なリン光発光性化合物を作製できるだけでなく、リン光発光性化合物の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルとの重なり積分値を大きくでき、この結果、励起子をより効果的に発光に用いることができ、ひいては、素子寿命をより長寿命化できる発光性膜が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
[一般式(5)中、Mは、イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を表す。A、A、B及びBは、それぞれ独立に炭素原子又は窒素原子を表す。環Zは、A及びAとともに形成される6員の芳香族炭化水素環又は5員若しくは6員の芳香族複素環、又はこれらの環のうちの少なくとも一つを含む芳香族縮合環を表す。環Zは、B及びBとともに形成される5員若しくは6員の芳香族複素環、又はこれらの環のうちの少なくとも一つを含む芳香族縮合環を表す。前記環Z及び環Zが有する炭素原子は、カルベン炭素原子であってもよい。AとMとの結合及びBとMとの結合は、一方が配位結合であり、他方は共有結合を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に置換基を有していてもよい。環Z及び環Zの置換基が結合することによって、縮環構造を形成していてもよく、環Zと環Zとで表される配位子同士が連結していてもよい。Lは、Mに配位したモノアニオン性の二座配位子を表し、置換基を有していてもよい。mは、0~2の整数を表す。nは、1~3の整数を表す。Mがイリジウム(Ir)の場合のm+nは3であり、Mが白金(Pt)の場合のm+nは2である。m又はnが2以上のとき、環Zと環Zとで表される配位子又はLはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、環Zと環Zとで表される配位子とLとは連結していてもよい。]
 なお、環Zは好ましくは5員の芳香族複素環であり、B及びBは少なくとも一方が窒素原子であることが好ましい。一般式(5)で表される構造を有する化合物は、好ましくは下記一般式(DP-1)で表される構造を有する化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 上記一般式(DP-1)において、M、A、A、B、B、環Z、L、m及びnは、一般式(5)におけるM、A、A、B、B、環Z、L、m及びnと同義である。
 B~Bは、芳香族複素環を形成する原子群であり、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい炭素原子、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を表す。B~Bが有する置換基としては、前述の一般式(5)における環Z及び環Zが有する置換基と同義の基が挙げられる。
 一般式(DP-1)においてB~Bで形成される芳香族複素環は、下記一般式(DP-1a)、(DP-1b)及び(DP-1c)のいずれかで表されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 一般式(DP-1a)、(DP-1b)及び(DP-1c)において、*1は一般式(DP-1)のAとの結合部位を表し、*2はMとの結合部位を表す。
 Rb~Rbは水素原子又は置換基を表し、Rb~Rbで表される置換基としては、前述の一般式(5)における環Z及び環Zが有する置換基と同義の基が挙げられる。
 一般式(DP-1a)におけるB及びBは、炭素原子又は窒素原子であり、より好ましくは少なくとも一つが炭素原子である。
 一般式(DP-1b)におけるB~Bは、炭素原子又は窒素原子であり、より好ましくは少なくとも一つは炭素原子である。
 一般式(DP-1c)におけるB及びBは、炭素原子又は窒素原子であり、より好ましくは少なくとも一つは炭素原子であり、RbとRbで表される置換基がさらに互いに結合して縮環構造を形成していることがより好ましく、このとき新たに形成される縮環構造は芳香族環であることが好ましく、ベンゾイミダゾール環、イミダゾピリジン環、イミダゾピラジン環又はプリン環のいずれかであることが好ましい。Rbはアルキル基、アリール基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。
 また、本発明に係るリン光発光性化合物は、下記一般式(6)で表される構造を有する化合物としてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
〔一般式(6)中、環Aはトリアゾール環を表す。B及びBは、各々炭素原子又は窒素原子を表す。Rは置換基を表し、pは0又は1の整数を表す。Rは置換基を表す。Rは水素原子又は置換基を表し、rは0又は1の整数を表す。Rは置換基を表し、qは1から4の整数を表す。Mは、イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を表す。LはMと配位できる任意の配位子を表す。n1は1~3の整数を表す。m1は0~2の整数を表す。〕
 一般式(6)において、環Aはトリアゾール環を表し、B及びBは、各々炭素原子又は窒素原子を表す。ただし、Bが窒素原子の場合、Bは炭素原子を表し、Bが窒素原子の場合、Bは炭素原子を表す。
 一般式(6)において、Rで表される置換基としてはアルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基等)、シクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、アルケニル基(例えば、ビニル基、アリル基等)、アルキニル基(例えば、エチニル基、プロパルギル基等)、芳香族炭化水素環基(芳香族炭素環基、アリール基等ともいい、例えば、フェニル基、p-クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等)、芳香族複素環基(例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、トリアゾリル基(例えば、1,2,4-トリアゾール-1-イル基、1,2,3-トリアゾール-1-イル基等)、オキサゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、チエニル基、キノリル基、ベンゾフリル基、ジベンゾフリル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(前記カルボリニル基のカルボリン環を構成する炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す)、キノキサリニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キナゾリニル基、フタラジニル基等)、複素環基(例えば、ピロリジル基、イミダゾリジル基、モルホリル基、オキサゾリジル基等)、アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、シクロアルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(例えば、フェノキシ基、ナフチルオキシ基等)、アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、ドデシルチオ基等)、シクロアルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基等)、アリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフチルチオ基等)、アルコキシカルボニル基(例えば、メチルオキシカルボニル基、エチルオキシカルボニル基、ブチルオキシカルボニル基、オクチルオキシカルボニル基、ドデシルオキシカルボニル基等)、アリールオキシカルボニル基(例えば、フェニルオキシカルボニル基、ナフチルオキシカルボニル基等)、スルファモイル基(例えば、アミノスルホニル基、メチルアミノスルホニル基、ジメチルアミノスルホニル基、ブチルアミノスルホニル基、ヘキシルアミノスルホニル基、シクロヘキシルアミノスルホニル基、オクチルアミノスルホニル基、ドデシルアミノスルホニル基、フェニルアミノスルホニル基、ナフチルアミノスルホニル基、2-ピリジルアミノスルホニル基等)、アシル基(例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、プロピルカルボニル基、ペンチルカルボニル基、シクロヘキシルカルボニル基、オクチルカルボニル基、2-エチルヘキシルカルボニル基、ドデシルカルボニル基、フェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、ピリジルカルボニル基等)、アシルオキシ基(例えば、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等)、アミド基(例えば、メチルカルボニルアミノ基、エチルカルボニルアミノ基、ジメチルカルボニルアミノ基、プロピルカルボニルアミノ基、ペンチルカルボニルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、2-エチルヘキシルカルボニルアミノ基、オクチルカルボニルアミノ基、ドデシルカルボニルアミノ基、フェニルカルボニルアミノ基、ナフチルカルボニルアミノ基等)、カルバモイル基(例えば、アミノカルボニル基、メチルアミノカルボニル基、ジメチルアミノカルボニル基、プロピルアミノカルボニル基、ペンチルアミノカルボニル基、シクロヘキシルアミノカルボニル基、オクチルアミノカルボニル基、2-エチルヘキシルアミノカルボニル基、ドデシルアミノカルボニル基、フェニルアミノカルボニル基、ナフチルアミノカルボニル基、2-ピリジルアミノカルボニル基等)、ウレイド基(例えば、メチルウレイド基、エチルウレイド基、ペンチルウレイド基、シクロヘキシルウレイド基、オクチルウレイド基、ドデシルウレイド基、フェニルウレイド基ナフチルウレイド基、2-ピリジルアミノウレイド基等)、スルフィニル基(例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基、ブチルスルフィニル基、シクロヘキシルスルフィニル基、2-エチルヘキシルスルフィニル基、ドデシルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ナフチルスルフィニル基、2-ピリジルスルフィニル基等)、アルキルスルホニル基(例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、シクロヘキシルスルホニル基、2-エチルヘキシルスルホニル基、ドデシルスルホニル基等)、アリールスルホニル基又はヘテロアリールスルホニル基(例えば、フェニルスルホニル基、ナフチルスルホニル基、2-ピリジルスルホニル基等)、アミノ基(例えば、アミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ブチルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、2-エチルヘキシルアミノ基、ドデシルアミノ基、アニリノ基、ナフチルアミノ基、2-ピリジルアミノ基等)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等)、フッ化炭化水素基(例えば、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基等)、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリフェニルシリル基、フェニルジエチルシリル基等)等が挙げられる。これらの置換基は上記の置換基によってさらに置換されていてもよい。これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成していてもよい。
 一般式(6)において、pは0又は1の整数を表す。すなわち、一般式(6)におけるBが窒素原子の場合、pは0又は1であり、一般式(6)におけるBが炭素原子の場合pは1である。
 一般式(6)で表される化合物において、Rで表される置換基は一般式(6)におけるRと同義である。
 一般式(6)において、Rは水素原子又は置換基を表し、Rで表される置換基は一般式(6)におけるRと同義である。
 一般式(6)において、rは0又は1の整数を表す。すなわち、一般式(6)におけるBが窒素原子の場合、rは0であり、一般式(6)におけるBが炭素原子の場合rは1である。
 一般式(6)において、Rは水素原子又は置換基を表し、Rで表される置換基は一般式(6)におけるRと同義である。
 一般式(6)において、Rは水素原子又は置換基を表し、Rで表される置換基は一般式(6)におけるRと同義である。
 一般式(6)で表される化合物において、qは1から4の整数を表す。各々のRは同一でも良く、また、異なっていても良い。さらに、複数のRが存在する場合、お互いに結合し環を形成しても良い。
 一般式(6)において、LはMと配位できる任意の配位子を表すが、当該業者が周知の配位子である。従来公知の金属錯体に用いられる配位子としては、種々の公知の配位子があるが、例えば、「Photochemistry and Photophysics
 of Coordination Compounds」Springer-Verlag社 H.Yersin著 1987年発行、「有機金属化学-基礎と応用-」裳華房社 山本明夫著 1982年発行 等に記載の配位子(例えば、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、含窒素ヘテロ環配位子(例えば、ビピリジル、フェナントロリンなど)、ジケトン配位子など)が挙げられる。さらに、置換又は無置換のフェニルピリジン、フェニルピラゾール、フェニルイミダゾール、フェニルトリアゾール、フェニルテトラゾール、ピラザボール、ピコリン酸、カルベン等も好ましい配位子として併用することが可能である。
 一般式(6)において、n1は1~3、m1は0~2の整数を表す。
 以下に、本発明の一般式(5)又は一般式(6)で表される構造を有する化合物の具体的な化合物例を示すが、本願で使用可能なものは、これらに限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 また、その他本発明において使用できるリン光発光性化合物としては、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
 本発明に使用できる公知のリン光発光性化合物の具体例としては、以下の文献に記載されている化合物等が挙げられるが、これに限るものではない。
