JPWO1998008360A1 - organic EL element - Google Patents

organic EL element

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JPWO1998008360A1 JP10-510578A JP51057898A JPWO1998008360A1 JP WO1998008360 A1 JPWO1998008360 A1 JP WO1998008360A1 JP 51057898 A JP51057898 A JP 51057898A JP WO1998008360 A1 JPWO1998008360 A1 JP WO1998008360A1
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Abstract

(57)【要約】 有機EL素子の発光層に特定のクマリン誘導体を含有させ、正孔注入性および/または輸送性の層に特定のテトラアリールジアミン誘導体を含有させる。また、混合層タイプの発光層に特定のクマリン誘導体、特定のキナクリドン化合物または特定のスチリル系化合物を含有させる。混合層タイプの発光層を含む2層以上の発光層を設け、2種以上のドーパントを含有させ、2種以上の発光種を発光させる。これにより高輝度な発光が得られ、連続発光が可能で信頼性の高い有機EL素子が実現する。また多色発光が可能となる。 (57) [Abstract] A specific coumarin derivative is incorporated into the light-emitting layer of an organic EL device, and a specific tetraaryldiamine derivative is incorporated into the hole-injecting and/or transporting layer. Furthermore, a specific coumarin derivative, a specific quinacridone compound, or a specific styryl compound is incorporated into the mixed-layer-type light-emitting layer. Two or more light-emitting layers, including a mixed-layer-type light-emitting layer, are provided, and two or more dopants are incorporated to emit two or more light-emitting species. This results in a highly reliable organic EL device that emits light with high brightness and continuous emission. Multicolor emission is also possible.

Description

【発明の詳細な説明】 有機EL素子 技術分野 本発