 Nature 395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater. 17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国際公開第2009/100991号、国際公開第2008/101842号、国際公開第2003/040257号、米国特許公開第2006/835469号明細書、米国特許公開第2006/0202194号明細書、米国特許公開第2007/0087321号明細書、米国特許公開第2005/0244673号明細書、Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、国際公開第2009/050290号、国際公開第2002/015645号、国際公開第2009/000673号、米国特許公開第2002/0034656号明細書、米国特許第7332232号明細書、米国特許公開第2009/0108737号明細書、米国特許公開第2009/0039776号、米国特許第6921915号明細書、米国特許第6687266号明細書、米国特許公開第2007/0190359号明細書、米国特許公開第2006/0008670号明細書、米国特許公開第2009/0165846号明細書、米国特許公開第2008/0015355号明細書、米国特許第7250226号明細書、米国特許第7396598号明細書、米国特許公開第2006/0263635号明細書、米国特許公開第2003/0138657号明細書、米国特許公開第2003/0152802号明細書、米国特許第7090928号明細書、Angew.Chem.Int.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics 23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国際公開第2002/002714号、国際公開第2006/009024号、国際公開第2006/056418号、国際公開第2005/019373号、国際公開第2005/123873号、国際公開第2007/004380号、国際公開第2006/082742号、米国特許公開第2006/0251923号明細書、米国特許公開第2005/0260441号明細書、米国特許第7393599号明細書、米国特許第7534505号明細書、米国特許第7445855号明細書、米国特許公開第2007/0190359号明細書、米国特許公開第2008/0297033号明細書、米国特許第7338722号明細書、米国特許公開第2002/0134984号明細書、米国特許第7279704号明細書、米国特許公開第2006/098120号明細書、米国特許公開第2006/103874号明細書、国際公開第2005/076380号、国際公開第2010/032663号、国際公開第2008/140115号、国際公開第2007/052431号、国際公開第2011/134013号、国際公開第2011/157339号、国際公開第2010/086089号、国際公開第2009/113646号、国際公開第2012/020327号、国際公開第2011/051404号、国際公開第2011/004639号、国際公開第2011/073149号、米国特許公開第2012/228583号明細書、米国特許公開第2012/212126号明細書、特開2012-069737号公報、特開2012-195554号公報、特開2009-114086号公報、特開2003-81988号公報、特開2002-302671号公報、特開2002-363552号公報等である。
 また、環Z及び環Zが有する炭素原子がカルベン炭素原子である場合(具体的には、カルベン錯体である場合。)、例えば、国際公開2005/019373号公報、国際公開2006/056418号公報、国際公開2005/113704号公報、国際公開2007/115970号公報、国際公開2007/115981号公報及び国際公開2008/000727号公報に記載されるカルベン錯体を好適に使用できる。
 ≪ホスト化合物≫
 本発明の発光性膜は、蛍光発光性化合物、リン光発光性化合物以外にホスト化合物を含んでもよい。
 本発明に係るホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、本発明の有機EL素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
 ホスト化合物は、好ましくは室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物であり、さらに好ましくはリン光量子収率が0.01未満の化合物である。また、ホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有されるリン光発光性化合物の励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。
 ホスト化合物としては、公知のホスト化合物を単独で用いてもよく、又は複数併用してもよい。ホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。
 本発明に係るホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。低分子化合物でも繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、また、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。
 公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機EL素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。好ましくはTgが90℃以上であり、より好ましくは120℃以上である。
 ここで、ガラス転移温度(Tg)とは、DSC(Differential Scanning Calorimetry:示差走査熱量法)を用いて、JIS-K-7121に準拠した方法により求められる値である。
 本発明に係るホスト化合物は、好ましくは下記一般式(HA)又は(HB)で表される構造を有する化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 一般式(HA)及び(HB)中、Xaは、O又はSを表す。Xb、Xc、Xd及びXeは、それぞれ独立に、水素原子、置換基又は下記一般式(HC)で表される構造を有する基を表すが、Xb、Xc、Xd及びXeのうち少なくとも一つは下記一般式(HC)で表される構造を有する基を表し、下記一般式(HC)で表される構造を有する基のうち少なくとも一つはArがカルバゾリル基を表す。
 一般式(HC)
  Ar-(L′)n-*
 一般式(HC)中、L′は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から導出される2価の連結基を表す。nは0~3の整数を表し、nが2以上の場合、複数のL′は同じでもあっても異なっていてもよい。*は、一般式(HA)又は(HB)との結合部位を表す。Arは、下記一般式(HD)で表される構造を有する基を表す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 一般式(HD)中、Xfは、N(R′)、O又はSを表す。E~EはC(R″)又はNを表し、R′及びR″は水素原子、置換基又は一般式(HC)におけるL′との結合部位を表す。*は、一般式(HC)におけるL′との結合部位を表す。
 上記一般式(HA)で表される構造を有する化合物においては、好ましくは、Xb、Xc、Xd及びXeのうち少なくとも二つが一般式(HC)で表され、より好ましくはXcが一般式(HC)で表され、かつ、当該一般式(HC)におけるArが置換基を有していてもよいカルバゾリル基を表す。
 一般式(HA)及び(HB)におけるXb、Xc、Xd及びXeで表される置換基、並びに一般式(HD)におけるR′及びR″で表される置換基としては、上記一般式(DP)における環Z及び環Zが有していてもよい置換基と同様のものが挙げられる。
 一般式(HC)におけるL′で表される芳香族炭化水素環としては、例えば、フェニル基、p-クロロフェニル基、メシチル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントリル基、アズレニル基、アセナフテニル基、フルオレニル基、フェナントリル基、インデニル基、ピレニル基、ビフェニリル基等が挙げられる。
 一般式(HC)におけるL′で表される芳香族複素環としては、例えば、フリル基、チエニル基、ピリジル基、ピリダジニル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、チアゾリル基、キナゾリニル基、カルバゾリル基、カルボリニル基、ジアザカルバゾリル基(カルボリニル基のカルボリン環を構成する任意の炭素原子の一つが窒素原子で置き換わったものを示す。)、フタラジニル基等が挙げられる。
 以下に、本発明に係るホスト化合物の具体例として、上記一般式(HA)又は(HB)で表される構造を有する化合物の他、本発明に適用可能な化合物を挙げるが、本発明はこれらに特に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 また、上記化合物のほか、本発明に係るホスト化合物の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等を挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。
 特開2001-257076号公報、同2002-308855号公報、同2001-313179号公報、同2002-319491号公報、同2001-357977号公報、同2002-334786号公報、同2002-8860号公報、同2002-334787号公報、同2002-15871号公報、同2002-334788号公報、同2002-43056号公報、同2002-334789号公報、同2002-75645号公報、同2002-338579号公報、同2002-105445号公報、同2002-343568号公報、同2002-141173号公報、同2002-352957号公報、同2002-203683号公報、同2002-363227号公報、同2002-231453号公報、同2003-3165号公報、同2002-234888号公報、同2003-27048号公報、同2002-255934号公報、同2002-260861号公報、同2002-280183号公報、同2002-299060号公報、同2002-302516号公報、同2002-305083号公報、同2002-305084号公報、同2002-308837号公報、米国特許出願公開第2003/0175553号明細書、米国特許出願公開第2006/0280965号明細書、米国特許出願公開第2005/0112407号明細書、米国特許出願公開第2009/0017330号明細書、米国特許出願公開第2009/0030202号明細書、米国特許出願公開第2005/0238919号明細書、国際公開第2001/039234号、国際公開第2009/021126号、国際公開第2008/056746号、国際公開第2004/093207号、国際公開第2005/089025号、国際公開第2007/063796号、国際公開第2007/063754号、国際公開第2004/107822号、国際公開第2005/030900号、国際公開第2006/114966号、国際公開第2009/086028号、国際公開第2009/003898号、国際公開第2012/023947号、特開2008-074939号公報、特開2007-254297号公報、欧州特許第2034538号明細書等である。さらには、特開2015-38941号公報の段落[0255]~[0293]に記載の化合物H-1~H-230も好適に使用できる。
 なお、本発明に用いられるホスト化合物は、発光層に隣接する隣接層に用いてもよい。
 以上、本発明の発光性膜に含有される「蛍光発光性化合物」、「リン光発光性化合物」と「ホスト化合物」と分けて説明したが、いずれの「リン光発光性化合物」と「ホスト化合物」の組み合わせであってもよい。
 また、前記した複数の「リン光発光性化合物」を併用してもよいとともに、前記した複数の「ホスト化合物」を併用してもよい。そして、本発明に係る発光性膜は、様々な製品に適用可能であり、例えば、後述する有機エレクトロルミネッセンス素子、有機発光性膜太陽電池等に適用することができる。なお、本発明に係る発光性膜は、前記した「リン光発光性化合物」と「ホスト化合物」以外にも、各製品に適用する際に通常使用されている公知物質をさらに含有していてもよい。
[有機エレクトロルミネッセンス素子]
 本発明の発光性膜は、陽極と陰極との間に、発光層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層に好適に採用できる。
 本発明の有機EL素子は、前記発光層に隣接する層に用いる材料の最低三重項エネルギーが、前記発光層に含有するリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低いことが好ましい。前記発光層に隣接する層としては、例えば、電子輸送層が好ましい。
 ≪有機エレクトロルミネッセンス素子の構成≫
 本発明の有機EL素子における代表的な素子構成としては、以下の構成を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
(1)陽極/発光層/陰極
(2)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(3)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(5)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/(電子阻止層/)発光層/(正孔阻止層/)電子輸送層/電子注入層/陰極
 前記の中で(7)の構成が好ましく用いられるが、これに限定されるものではない。
 本発明に係る発光層は、単層又は複数層で構成されており、発光層が複数の場合は各発光層の間に非発光性の中間層を設けてもよい。
 必要に応じて、発光層と陰極との間に正孔阻止層(正孔障壁層ともいう)や電子注入層(陰極バッファー層ともいう)を設けてもよく、また、発光層と陽極との間に電子阻止層(電子障壁層ともいう)や正孔注入層(陽極バッファー層ともいう)を設けてもよい。
 本発明に係る電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層であり、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。また、複数層で構成されていてもよい。
 本発明に係る正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、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。また、複数層で構成されていてもよい。
 前記の代表的な素子構成において、陽極と陰極を除いた層を「有機層」ともいう。
≪タンデム構造≫
 また、本発明の有機EL素子は、少なくとも1層の発光層を含む発光ユニットを複数積層した、いわゆるタンデム構造の素子であってもよい。
 タンデム構造の代表的な素子構成としては、例えば以下の構成を挙げることができる。
 陽極/第1発光ユニット/第2発光ユニット/第3発光ユニット/陰極
 陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/中間層/第3発光ユニット/陰極
 ここで、前記第1発光ユニット、第2発光ユニット及び第3発光ユニットは全て同じであっても、異なっていてもよい。また二つの発光ユニットが同じであり、残る一つが異なっていてもよい。
 また、第3発光ユニットはなくてもよく、一方で第3発光ユニットと電極の間にさらに発光ユニットや中間層を設けてもよい。
 複数の発光ユニットは直接積層されていても、中間層を介して積層されていてもよく、中間層は、一般的に中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層、接続層、中間絶縁層とも呼ばれ、陽極側の隣接層に電子を、陰極側の隣接層に正孔を供給する機能を持った層であれば、公知の材料構成を用いることができる。
 中間層に用いられる材料としては、例えば、ITO(インジウム・スズ酸化物)、IZO(インジウム・亜鉛酸化物)、ZnO、TiN、ZrN、HfN、TiO、VO、CuI、InN、GaN、CuAlO、CuGaO、SrCu、LaB、RuO、Al等の導電性無機化合物層や、Au/Bi等の2層膜や、SnO/Ag/SnO、ZnO/Ag/ZnO、Bi/Au/Bi、TiO/TiN/TiO、TiO/ZrN/TiO等の多層膜、またC60等のフラーレン類、オリゴチオフェン等の導電性有機物層、金属フタロシアニン類、無金属フタロシアニン類、金属ポルフィリン類、無金属ポルフィリン類等の導電性有機化合物層等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 発光ユニット内の好ましい構成としては、例えば前記の代表的な素子構成で挙げた(1)~(7)の構成から、陽極と陰極を除いたもの等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 タンデム型有機EL素子の具体例としては、例えば、米国特許第6337492号明細書、米国特許第7420203号明細書、米国特許第7473923号明細書、米国特許第6872472号明細書、米国特許第6107734号明細書、米国特許第6337492号明細書、国際公開第2005/009087号、特開2006-228712号公報、特開2006-24791号公報、特開2006-49393号公報、特開2006-49394号公報、特開2006-49396号公報、特開2011-96679号公報、特開2005-340187号公報、特許第4711424号、特許第3496681号、特許第3884564号、特許第4213169号、特開2010-192719号公報、特開2009-076929号公報、特開2008-078414号公報、特開2007-059848号公報、特開2003-272860号公報、特開2003-045676号公報、国際公開第2005/094130号等に記載の素子構成や構成材料等が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
 以下、本発明の有機EL素子を構成する各層について説明する。
 ≪発光層≫
 本発明に係る発光層は、電極又は隣接する層(以下、「隣接層」ともいう。)から注入されてくる電子及び正孔が再結合し、励起子を経由して発光する場を提供する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても、発光層と隣接層との界面であってもよい。そして、本発明に係る発光層は、前記した本発明の「発光性膜」を有する構成であってもよい。具体的には、本発明に係る発光層は、本発明の「発光性膜」であってもよいが、特に限定されず、例えば、その他の発光層やその他の化合物などからなる膜などを含んでいてもよい。
 なお、本発明に係る発光層は、本発明で規定する発光性膜に関する要件を満たしていれば、その構成に特に制限はない。
 発光層の厚さの総和は、特に制限はないが、形成する膜の均質性や、発光時に不必要な高電圧を印加するのを防止し、かつ、駆動電流に対する発光色の安定性向上の観点から、2nm~5μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2~500nmの範囲に調整され、さらに好ましくは5~200nmの範囲に調整される。
 また、本発明において個々の発光層の厚さとしては、2nm~1μmの範囲に調整することが好ましく、より好ましくは2~200nmの範囲に調整され、さらに好ましくは3~150nmの範囲に調整される。
 (その他の発光ドーパント、ホスト化合物)
 本発明に係る発光層は、上述のように、本発明の発光性膜を含有するため、上述の「リン光発光性化合物」と「蛍光発光性化合物」、必要に応じて「ホスト化合物」を含有して構成される。
 さらに、本発明の有機EL素子において、本発明の発光性膜は、当該発光性膜に隣接する層の材料を含有していてもよい。隣接する層の材料としては、発光性膜(発光層)に隣接する層の材料であれば、特に限定されず、例えば正孔輸送層に含有させる化合物などが挙げられる。これにより、上述のように、本発明の発光性膜は外部環境に影響されにくい有機エレクトロルミネッセンス素子を安定して提供できる。
 また、本発明に係る発光層は、本発明の効果を妨げない範囲内において、別途、以下に示す「(1)発光ドーパント(以下、「その他の発光ドーパント」ともいう。):(1.1)リン光発光性化合物(以下、「その他のリン光発光性化合物」ともいう。)、(1.2)蛍光発光性化合物(以下、「その他の蛍光発光性化合物」ともいう。)」や「(2)ホスト化合物(以下、「その他のホスト化合物」ともいう。)」を含有していてもよい。
(1)その他の発光ドーパント
 本発明に係るその他の発光ドーパントとしては、その他のリン光発光性化合物(その他のリン光ドーパント、その他のリン光性化合物ともいう)と、その他の蛍光発光性化合物(その他の蛍光ドーパント、その他の蛍光性化合物)を併用することが好ましい。
 また、本発明に係るリン光発光性化合物及びその他のリン光発光性化合物は、複数種を併用して用いてもよく、構造の異なるドーパント同士の組み合わせを用いてもよい。これにより、任意の発光色を得ることができる。
 本発明においては、1層又は複数層の発光層が、発光色の異なる複数の発光ドーパントを含有し、白色発光を示すことも好ましい。
 白色を示す発光ドーパントの組み合わせについては特に限定はないが、例えば青と橙や、青と緑と赤の組み合わせ等が挙げられる。
      ・ その他のリン光発光性化合物
      ・  その他のリン光発光性化合物(以下、「その他のリン光ドーパント」ともいう)について説明する。
 本発明に係るその他のリン光ドーパントは、三重項励起からの発光が観測される化合物であり、具体的には、室温(25℃)にてリン光発光する化合物であり、リン光量子収率が、25℃において0.01以上の化合物であると定義されるが、好ましいリン光量子収率は0.1以上である。
 本発明におけるリン光量子収率は、第4版実験化学講座7の分光IIの398頁(1992年版、丸善)に記載の方法により測定できる。溶液中でのリン光量子収率は種々の溶媒を用いて測定できるが、本発明に係るその他のリン光ドーパントは、任意の溶媒のいずれかにおいて前記リン光量子収率(0.01以上)が達成されればよい。
 その他のリン光ドーパントの発光は原理としては2種挙げられ、一つはキャリアが輸送されるホスト化合物上でキャリアの再結合が起こってホスト化合物の励起状態が生成し、このエネルギーをその他のリン光ドーパントに移動させることでその他のリン光ドーパントからの発光を得るというエネルギー移動型である。もう一つはその他のリン光ドーパントがキャリアトラップとなり、その他のリン光ドーパント上でキャリアの再結合が起こりその他のリン光ドーパントからの発光が得られるというキャリアトラップ型である。いずれの場合においても、その他のリン光ドーパントの励起状態のエネルギーはその他のホスト化合物の励起状態のエネルギーよりも低いことが条件である。
 本発明において使用できるその他のリン光ドーパントとしては、有機EL素子の発光層に使用される公知のものの中から適宜選択して用いることができる。
 本発明に使用できるその他のリン光ドーパントの具体例としては、上述の本発明に係るリン光発光性化合物で例示した文献に記載されている公知の化合物等が挙げられる。
 中でも、好ましいその他のリン光ドーパントとしてはIrを中心金属に有する有機金属錯体が挙げられる。さらに好ましくは、金属-炭素結合、金属-窒素結合、金属-酸素結合、金属-硫黄結合の少なくとも一つの配位様式を含む錯体が好ましい。
(1.2)その他の蛍光発光性ドーパント
 その他の蛍光発光性ドーパント(以下、「その他の蛍光ドーパント」ともいう)について説明する。
 その他の蛍光ドーパントは、一重項励起からの発光が可能な化合物であり、一重項励起からの発光が観測される限り特に限定されない。
 その他の蛍光ドーパントとしては、例えば、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、ペリレン誘導体、フルオレン誘導体、アリールアセチレン誘導体、スチリルアリーレン誘導体、スチリルアミン誘導体、アリールアミン誘導体、ホウ素錯体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、シアニン誘導体、クロコニウム誘導体、スクアリウム誘導体、オキソベンツアントラセン誘導体、フルオレセイン誘導体、ローダミン誘導体、ピリリウム誘導体、ペリレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、又は希土類錯体系化合物等が挙げられる。
 また、近年では遅延蛍光を利用した発光ドーパントも開発されており、これらを用いてもよい。
 遅延蛍光を利用した発光ドーパントの具体例としては、例えば、国際公開第2011/156793号、特開2011-213643号公報、特開2010-93181号公報等に記載の化合物が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。
(2)その他のホスト化合物
 その他のホスト化合物は、発光層において主に電荷の注入及び輸送を担う化合物であり、有機EL素子においてそれ自体の発光は実質的に観測されない。
 好ましくは室温(25℃)においてリン光発光のリン光量子収率が、0.1未満の化合物であり、さらに好ましくはリン光量子収率が0.01未満の化合物である。
 また、その他のホスト化合物の励起状態エネルギーは、同一層内に含有される発光ドーパントの励起状態エネルギーよりも高いことが好ましい。
 その他のホスト化合物は、単独で用いてもよく、又は複数種併用して用いてもよい。その他のホスト化合物を複数種用いることで、電荷の移動を調整することが可能であり、有機EL素子を高効率化することができる。
 その他のホスト化合物としては、特に制限はなく、従来有機EL素子で用いられる化合物を用いることができる。低分子化合物でも繰り返し単位を有する高分子化合物でもよく、また、ビニル基やエポキシ基のような反応性基を有する化合物でもよい。
 公知のホスト化合物としては、正孔輸送能又は電子輸送能を有しつつ、かつ、発光の長波長化を防ぎ、さらに、有機EL素子を高温駆動時や素子駆動中の発熱に対して安定して動作させる観点から、高いガラス転移温度(Tg)を有することが好ましい。好ましくはTgが90℃以上であり、より好ましくは120℃以上である。
 本発明に係る有機EL素子に用いられる、その他のホスト化合物の具体例としては、上述の本発明に係るホスト化合物で例示した文献に記載の公知の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
 また本発明に係るその他のホスト化合物は発光層に隣接する隣接層に用いてもよい。
 ≪電子輸送層≫
 本発明において電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、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い。
 また、本発明に係る電子輸送層に用いる材料は、当該材料の最低三重項エネルギーが、前記発光層に含有するリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低いことが、電子輸送層の劣化を抑制し、素子寿命が向上する点で好ましい。
 本発明に係る電子輸送層の総厚については特に制限はないが、通常は2nm~5μmの範囲であり、より好ましくは2~500nmの範囲であり、さらに好ましくは5~200nmの範囲である。
 また、有機EL素子においては発光層で生じた光を電極から取り出す際、発光層から直接取り出される光と、光を取り出す電極と対極に位置する電極によって反射されてから取り出される光とが干渉を起こすことが知られている。光が陰極で反射される場合は、電子輸送層の総厚を5nm~1μmの間で適宜調整することにより、この干渉効果を効率的に利用することが可能である。
 一方で、電子輸送層の厚さを厚くすると電圧が上昇しやすくなるため、特に層厚が厚い場合においては、電子輸送層の電子移動度は10-5cm/Vs以上であることが好ましい。
 電子輸送層に用いられる材料(以下、「電子輸送材料」という。)としては、電子の注入性又は輸送性、正孔の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
 例えば、含窒素芳香族複素環誘導体(カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体(カルバゾール環を構成する炭素原子の一つ以上が窒素原子に置換されたもの)、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、アザトリフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体等)、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、シロール誘導体、芳香族炭化水素環誘導体(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン等)等が挙げられる。
 また、配位子にキノリノール骨格やジベンゾキノリノール骨格を有する金属錯体、例えば、トリス(8-キノリノール)アルミニウム(Alq)、トリス(5,7-ジクロロ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5,7-ジブロモ-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、トリス(5-メチル-8-キノリノール)アルミニウム、ビス(8-キノリノール)亜鉛(Znq)等、及びこれらの金属錯体の中心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga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、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基等で置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様にn型-Si、n型-SiC等の無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
 また、これらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
 本発明に係る電子輸送層においては、電子輸送層にドープ材をゲスト材料としてドープして、n性の高い(電子リッチ)電子輸送層を形成してもよい。ドープ材としては、金属錯体やハロゲン化金属など金属化合物等のn型ドーパントが挙げられる。このような構成の電子輸送層の具体例としては、例えば、特開平4-297076号公報、同10-270172号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等の文献に記載されたものが挙げられる。
 本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい電子輸送材料の具体例としては、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
 米国特許第6528187号明細書、米国特許第7230107号明細書、米国特許公開第2005/0025993号明細書、米国特許公開第2004/0036077号明細書、米国特許公開第2009/0115316号明細書、米国特許公開第2009/0101870号明細書、米国特許公開第2009/0179554号明細書、国際公開第2003/060956号、国際公開第2008/132085号、Appl.Phys.Lett.75,4(1999)、Appl.Phys.Lett.79,449(2001)、Appl.Phys.Lett.81,162(2002)、Appl.Phys.Lett.81,162(2002)、Appl.Phys.Lett.79,156(2001)、米国特許第7964293号明細書、米国特許公開第2009/030202号明細書、国際公開第2004/080975号、国際公開第2004/063159号、国際公開第2005/085387号、国際公開第2006/067931号、国際公開第2007/086552号、国際公開第2008/114690号、国際公開第2009/069442号、国際公開第2009/066779号、国際公開第2009/054253号、国際公開第2011/086935号、国際公開第2010/150593号、国際公開第2010/047707号、欧州特許第2311826号明細書、特開2010-251675号公報、特開2009-209133号公報、特開2009-124114号公報、特開2008-277810号公報、特開2006-156445号公報、特開2005-340122号公報、特開2003-45662号公報、特開2003-31367号公報、特開2003-282270号公報、国際公開第2012/115034号等である。
 本発明におけるよりより好ましい電子輸送材料としては、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体が挙げられる。
 電子輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
 ≪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する層であり、好ましくは電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
 また、前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いることができる。
 本発明の有機EL素子に設ける正孔阻止層は、発光層の陰極側に隣接して設けられることが好ましい。
 本発明に係る正孔阻止層の厚さとしては、好ましくは3~100nmの範囲であり、さらに好ましくは5~30nmの範囲である。
 正孔阻止層に用いられる材料としては、前述の電子輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述の本発明に係るホスト化合物及びその他のホスト化合物として用いられる材料も正孔阻止層に好ましく用いられる。
 ≪電子注入層≫
 本発明に係る電子注入層(「陰極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陰極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。
 本発明において電子注入層は必要に応じて設け、前記のように陰極と発光層との間、又は陰極と電子輸送層との間に存在させてもよい。
 電子注入層はごく薄い膜であることが好ましく、素材にもよるがその厚さは0.1~5nmの範囲が好ましい。また、構成材料が断続的に存在する不均一な膜であってもよい。
 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、電子注入層に好ましく用いられる材料の具体例としては、ストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム等に代表されるアルカリ金属化合物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等に代表されるアルカリ土類金属化合物、酸化アルミニウムに代表される金属酸化物、リチウム8-ヒドロキシキノレート(Liq)等に代表される金属錯体等が挙げられる。また、前述の電子輸送材料を用いることも可能である。
 また、前記の電子注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、複数種を併用して用いてもよい。
 ≪正孔輸送層≫
 本発明において正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、陽極より注入された正孔を発光層に伝達する機能を有していればよい。
 本発明に係る正孔輸送層の総厚については特に制限はないが、通常は5nm~5μmの範囲であり、より好ましくは2~500nmの範囲であり、さらに好ましくは5~200nmの範囲である。
 正孔輸送層に用いられる材料(以下、正孔輸送材料という)としては、正孔の注入性又は輸送性、電子の障壁性のいずれかを有していればよく、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
 例えば、ポルフィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、イソインドール誘導体、アントラセンやナフタレン等のアセン系誘導体、フルオレン誘導体、フルオレノン誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー、ポリシラン、導電性ポリマー又はオリゴマー(例えばPEDOT:PSS、アニリン系共重合体、ポリアニリン、ポリチオフェン等)等が挙げられる。
 トリアリールアミン誘導体としては、α-NPDに代表されるベンジジン型や、MTDATAに代表されるスターバースト型、トリアリールアミン連結コア部にフルオレンやアントラセンを有する化合物等が挙げられる。
 また、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体も同様に正孔輸送材料として用いることができる。
 さらに、不純物をドープしたp性の高い正孔輸送層を用いることもできる。その例としては、特開平4-297076号公報、特開2000-196140号公報、同2001-102175号公報の各公報、J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等に記載されたものが挙げられる。
 また、特開平11-251067号公報、J.Huang et.al.著文献(Applied Physics Letters 80(2002),p.139)に記載されているような、いわゆるp型正孔輸送材料やp型-Si、p型-SiC等の無機化合物を用いることもできる。さらにIr(ppy)に代表されるような中心金属にIrやPtを有するオルトメタル化有機金属錯体も好ましく用いられる。
 正孔輸送材料としては、前記のものを使用することができるが、トリアリールアミン誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、アザトリフェニレン誘導体、有機金属錯体、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に導入した高分子材料又はオリゴマー等が好ましく用いられる。
 本発明の有機EL素子に用いられる、公知の好ましい正孔輸送材料の具体例としては、前記で挙げた文献の他、以下の文献に記載の化合物等が挙げられるが、これらに限定されない。
 例えば、Appl.Phys.Lett.69,2160(1996)、J.Lumin.72-74,985(1997)、Appl.Phys.Lett.78,673(2001)、Appl.Phys.Lett.90,183503(2007)、Appl.Phys.Lett.90,183503(2007)、Appl.Phys.Lett.51,913(1987)、Synth.Met.87,171(1997)、Synth.Met.91,209(1997)、Synth.Met.111,421(2000)、SID Symposium Digest,37,923(2006)、J.Mater.Chem.3,319(1993)、Adv.Mater.6,677(1994)、Chem.Mater.15,3148(2003)、米国特許公開第2003/0162053号明細書、米国特許公開第2002/0158242号明細書、米国特許公開第2006/0240279号明細書、米国特許公開第2008/0220265号明細書、米国特許第5061569号明細書、国際公開第2007/002683号、国際公開第2009/018009号、欧州特許第650955号明細書、米国特許公開第2008/0124572号、米国特許公開第2007/0278938号明細書、米国特許公開第2008/0106190号明細書、米国特許公開第2008/0018221号明細書、国際公開第2012/115034号、特表2003-519432号公報、特開2006-135145号公報、米国特許出願番号13/585981号等である。
 正孔輸送材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
 ≪電子阻止層≫
 電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有する層であり、好ましくは正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
 また、前述する正孔輸送層の構成を必要に応じて、本発明に係る電子阻止層として用いることができる。
 本発明の有機EL素子に設ける電子阻止層は、発光層の陽極側に隣接して設けられることが好ましい。
 本発明に係る電子阻止層の厚さとしては、好ましくは3~100nmの範囲であり、さらに好ましくは5~30nmの範囲である。
 電子阻止層に用いられる材料としては、前述の正孔輸送層に用いられる材料が好ましく用いられ、また、前述の本発明に係るホスト化合物及びその他のホスト化合物として用いられる材料も電子阻止層に好ましく用いられる。
 ≪正孔注入層≫
 本発明に係る正孔注入層(「陽極バッファー層」ともいう)とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために陽極と発光層との間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に詳細に記載されている。
 本発明において正孔注入層は必要に応じて設け、前記のように陽極と発光層又は陽極と正孔輸送層との間に存在させてもよい。
 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、正孔注入層に用いられる材料としては、例えば前述の正孔輸送層に用いられる材料等が挙げられる。
 中でも、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニン誘導体、特表2003-519432号公報や特開2006-135145号公報等に記載されているようなヘキサアザトリフェニレン誘導体、酸化バナジウムに代表される金属酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフェン等の導電性高分子、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム錯体等に代表されるオルトメタル化錯体、トリアリールアミン誘導体等が好ましい。
 前述の正孔注入層に用いられる材料は単独で用いてもよく、また複数種を併用して用いてもよい。
 ≪含有物≫
 前述した本発明における有機層は、さらに他の含有物が含まれていてもよい。
 含有物としては、例えば臭素、ヨウ素及び塩素等のハロゲン元素やハロゲン化化合物、Pd、Ca、Na等のアルカリ金属やアルカリ土類金属、遷移金属の化合物や錯体、塩等が挙げられる。
 含有物の含有量は、任意に決定することができるが、含有される層の全質量%に対して1000ppm以下であることが好ましく、より好ましくは500ppm以下であり、さらに好ましくは50ppm以下である。
 ただし、電子や正孔の輸送性を向上させる目的や、励起子のエネルギー移動を有利にするための目的等によってはこの範囲内ではない。
 ≪有機層の形成方法≫
 本発明の発光性膜を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、公知の方法を好適に採用することができるが、特に、前記発光性膜が、ウェットプロセス又はドライプロセスを用いて製膜される態様であることが好ましい。
 以下に、有機層(正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等)の形成方法について説明する。
 本発明に係る有機層の形成方法は、特に制限はなく、従来公知の例えば、ドライプロセスなどの真空蒸着法、ウェットプロセス等による形成方法を用いることができ、また、各層に使用される化合物等の材料に合わせて、ウェットプロセスやドライプロセスを使い分けて積層し、有機層を形成する方法であってもよい。
 ここで、有機層が、ウェットプロセスで形成された層であることが好ましい。すなわち、ウェットプロセスで有機EL素子を作製することが好ましい。有機EL素子をウェットプロセスで作製することで、均質な膜(塗膜)が得られやすく、かつピンホールが生成しにくい等の効果を奏することができる。なお、ここでの膜(塗膜)とは、ウェットプロセスによる塗布後に乾燥させた状態のものである。
 ウェットプロセスとしては、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、印刷法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、カーテンコート法、LB法(ラングミュア-ブロジェット法)等があるが、均質な薄膜が得られやすく、かつ高生産性の点から、ダイコート法、ロールコート法、インクジェット法、スプレーコート法等のロール・to・ロール方式適性の高い方法が好ましい。
 なお、ドライプロセスとしては、蒸着法(抵抗加熱、EB法など)、スパッタリング法、CVD法などが挙げられる。
 本発明に係る有機EL材料を溶解又は分散する液媒体としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、DMF、DMSO等の有機溶媒を用いることができる。
 また、分散方法としては、超音波、高剪断力分散やメディア分散等の分散方法により分散することができる。
 さらに、層毎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50~450℃、真空度10-6~10-2Pa、蒸着速度0.01~50nm/秒、基板温度-50~300℃、厚さ0.1nm~5μm、好ましくは5~200nmの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
 本発明に係る有機層の形成は、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かまわない。その際は作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
 ≪陽極≫
 有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上、好ましくは4.5eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In-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ー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、又はパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、前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。
 又は、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いることもできる。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/sq.以下が好ましい。
 陽極の厚さは、材料にもよるが、通常10nm~1μm、好ましくは10~200nmの範囲で選ばれる。
 ≪陰極≫
 陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム-カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えば、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム/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Ω/sq.以下が好ましく、厚さは通常10nm~5μm、好ましくは50~200nmの範囲で選ばれる。
 なお、発光した光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は陰極のいずれか一方が透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
 また、陰極に前記金属を1~20nmの厚さで作製した後に、陽極の説明で挙げる導電性透明材料をその上に作製することで、透明又は半透明の陰極を作製することができ、これを応用することで陽極と陰極の両方が透過性を有する素子を作製することができる。
 ≪支持基板≫
 本発明の有機EL素子に用いることのできる支持基板(以下、基体、基板、基材、支持体等ともいう)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く、また透明であっても不透明であってもよい。支持基板側から光を取り出す場合には、支持基板は透明であることが好ましい。好ましく用いられる透明な支持基板としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい支持基板は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
 樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル、又はポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)若しくはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。
 樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜又はその両者のハイブリッド被膜が形成されていてもよく、JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/(m・day)以下のバリアー性フィルムであることが好ましく、さらには、JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、10-3mL/(m・day・atm)以下、水蒸気透過度が、10-5g/(m・day)以下の高バリアー性フィルムであることが好ましい。
 バリアー膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。さらに、該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。
 バリアー膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができるが、特開2004-68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが特に好ましい。
 不透明な支持基板としては、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属板、フィルムや不透明樹脂基板、セラミック製の基板等が挙げられる。
 本発明の有機EL素子の発光の室温における外部取り出し量子効率は、1%以上であることが好ましく、5%以上であるとより好ましい。
 ここで、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/有機EL素子に流した電子数×100である。
 また、カラーフィルター等の色相改良フィルター等を併用しても、有機EL素子からの発光色を蛍光体を用いて多色へ変換する色変換フィルターを併用してもよい。
 ≪封止≫
 本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と、電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。封止部材(本発明に係るガスバリアー層)としては、有機EL素子の表示領域を覆うように配置されていればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性、電気絶縁性は特に限定されない。
 具体的には、ガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を挙げることができる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフィド、ポリスルホン等を挙げることができる。金属板としては、ステンレス、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、クロム、チタン、モリブテン、シリコーン、ゲルマニウム及びタンタルからなる群から選ばれる1種以上の金属又は合金からなるものが挙げられる。
 本発明においては、有機EL素子を薄膜化できるということからポリマーフィルム、金属フィルムを好ましく使用することができる。さらには、ポリマーフィルムはJIS K
 7129-1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度(WVTR)が0.001~1g/(m・day)で、かつJIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度(OTR)が0.001~1mL/(m・day・atm)のガスバリアー性を有するガスバリアー性フィルム(すなわち、ガスバリアー層。)であることが好ましい。上記ポリマーフィルムは、さらに好ましくはWVTRが0.01~1g/(m・day)の範囲内、OTRが0.01~1mL/(m・day・atm)の範囲内である。
 封止部材を凹状に加工するのは、サンドブラスト加工、化学エッチング加工等が使われる。
 接着剤として具体的には、アクリル酸系オリゴマー、メタクリル酸系オリゴマーの反応性ビニル基を有する光硬化及び熱硬化型接着剤、2-シアノアクリル酸エステル等の湿気硬化型等の接着剤を挙げることができる。また、エポキシ系等の熱及び化学硬化型(二液混合)を挙げることができる。また、ホットメルト型のポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンを挙げることができる。また、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ樹脂接着剤を挙げることができる。
 なお、有機EL素子が熱処理により劣化する場合があるので、室温から80℃までに接着硬化できるものが好ましい。また、前記接着剤中に乾燥剤を分散させておいてもよい。封止部分への接着剤の塗布は市販のディスペンサーを使ってもよいし、スクリーン印刷のように印刷してもよい。
 また、有機層を挟み支持基板と対向する側の電極の外側に該電極と有機層を被覆し、支持基板と接する形で無機物、有機物の層を形成し封止膜とすることも好適にできる。この場合、該膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよく、例えば、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素等を用いることができる。
 さらに該膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層の積層構造を持たせることが好ましい。これらの膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザーCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。
 封止部材と有機EL素子の表示領域との間隙には、気相及び液相では、窒素、アルゴン等の不活性気体やフッ化炭化水素、シリコーンオイルのような不活性液体を注入することが好ましい。また、真空とすることも可能である。また、内部に吸湿性化合物を封入することもできる。
 吸湿性化合物としては、例えば、金属酸化物(例えば、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等)、硫酸塩(例えば、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸コバルト等)、金属ハロゲン化物(例えば、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、フッ化セシウム、フッ化タンタル、臭化セリウム、臭化マグネシウム、ヨウ化バリウム、ヨウ化マグネシウム等)、過塩素酸類(例えば、過塩素酸バリウム、過塩素酸マグネシウム等)等が挙げられ、硫酸塩、金属ハロゲン化物及び過塩素酸類においては無水塩が好適に用いられる。
 ≪保護膜、保護板≫
 有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜又は前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために、保護膜若しくは保護板を設けてもよい。特に、封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量かつ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
 ≪光取り出し向上技術≫
 有機エレクトロルミネッセンス素子は、空気よりも屈折率の高い(屈折率1.6~2.1程度の範囲内)層の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないと一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(透明基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極又は発光層と透明基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極又は発光層を導波し、結果として、光が素子側面方向に逃げるためである。
 この光の取り出しの効率を向上させる手法としては、例えば、透明基板表面に凹凸を形成し、透明基板と空気界面での全反射を防ぐ方法(例えば、米国特許第4774435号明細書)、基板に集光性を持たせることにより効率を向上させる方法(例えば、特開昭63-314795号公報)、素子の側面等に反射面を形成する方法(例えば、特開平1-220394号公報)、基板と発光体の間に中間の屈折率を持つ平坦層を導入し、反射防止膜を形成する方法(例えば、特開昭62-172691号公報)、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法(例えば、特開2001-202827号公報)、基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法(特開平11-283751号公報)等が挙げられる。
 本発明においては、これらの方法を本発明の有機EL素子と組み合わせて用いることができるが、基板と発光体の間に基板よりも低屈折率を持つ平坦層を導入する方法、又は基板、透明電極層や発光層のいずれかの層間(含む、基板と外界間)に回折格子を形成する方法を好適に用いることができる。
 本発明は、これらの手段を組み合わせることにより、さらに高輝度又は耐久性に優れた素子を得ることができる。
 透明電極と透明基板の間に低屈折率の媒質を光の波長よりも長い厚さで形成すると、透明電極から出てきた光は、媒質の屈折率が低いほど、外部への取り出し効率が高くなる。
 低屈折率層としては、例えば、エアロゲル、多孔質シリカ、フッ化マグネシウム、フッ素系ポリマー等が挙げられる。透明基板の屈折率は一般に1.5~1.7程度の範囲内であるので、低屈折率層は、屈折率がおよそ1.5以下であることが好ましい。またさらに1.35以下であることが好ましい。
 また、低屈折率媒質の厚さは、媒質中の波長の2倍以上となるのが望ましい。これは、低屈折率媒質の厚さが、光の波長程度になってエバネッセントで染み出した電磁波が基板内に入り込む厚さになると、低屈折率層の効果が薄れるからである。
 全反射を起こす界面又は、いずれかの媒質中に回折格子を導入する方法は、光取り出し効率の向上効果が高いという特徴がある。この方法は、回折格子が1次の回折や、2次の回折といった、いわゆるブラッグ回折により、光の向きを屈折とは異なる特定の向きに変えることができる性質を利用して、発光層から発生した光のうち、層間での全反射等により外に出ることができない光を、いずれかの層間若しくは、媒質中(透明基板内や透明電極内)に回折格子を導入することで光を回折させ、光を外に取り出そうとするものである。
 導入する回折格子は、二次元的な周期屈折率を持っていることが望ましい。これは、発光層で発光する光はあらゆる方向にランダムに発生するので、ある方向にのみ周期的な屈折率分布を持っている一般的な一次元回折格子では、特定の方向に進む光しか回折されず、光の取り出し効率がさほど上がらない。
 しかしながら、屈折率分布を二次元的な分布にすることにより、あらゆる方向に進む光が回折され、光の取り出し効率が上がる。
 回折格子を導入する位置としては、いずれかの層間、若しくは媒質中(透明基板内や透明電極内)でも良いが、光が発生する場所である有機発光層の近傍が望ましい。このとき、回折格子の周期は、媒質中の光の波長の約1/2~3倍程度の範囲内が好ましい。回折格子の配列は、正方形のラチス状、三角形のラチス状、ハニカムラチス状等、二次元的に配列が繰り返されることが好ましい。
 ≪集光シート≫
 本発明の有機EL素子は、支持基板(基板)の光取り出し側に、例えばマイクロレンズアレイ上の構造を設けるように加工したり、又は、いわゆる集光シートと組み合わせることにより、特定方向、例えば素子発光面に対し正面方向に集光することにより、特定方向上の輝度を高めることができる。
 マイクロレンズアレイの例としては、基板の光取り出し側に一辺が30μmでその頂角が90度となるような四角錐を二次元に配列する。一辺は10~100μmの範囲内が好ましい。これより小さくなると回折の効果が発生して色付き、大きすぎると厚さが厚くなり好ましくない。
 集光シートとしては、例えば液晶表示装置のLEDバックライトで実用化されているものを用いることが可能である。このようなシートとして例えば、住友スリーエム社製輝度上昇フィルム(BEF)等を用いることができる。プリズムシートの形状としては、例えば基材に頂角90度、ピッチ50μmの△状のストライプが形成されたものであってもよいし、頂角が丸みを帯びた形状、ピッチをランダムに変化させた形状、その他の形状であっても良い。
 また、有機EL素子からの光放射角を制御するために光拡散板・フィルムを、集光シートと併用してもよい。例えば、(株)きもと製拡散フィルム(ライトアップ)等を用いることができる。
 ≪用途≫
 本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。
 発光光源として、例えば、照明装置(家庭用照明、車内照明)、時計や液晶用バックライト、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、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特に液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
 本発明の有機EL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ニングを施してもよい。パターニングする場合は、電極のみをパターニングしてもよいし、電極と発光層をパターニングしてもよいし、素子全層をパターニングしてもよく、素子の作製においては、従来公知の方法を用いることができる。
[表示装置]
 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。
 図3は、本発明の有機EL素子から構成される表示装置の構成の一例を示した概略斜視図であって、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。図3に示すとおり、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等からなる。
 制御部Bは表示部Aと電気的に接続されている。制御部Bは、複数の画素それぞれに対し、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る。その結果、各画素が走査信号により走査線毎に画像データ信号に応じて順次発光し、画像情報が表示部Aに表示される。
 図4は、図3に記載の表示部Aの模式図である。
 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。
 図4においては、画素3の発光した光が白矢印方向(下方向)へ取り出される場合を示している。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構成されている。走査線5とデータ線6は互いに格子状に直交して、その直交する位置で画素3に接続されている(詳細は図示していない)。
 画素3は、走査線5から走査信号が送信されると、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列配置することによって、フルカラー表示が可能となる。
[照明装置]
 本発明の有機EL素子を具備した、本発明に係る照明装置の一態様について説明する。
 本発明の有機EL素子の非発光面をガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材として、エポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止し、図5、図6に示すような照明装置を形成することができる。
 図5は、照明装置の概略図を示し、本発明の有機EL素子101はガラスカバー102で覆われている(なお、ガラスカバーでの封止作業は、有機EL素子101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の雰囲気下)で行う。)。
 図6は、照明装置の断面図を示し、図6において、105は陰極、106は有機EL層(発光ユニット)、107は透明電極付きガラス基板を示す。なお、ガラスカバー102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
 以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例において「部」又は「%」の表示を用いるが、特に断りがない限り「質量部」又は「質量%」を表す。
 使用する化合物を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000080
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000081
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000082
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000083
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000084
[実施例1]
 実施例1では、リン光発光性化合物より三重項エネルギー準位が相対的に高いホスト化合物を使用した発光性膜について説明する。なお、本実施例においては、発光性膜は蒸着法で作製した。
 ≪発光性膜(1-2)~(1-5)及び(1-7)~(1-10)の作製≫
 50mm×50mm、厚さ0.7mmの石英基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。真空蒸着装置の蒸着用るつぼの各々に、「ホスト化合物(以下、単に「ホスト化合物」ともいう。)」及び「リン光発光性化合物」、並びに「蛍光発光性化合物」として、表Iに示す化合物を用い、各々素子作製に最適の量となるように充填した。蒸着用るつぼはモリブデン性の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
 真空蒸着装置内を真空度1×10-4Paまで減圧した後、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物が、それぞれ82体積%、15体積%、3体積%になるように、ホスト化合物は1.0Å/秒、リン光発光性化合物は0.2Å/秒、蛍光発光性化合物は0.04Å/秒の蒸着速度で蒸着させ、膜厚30nmの各発光性膜を作製した。
 ≪発光性膜(1-1)及び(1-6)の作製≫
 上記発光性膜(1-2)の作製において、リン光発光性化合物及びホスト化合物を下記表Iに示す化合物を用い、かつ、蛍光発光性化合物を0体積%とし、その分ホスト化合物85体積%として成膜した以外は同様にして、各発光性膜を作製した。
 ≪評価≫
 評価の方法は下記のとおりである。なお、結果は表Iに示すとおりである。
 ≪リン光発光性化合物から蛍光発光性化合物へのエネルギー移動効率の算出≫
 前記蛍光発光性化合物を添加する前後の発光性膜のτと、PLQEの変化より、前記式(D)を用いて、各エネルギー移動効率からKf/Krを算出した。なお、KrとKfの単位は、1/secである。
 上記のKf/Krは、発光性膜に含まれるリン光発光性化合物が励起して得られる発光スペクトルにおいて、前記励起したリン光発光性化合物のエネルギーが蛍光発光性化合物へエネルギー移動した割合、つまり、発光性膜に含まれるリン光発光性化合物が励起し、得られる発光スペクトルに占める、蛍光発光性化合物からの発光割合を示している。
Kf/Krが0.9以上であることは、発光性膜から得られる発光スペクトルの9割以上が、蛍光発光性化合物からの発光であること、換言すると、蛍光発光性化合物からの発光割合が全体の9割以上占めることを意味する。
 (発光減衰寿命τの測定)
 前記式(D)中の発光減衰寿命τ(単位:sec)については、過渡PL特性を測定する
ことによって求めた。過渡PL特性の測定には、小型蛍光寿命測定装置C11367-03(浜松ホトニクス社製)を用いた。減衰成分は、280nmのLEDを励起光源としたTCC900モードにて測定した。発光減衰寿命τの測定値から相対値を算出し下記表に示した。
 (絶対量子収率(PLQE)の測定)
 絶対量子収率の測定は、絶対量子収率測定装置C9920-02(浜松ホトニクス社製)を用い、測定値から相対値を算出し下記表に示した。
 なお、発光減衰寿命τ及び絶対量子収率(PLQE)の相対値の基準は、以下のとおりである。
 発光性膜1-2~1-5の基準:発光性膜1-1
 発光性膜1-7~1-10の基準:発光性膜1-6
 (重なり積分値(J)の算出)
 前記式(OI)から重なり積分値(J)を算出した。
 具体的に、発光スペクトルの測定は、蛍光光度計(HITACHI F-7000形分光蛍光光度計)を用いて行い、吸収スペクトルの測定は、蛍光光度計(HITACHI U-3300分光光度計)を用いて行った。また、モル吸光係数の想定は、2m-THFによって1×10-5mol/Lの濃度に調製された試料を用いて、分光光度計U-3000((株)日立ハイテクノロジーズ製)により測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000085
 このように重なり積分が大きくなればなるほどフェルスター移動が優位に働き、特に重なり積分が6.0×1014を超える組み合わせの発光性膜は蛍光発光の発光寿命に近しい数十n秒という失活速度かつ発光性を維持して発光していることから、クエンチャーの影響を受けにくくなり、素子寿命が向上することが期待できる。
[実施例2]
 実施例2では、リン光発光性化合物より三重項エネルギー準位が相対的に高いホスト化合物を使用した発光性膜について説明する。なお、本実施例においては、発光性膜は塗布法で作製した。
 ≪発光性膜(2-2)、(2-3)、(2-5)~(2-10)、(2-12)~(2-17)、(2-19)~(2-24)、(2-26)~(2-31)及び(2-33)の作製≫
 50mm×50mm、厚さ0.7mmの石英基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、酢酸イソプロピルにて溶解させた各材料をスピンコート法にて塗布し、120℃で30分間乾燥し、厚さ50nmの発光層を形成した。単膜の解析上モル%で作製し、ホスト化合物、リン光発光性化合
物及び蛍光発光性化合物として、表IIに示す化合物を用い、かつ、それぞれ87モル%、10モル%、33モル%になるように、膜厚30nmの各発光性膜を作製した。
 ≪発光性膜(2-1)、(2-4)、(2-11)、(2-18)、(2-25)及び(2-32)の作製≫
 上記発光性膜(2-2)の作製において、リン光発光性化合物及びホスト化合物を下記表IIに示す化合物を用い、かつ、蛍光発光性化合物を0モル%とし、その分ホスト化合物90モル%として成膜した以外は同様にして、各発光性膜を作製した。
 ≪評価≫
 評価については、上記実施例1と同様にして評価した。
 なお、発光減衰寿命τ及び絶対量子収率(PLQE)の相対値の基準は、以下のとおりである。
 発光性膜2-2~2-3の基準:発光性膜2-1
 発光性膜2-5~2-10の基準:発光性膜2-4
 発光性膜2-12~2-17の基準:発光性膜2-11
 発光性膜2-19~2-24の基準:発光性膜2-18
 発光性膜2-26~2-31の基準:発光性膜2-25
 発光性膜2-33の基準:発光性膜2-32
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000086
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000087
 このように塗布プロセスでも、重なり積分が大きくなればなるほどフェルスター移動が優位に働き、特に重なり積分が6.0×1014を超える組み合わせの発光性膜は蛍光発光の発光寿命に近しい数十n秒という失活速度かつ発光性を維持して発光していることから、クエンチャーの影響を受けにくくなり、素子寿命が向上することが期待できる。
 なお、蛍光発光性化合物としてF-1を使用時に、若干フェルスター移動速度が低下する理由としては、発光部位に置換している置換基が嵩高く、リン光発光性化合物との物理的な距離が大きくなるためである。
[実施例3]
 実施例3では、リン光発光性化合物より三重項エネルギー準位が相対的に高いホスト化合物を使用した発光性膜について説明する。なお、本実施例においては、発光性膜は蒸着法で作製した。
≪発光性膜(3-3)~(3-6)、(3-9)及び(3-10)の作製≫
 上記実施例1において、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物として表IIIに示す化合物を用い、かつ、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性
化合物が、それぞれ75体積%、15体積%、10体積%になるように変更した以外は同様にして、膜厚30nmの各発光性膜を作製した。
 ≪発光性膜(3-1)、(3-2)、(3-7)及び(3-8)の作製≫
 上記発光性膜(3-3)の作製において、リン光発光性化合物及びホスト化合物を下記表IIIに示す化合物を用い、かつ、蛍光発光性化合物を0体積%とし、その分ホスト化合
物85体積%として成膜した以外は同様にして、各発光性膜を作製した。
 ≪評価≫
 評価については、上記実施例1と同様に、絶対量子収率(PLQE)の測定及び重なり積分値(J)の算出を行った。
 なお、絶対量子収率(PLQE)の相対値の基準は、以下のとおりである。
 発光性膜3-2~3-6の基準:発光性膜3-1
 発光性膜3-8~3-10の基準:発光性膜3-7
 また、発光性膜3-2及び3-8は、低Tホスト化合物を使用した時の参考値となっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000088
 このように従来であればホスト化合物の三重項励起状態に励起子失活してしまい発光性を維持することが難しいが、重なり積分が6.0×1014以上あるような組み合わせにおいてフェルスター移動が優位に働き、発光性が維持でき、ホストの劣化影響を受けにくくなることで、素子寿命が向上することが期待できる。
[実施例4]
 実施例4では、リン光発光性化合物より三重項エネルギー準位が相対的に低いいホスト化合物を使用した発光性膜について説明する。なお、本実施例においては、発光性膜は塗布法で作製した。
 ≪発光性膜(4-3)、(4-6)、(4-7)、(4-10)、(4-11)、(4-14)及び(4-15)の作製≫
 上記実施例2において、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物として表IVに示す化合物を用い、かつ、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物が、それぞれ80モル%、10モル%、10モル%になるように変更した以外は同様にして、膜厚30nmの各発光性膜を作製した。
 ≪発光性膜(4-1)、(4-2)、(4-4)、(4-5)、(4-8)、(4-9)、(4-12)及び(4-13)の作製≫
 上記発光性膜(2-2)の作製において、リン光発光性化合物及びホスト化合物を下記表IVに示す化合物を用い、かつ、蛍光発光性化合物を0モル%とし、その分ホスト化合物90モル%として成膜した以外は同様にして、各発光性膜を作製した。
 ≪評価≫
 評価については、上記実施例1と同様に、絶対量子収率(PLQE)の測定及び重なり積分値(J)の算出を行った。
 なお、絶対量子収率(PLQE)の相対値の基準は、以下のとおりである。
 発光性膜4-2~4-3の基準:発光性膜4-1
 発光性膜4-5~4-8の基準:発光性膜4-4
 発光性膜4-9~4-11の基準:発光性膜4-8
 発光性膜4-13~4-15の基準:発光性膜4-12
 また、発光性膜4-2、4-5、4-9、4-13は、低Tホスト化合物を使用した時の参考値となっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000089
 このように塗布等プロセスでも、従来であればホスト化合物の三重項励起状態に励起子失活してしまい発光性を維持することが難しいが、重なり積分が6.0×1014以上あるような組み合わせにおいてフェルスター移動が優位に働き、発光性が維持できており、ホストの劣化影響を受けにくくなることで、素子寿命が向上することが期待できる。
[実施例5]
 実施例5では、ホスト化合物を使用しない発光性膜について説明する。なお、本実施例においては、発光性膜は蒸着法で作製した。
 ≪発光性膜(5-4)~(5-8)の作製≫
 50mm×50mm、厚さ0.7mmの石英基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。真空蒸着装置の蒸着用るつぼの各々に、「リン光発光性化合物」及び「蛍光発光性化合物」として、表Vに示す化合物を用い、かつ、各々素子作製に最適の量となるように充填した。蒸着用るつぼはモリブデン性の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
 真空蒸着装置内を真空度1×10-4Paまで減圧した後、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物が、それぞれ表Vに示す体積%になるように、リン光発光性化合物は0.2Å/秒、蛍光発光性化合物は0.02Å/秒の蒸着速度で蒸着させ、膜厚30nmの評価用発光性膜を作製した。
 ≪発光性膜(5-1)~(5-3)の作製≫
 上記発光性膜(5-4)の作製において、リン光発光性化合物及びホスト化合物を下記表Vに示す化合物を用い、かつ、蛍光発光性化合物を0体積%とし、リン光発光性化合物15体積%、ホスト化合物85体積%として成膜した以外は同様にして、各発光性膜を作製した。
 ≪評価≫
 評価については、上記実施例1と同様に、絶対量子収率(PLQE)の測定及び重なり積分値(J)の算出を行った。
 なお、絶対量子収率(PLQE)の相対値の基準は、以下のとおりである。
 発光性膜5-4~5-6の基準:発光性膜5-1
 発光性膜5-7の基準:発光性膜5-2
 発光性膜5-8の基準:発光性膜5-3
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000090
[実施例6]
 実施例6では、ホスト化合物を使用しない発光性膜について説明する。なお、本実施例においては、発光性膜は塗布法で作製した。
 ≪発光性膜(6-4)~(6-8)の作製≫
 50mm×50mm、厚さ0.7mmの石英基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、酢酸イソプロピルにて溶解させた各材料をスピンコート法にて塗布し、120℃で30分間乾燥し、厚さ50nmの発光層を形成した。
 単膜の解析上モル%で作製し、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物として、表VI
に示す化合物を用い、かつ、それぞれ90モル%、10モル%になるように、膜厚30nmの発光性膜を作製した。
 ≪発光性膜(6-1)~(6-3)の作製≫
 上記発光性膜(6-4)の作製において、リン光発光性化合物及びホスト化合物を下記表VIに示す化合物を用い、かつ、蛍光発光性化合物を0モル%とし、リン光発光性化合物10モル%、ホスト化合物90モル%として成膜した以外は同様にして、各発光性膜を作製した。
 ≪評価≫
 評価については、上記実施例1と同様に、絶対量子収率(PLQE)の測定及び重なり積分値(J)の算出を行った。
 なお、絶対量子収率(PLQE)の相対値の基準は、以下のとおりである。
 発光性膜6-4の基準:発光性膜6-1
 発光性膜6-5、6-6の基準:発光性膜6-2
 発光性膜6-7、6-8の基準:発光性膜6-3
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000091
 このように、従来であればリン光発光性化合物の分散剤として必要とされるホスト化合物であるが、重なり積分が6.0×1014以上あるような組み合わせにおいてフェルスター移動が優位に働き、濃度消光などすることなく、蛍光の一重項励起状態へ励起子移動させることで、発光性を維持できることが分かったことから、ホストの劣化影響をなくすことが可能で、素子寿命が向上することが期待できる。
[実施例7]
 ≪発光性膜(7-1)~(7-5)の作製≫
 50mm×50mm、厚さ0.7mmの石英基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、酢酸イソプロピルにて溶解させた表VIIに示す各材料(リン光発光性化合物、ホスト化合物及び蛍光発光性化合
物)をスピンコート法にて塗布し、120℃で30分間乾燥し、厚さ50nmの発光性膜(ドープ膜)(7-1)~(7-5)を形成した。
 一方、各発光性膜に対応する蛍光発光性化合物単独の単膜をそれぞれ作製した。蛍光発光性化合物としては、表VIIに示す化合物を用い、かつ、それぞれ100モル%になるよ
うに、膜厚30nmの単膜をそれぞれ作製した。
 ≪評価≫
 得られた発光性膜及び単膜について、上記実施例1と同様に、絶対量子収率(PLQE)の測定及び重なり積分値(J)の算出を行った。
 なお、絶対量子収率(PLQE)の相対値の基準は、以下のとおりである。
 発光性膜7-2~7-5の基準:発光性膜7-1
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000092
 単膜でPLQE低下が観測される蛍光発光性化合物A-22では発光に関与するπ共役平面が大きく開いており、重なり積分が十分にあったとしてもリン光発光化合物の三重項励起状態からデクスター移動で励起子失活してしまう。一方、単膜で10%以上PLQEを維持できている蛍光発光性化合物に関しては、発光に関与するπ共役平面を嵩高い置換基でカバーすることによってデクスター移動を抑制し、PLQEの維持を成し遂げた。これは素子にした際にもキャリアが蛍光発光性化合物上に載りにくいことを意味し、蛍光発光性化合物上の直接再結合抑制に寄与する。
[実施例8]
 実施例8では、発光性膜を有機EL素子に応用した例について説明する。なお、蒸着法により発光層(発光性膜)を形成した。
 ≪有機EL素子(8-1)~(8-9)の作製≫
 (陽極の形成)
 50mm×50mm、厚さ0.7mmのガラス基板(透明基板)上に、陽極としてITO(インジウムチンオキシド)を150nmの厚さで成膜し、パターニングを行った後、このITO透明電極を付けた透明基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
 真空蒸着装置内の蒸着用の抵抗加熱ボートの各々に、各層の構成材料を、各々素子作製に最適の量を充填した。前記抵抗加熱ボートはモリブデン製又はタングステン製を用いた。
 (正孔注入層の形成)
 真空度1×10-4Paまで減圧した後、HI-1の入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1nm/秒でITO透明電極上に蒸着し、厚さ10nmの正孔注入層を形成した。
 (正孔輸送層の形成)
 次いで、HT-1を蒸着速度1.0Å/秒で蒸着し、厚さ30nmの正孔輸送層を形成した。
 (発光層の形成)
 次いで、表VIIIに示す「ホスト化合物」、「リン光発光性化合物」及び「蛍光発光性化合物」の入った抵抗加熱ボートに通電して加熱し、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物がそれぞれ表VIIIに示す体積%となるように、それぞれ蒸着速度0.8Å/秒、0.2Å/秒、0.002Å/秒で正孔輸送層上に共蒸着し、厚さ30nmの発光層を形成した。
 (電子輸送層の形成)
 次いで、発光層の上に電子輸送層として、第一電子輸送層及び第二電子輸送層を形成した。具体的には、HB-1を蒸着速度1.0Å/秒で蒸着し、厚さ30nmの第一電子輸送層を形成した。さらにその上に、ET-1を蒸着速度1.0Å/秒で蒸着し、厚さ30nmの第二電子輸送層を形成した。
 (陰極の形成)
 その後、フッ化リチウムを厚さ0.5nmになるよう蒸着した後に、アルミニウムを厚さ100nmとなるよう蒸着して陰極を形成した。
 (封止)
 以上の工程により形成した積層体に対し、市販のロールラミネート装置を用いて封止基材(ガスバリアー層)を接着した。
 封止基材として、可撓性を有する厚さ30μmのアルミニウム箔(東洋アルミニウム(株)製)に、ドライラミネーション用の2液反応型のウレタン系接着剤を用いて厚さ1.5μmの接着剤層を設け、厚さ12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムをラミネートしたものを作製した。
 封止用接着剤として熱硬化性接着剤を、ディスペンサーを使用して封止基材のアルミニウム箔の接着面(つや面)に沿って厚さ20μmで均一に塗布した。これを100Pa以下の真空下で12時間乾燥させた。さらに、その封止基材を露点温度-80℃以下、酸素濃度0.8ppmの窒素雰囲気下へ移動して、12時間以上乾燥させ、封止用接着剤の含水率が100ppm以下となるように調整した。
 熱硬化性接着剤としては下記の(A)~(C)を混合したエポキシ系接着剤を用いた。
 (A)ビスフェノールAジグリシジルエーテル(DGEBA)
 (B)ジシアンジアミド(DICY)
 (C)エポキシアダクト系硬化促進剤
 上記封止基材を上記積層体に対して密着・配置して、圧着ロールを用いて、圧着ロール温度100℃、圧力0.5MPa、装置速度0.3m/minの圧着条件で密着封止した。
 以上のようにして、各有機EL素子(8-1)~(8-9)を作製した。
 ≪照明装置(8-1)~(8-9)の作製≫
 有機EL素子の作製後、有機EL素子の非発光面を、純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下にてガラスケースで覆い、厚さ300μmのガラス基板を封止用基板として用いて、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを前記陰極上に重ねて透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化させて、封止して、図5及び図6に示すような構成からなる評価用照明装置8-1~8-9を作製した。
 ≪評価≫
 上記評価用照明装置に対し、以下の評価を行った。
 (発光効率の測定)
 発光効率(EQE)の測定は、室温(25℃)で、2.5mA/cmの定電流密度条件下による点灯を行い、分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)を用いて、各評価用照明装置の発光輝度を測定し、当該電流値における発光効率(外部取り出し量子効率)を求めた。なお、表VIIIには、発光効率として、照明装置(8-1)の発光効率を1.00としたときの、当該照明装置8-1の発光効率に対する照明装置(8-2)~(8-9)までの発光効率の相対値を記載した。
 (半減寿命)
 各評価用照明装置について、分光放射輝度計CS-2000を用いて輝度を測定し、測定した輝度が半減する時間(LT50)を半減寿命として求めた。駆動条件は、15mA/cmとなる電流値とした。
 また、本発明用の各評価用照明装置(照明装置(8-2)~(8-5)、(8-7)~(8-9))について、蛍光発光性化合物を含有しない比較用照明装置(8-1)及び(8-6)を作製し、当該比較用照明装置の半減寿命を1.00とする相対値(半減寿命:相対値)を求めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000093
 蛍光発光性化合物を添加した発光性膜を発光層に用いて素子化した本発明は、蛍光発光性化合物を添加しない発光性膜を発光層に用いて素子化した比較例に比べて、EQEの向上及び素子寿命の向上が確認された。また、素子寿命(LT50)の向上は、発光減衰寿命(τ)の短寿命化に伴い向上するとともに、用いるホスト化合物の最低三重項励起状態が低くなることでより素子寿命の向上を成し遂げることができた。加えて、F-8からF-5の蛍光発光性化合物を用いた時に蛍光材料自体の堅牢性が向上し、さらに大きく寿命が向上することを確認した。
[実施例9]
 実施例9では、有機EL素子の作製において、隣接層にリン光発光性化合物より三重項エネルギー準位が相対的に低い化合物を用い、かつ、蒸着法により発光層を形成したケースについて説明する。
 ≪有機EL素子及び照明装置(9-1)~(9-6)の作製≫
 上記実施例8において、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物の種類及び体積%を表IXに示すように変更し、かつ、第一電子輸送層(隣接層)に用いた材料HB-1を表IXに示すようにそれぞれ変更した以外は、同様にして有機EL素子(9-1)~(9-6)を作製した。その後、各有機EL素子を用いて、上記実施例8と同様にして評価用の照明装置(9-1)~(9-6)を作製した。
 ≪評価≫
 評価については、上記実施例8と同様にして評価した。
 なお、表IX中、ΔTは、下記のとおりである。
 ΔT=隣接材料のT準位-リン光発光性化合物のT準位
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000094
 発光層に蛍光発光性化合物を添加しない比較例では、リン光発光性化合物の三重項エネルギー準位から隣接層化合物の三重項エネルギー準位にデクスター移動で励起子失活することでEQEの低下を引き起こすが、発光層に蛍光発光性化合物を添加し、かつ、隣接層にリン光発光性化合物の三重項エネルギー準位よりも低い化合物を用いた本発明では、発光層内でリン光発光性化合物から蛍光発光性化合物へ高速で励起子移動することにより、隣接層化合物の三重項エネルギー準位置の影響が抑制され、EQEの向上、及び素子寿命(LT50)の向上が確認された。また、素子寿命(LT50)の向上は、用いる隣接層化合物の最低三重項励起状態が低くなることで、より素子寿命の向上を成し遂げることができた。
[実施例10]
 実施例10では、有機EL素子の作製において、隣接層にリン光発光性化合物より三重項エネルギー準位が相対的に高い化合物を用い、かつ、蒸着法により発光層を形成したケースについて説明する。
 ≪有機EL素子及び照明装置(10-1)~(10-5)の作製≫
 上記実施例8において、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物の種類及び体積%を表Xに示すように変更し、かつ、第一電子輸送層(隣接層)に用いた材料HB-1を表Xに示すようにそれぞれ変更した以外は、同様にして有機EL素子(10-1)~(10-5)を作製した。その後、各有機EL素子を用いて、上記実施例8と同様にして評価用の照明装置(10-1)~(10-5)を作製した。
 ≪評価≫
 評価については、上記実施例8と同様にして評価した。
 なお、表X中、ΔTは、下記のとおりである。
 ΔT=隣接材料のT準位-リン光発光性化合物のT準位
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000095
 発光層に蛍光発光性化合物を添加しない比較例では、リン光発光性化合物の三重項エネルギー準位から隣接層化合物の三重項エネルギー準位にデクスター移動で励起子失活することでEQEの低下を引き起こすが、発光層に蛍光発光性化合物を添加し、かつ、隣接層にリン光発光性化合物の三重項エネルギー準位よりも高い化合物を用いた本発明では、発光層内でリン光発光性化合物から蛍光発光性化合物へ高速で励起子移動することにより、隣接層化合物の三重項エネルギー準位置の影響が抑制され、EQEの向上、及び素子寿命(LT50)の向上が確認された。また、素子寿命(LT50)の向上は、用いる隣接層化合物の最低三重項励起状態が低くなることでより素子寿命の向上を成し遂げることができた。
[実施例11]
 実施例11では、有機EL素子の作製において、塗布法を用いて発光層を形成した。
 ≪有機EL素子(11-1)~(11-7)の作製≫
 以下のように、基材上に、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極を積層して封止し、ボトムエミッション型の有機EL素子を作製した。
 (基材の準備)
 まず、ポリエチレンナフタレートフィルム(帝人フィルムソリューション社製、以下、PENと略記する。)の陽極を形成する側の全面に、特開2004-68143号公報に記載の構成の大気圧プラズマ放電処理装置を用いて、SiOxからなる無機物のバリアー膜を厚さ500nmとなるように形成した。これにより、酸素透過度0.001mL/(m・day・atm)以下、水蒸気透過度0.001g/(m・day)以下のガスバリアー性を有する可撓性の基材を作製した。
 (陽極)
 上記基材上に厚さ120nmのITO(インジウム・スズ酸化物)をスパッタ法により製膜し、フォトリソグラフィー法によりパターニングを行い、陽極を形成した。なお、パターンは発光領域の面積が5cm×5cmになるようなパターンとした。
 (正孔注入層)
 陽極を形成した基材をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。そして、陽極を形成した基材上に、特許第4509787号公報の実施例16と同様に調製したポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホネート(PEDOT/PSS)の分散液をイソプロピルアルコールで希釈した2質量%溶液をスピンコート法にて塗布、80℃で5分乾燥し、厚さ40nmの正孔注入層を形成した。
 (正孔輸送層)
 次に、正孔注入層を形成した基材を、窒素ガス(グレードG1)を用いた窒素雰囲気下に移し、下記組成の正孔輸送層形成用塗布液を用いて、スピンコート法にて塗布、130℃で30分乾燥し、厚さ30nmの正孔輸送層を形成した。
 〈正孔輸送層形成用塗布液〉
 正孔輸送材料(化合物(HT-2))(重量平均分子量Mw=80000)
                              10質量部
 クロロベンゼン                    3000質量部
 (発光層)
 次に、ホスト化合物、リン光発光性化合物及び蛍光発光性化合物として、表XIに示す化合物を用い、かつ、それぞれ表XIに示すモル%となるように、酢酸イソプロピルで溶解して発光層形成用塗布液を形成し、当該塗布液を、正孔輸送層を形成した基材に対して、スピンコート法にて塗布し、120℃で30分間乾燥し、厚さ50nmの発光層を形成した。
 (ブロック層の形成)
 次に、発光層を形成した基材を、下記組成のブロック層形成用塗布液を用い、スピンコート法にて塗布し、80℃で30分間乾燥し、厚さ10nmのブロック層(正孔阻止層)を形成した。
 〈ブロック層形成用塗布液〉
 HS-1                          2質量部
 イソプロピルアルコール(IPA)           1500質量部
 1H,1H,5H-オクタフルオロペンタノール(OFAO)500質量部
 (電子輸送層)
 次に、ブロック層を形成した基材を、下記組成の電子輸送層形成用塗布液を用い、スピンコート法にて塗布し、80℃で30分間乾燥し、厚さ30nmの電子輸送層を形成した。
 〈電子輸送層形成用塗布液〉
 ET-1                          6質量部
 2,2,3,3-テトラフルオロ-1-プロパノール(TFPO)
                            2000質量部
 (電子注入層及び陰極)
 続いて、基板を大気に曝露することなく真空蒸着装置へ取り付けた。また、モリブデン製抵抗加熱ボートにフッ化ナトリウム及びフッ化カリウムを入れたものを真空蒸着装置に取り付け、真空槽を4×10-5Paまで減圧した。その後、ボートに通電して加熱し、フッ化ナトリウムを0.02nm/秒で前記電子輸送層上に蒸着し、膜厚1nmの薄膜を形成した。同様に、フッ化カリウムを0.02nm/秒でフッ化ナトリウム薄膜上に蒸着し、厚さ1.5nmの電子注入層を形成した。
 引き続き、アルミニウムを蒸着して厚さ100nmの陰極を形成した。
 (封止)
 以上の工程により形成した積層体に対し、上記実施例8と同様にして封止基材により密着・配置して、圧着ロールを用いて密着封止した。
 以上のようにして、各有機EL素子を作製した。その後、各有機EL素子を用いて、上記実施例8と同様にして評価用の照明装置(11-1)~(11-7)を作製した。
 ≪評価≫
 評価については、上記実施例8と同様にして評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000096
 蛍光発光性化合物を添加した発光性膜を発光層に用いて素子化をした本発明は、蒸着法により形成した場合と同様に、蛍光発光性化合物を添加しない発光性膜を発光層に用いて素子化した比較例に比べて、EQEの向上及び素子寿命(LT50)の向上が確認された。また、素子寿命(LT50)の向上は、発光減衰寿命(τ)の短寿命化に伴い向上するとともに、用いるホスト化合物の最低三重項励起状態が低くなることでより素子寿命(LT50)の向上を成し遂げることができた。
[実施例12]
 ≪照明装置(12-1)~(12-24)の作製≫低バリアー
 実施例8の有機EL素子8-1~8-4及び実施例11の有機EL素子11-1、11-3において、陰極まで積層した前記積層体に対して封止する封止基材(ガスバリアー層)の機能(ガスバリアー層の厚さ、WVTR、OTR)を下記表XIIのとおりに変更して
各有機EL素子を作製した。
 作製した有機EL素子の非発光面を、純度99.999%以上の高純度窒素ガスの雰囲気下にてガラスケースで覆い、図5及び図6に示すような構成からなる評価用照明装置(12-1)~(12-24)を作製した。
 ≪評価≫
 上記評価用照明装置に対し、以下の評価を行った。
 (ダークスポット(DS)評価試験)
 各照明装置を、85℃、85%RHの環境下で、500時間保存した。その後、各照明装置に、1mA/cmの電流を印加して発光させた。次に、100倍の光学顕微鏡(株式会社モリテックス製 MS-804、レンズMP-ZE25-200)で、照明装置の発光部の一部分を拡大して撮影した。次に、撮影画像を2mm四方に切り抜き、それぞれの画像について、ダークスポット発生の有無を観察した。観察結果より、発光面積に対するダークスポットの発生面積比率を求め、下記の基準に従って、ダークスポット耐性を評価した。
 5:ダークスポットの発生は全く認められない
 4:ダークスポットの発生面積が、0.1%以上、1.0%未満である
 3:ダークスポットの発生面積が、1.0%以上、3.0%未満である
 2:ダークスポットの発生面積が、3.0%以上、6.0%未満である
 1:ダークスポットの発生面積が、6.0%以上である
 (連続起動安定性(半減寿命及び発光効率)の評価)
 各照明装置を、85℃、85%RHの環境下で、実施例8と同様にして発光効率と半減寿命を評価した。また、得られた各有機EL素子の発光層について、上記実施例1と同様に、重なり積分値(J)の算出を行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000097
 上記のように、低いガスバリアー性を有するガスバリアー層で封止した場合、蛍光発光性化合物を添加しない比較例では、大気影響を受けることでEQEや寿命が大幅に低下するのに対し、蛍光発光性化合物を添加した本発明では、発光減衰寿命(τ)の短寿命化に伴い、大気影響を受けづらくなり、低いガスバリアー性を有するガスバリアー層による封止時にも素子性能の保持を可能とすることができた。
 本発明は、発光効率、色度及び素子寿命に優れた発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に利用することができる。
 S 基底状態
 S 一重項状態
 T 最低三重項励起状態
 a フェルスター型エネルギー移動
 b デクスター型エネルギー移動
 c 無輻射失活
 1 ディスプレイ
 3 画素
 5 走査線
 6 データ線
 101 有機EL素子
 102 ガラスカバー
 105 陰極
 106 有機EL層(発光ユニット)
 107 透明電極付きガラス基板
 108 窒素ガス
 109 捕水剤
 A 表示部
 B 制御部

Claims (14)

  1.  少なくともリン光発光性化合物と蛍光発光性化合物を含有する発光性膜であって、
     前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値が、下記式(1)を満たし、
     前記発光性膜の発光スペクトルは、前記蛍光発光性化合物からの発光が9割以上を占め、かつ、
     前記発光性膜の絶対量子収率(PLQE)が、下記式(2)で表される発光性膜。
     式(1):J≧1.5×1014
    〔式(1)において、Jはリン光錯体の発光スペクトルと蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値を意味する。〕
     式(2):PLQE(リン光発光性化合物+ホスト化合物からなる膜)×0.9≦PLQE(リン光発光性化合物+蛍光発光性化合物を含む膜)
    〔式(2)において、ホスト化合物の最低三重項励起状態はリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも高く、リン光発光性化合物の発光性を阻害しない。〕
  2.  前記リン光発光性化合物の発光スペクトルと前記蛍光発光性化合物の吸収スペクトルの重なり積分値が、下記式(3)を満たす請求項1に記載の発光性膜。
     式(3):J≧6.0×1014
  3.  前記リン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも高エネルギー側の準位に、最低三重項励起状態が存在するホスト化合物を含有する請求項1又は請求項2に記載の発光性膜。
  4.  前記リン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低エネルギー側の準位に、最低三重項励起状態が存在するホスト化合物を含有する請求項1又は請求項2に記載の発光性膜。
  5.  前記リン光発光性化合物と前記蛍光発光性化合物のみからなる発光性膜である請求項1又は請求項2に記載の発光性膜。
  6.  前記蛍光発光性化合物が、当該蛍光発光性化合物からなる蛍光発光性化合物単独膜の絶対量子収率が10%以上である請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の発光性膜。
  7.  前記蛍光発光性化合物が、下記一般式(1)で表される構造を有する蛍光発光性化合物である請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の発光性膜。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    〔一般式(1)中、Xは、14π電子系以上のπ共役縮合環を表す。Yは、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、置換若しくは無置換の、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヘテロアリールスルホニル基、アミノ基、フッ化炭化水素基、トリアリールシリル基、ジアリールアルキルシリル基、アリールジアルキルシリル基、トリアルキルシリル基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基、ホスホノ基若しくはフェニル基、又は下記一般式(2)で表される構造を有する基を表し、さらに置換基を有していてもよい。Yの少なくとも一つは、下記一般式(2)で表される構造を有する基である。Yは、複数ある場合には互いに異なっていてもよい。nは、1からXに置換可能な最大数までの整数である。〕
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    〔一般式(2)中、R~Rは、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルファモイル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、カルバモイル基、ウレイド基、スルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基若しくはヘテロアリールスルホニル基、アミノ基、フッ化炭化水素基、トリアリールシリル基、ジアリールアルキルシリル基、アリールジアルキルシリル基、トリアルキルシリル基、リン酸エステル基、亜リン酸エステル基又はホスホノ基を表し、さらに置換基を有していてもよい。R又はRの少なくとも一方は、下記一般式(3)若しくは(4)で表される構造を有する基である。*1は、Xとの結合部位を表す。〕
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    〔一般式(3)中、Aは、炭素原子又はケイ素原子を表す。R~Rは、それぞれ独立に、一般式(2)におけるR~Rと同様の基を表すが、R~Rの少なくとも一つは炭素数1以上のアルキル基である。*2は、隣接原子との結合部位を表す。〕
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    〔一般式(4)中、R及びR10は、それぞれ独立に、一般式(2)におけるR~Rと同様の基を表すが、少なくとも一つは炭素数1以上のアルキル基である。*3は、隣接原子との結合部位を表す。一般式(2)~(4)におけるR~R10は、隣接する基が互いに結合して脂肪族環を形成していてもよい。〕
  8.  前記リン光発光性化合物が、下記一般式(5)で表される構造を有する化合物である請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の発光性膜。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    〔一般式(5)中、Mは、イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を表す。A、A、B及びBは、それぞれ独立に炭素原子又は窒素原子を表す。環Zは、A及びAとともに形成される6員の芳香族炭化水素環又は5員若しくは6員の芳香族複素環、又はこれらの環のうちの少なくとも一つを含む芳香族縮合環を表す。環Zは、B及びBとともに形成される5員若しくは6員の芳香族複素環、又はこれらの環のうちの少なくとも一つを含む芳香族縮合環を表す。前記環Z及び環Zが有する炭素原子は、カルベン炭素原子であってもよい。AとMとの結合及びBとMとの結合は、一方が配位結合であり、他方は共有結合を表す。環Z及び環Zは、それぞれ独立に置換基を有していてもよい。環Z及び環Zの置換基が結合することによって、縮環構造を形成していてもよく、環Zと環Zとで表される配位子同士が連結していてもよい。Lは、Mに配位したモノアニオン性の二座配位子を表し、置換基を有していてもよい。mは、0~2の整数を表す。nは、1~3の整数を表す。Mがイリジウム(Ir)の場合のm+nは3であり、Mが白金(Pt)の場合のm+nは2である。m又はnが2以上のとき、環Zと環Zとで表される配位子又はLはそれぞれ同じでも異なっていてもよく、環Zと環Zとで表される配位子とLとは連結していてもよい。〕
  9.  前記リン光発光性化合物が、下記一般式(6)で表される構造を有する化合物である請求項1から請求項7までのいずれか一項に記載の発光性膜。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    〔一般式(6)中、環Aはトリアゾール環を表す。B及びBは、各々炭素原子又は窒素原子を表す。Rは置換基を表し、pは0又は1の整数を表す。Rは置換基を表す。Rは水素原子又は置換基を表し、rは0又は1の整数を表す。Rは置換基を表し、qは1から4の整数を表す。Mは、イリジウム(Ir)又は白金(Pt)を表す。LはMと配位できる任意の配位子を表す。n1は1~3の整数を表す。m1は0~2の整数を表す〕
  10.  請求項1から請求項9までのいずれか一項に記載の発光性膜からなる発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11.  前記発光層に隣接する層に用いる材料の最低三重項エネルギーが、前記発光層に含有するリン光発光性化合物の最低三重項励起状態よりも低い請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  12.  JIS K 7129-1992に準拠した方法で測定された水蒸気透過度が、0.001~1g/(m・day)の範囲内で、かつ、
     JIS K 7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、0.001~1mL/(m・day・atm)の範囲内のガスバリアー層により封止された請求項10又は請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  13.  請求項10から請求項12までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
     前記発光性膜をドライプロセスで製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
  14.  請求項10から請求項12までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
     前記発光性膜をウェットプロセスで製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
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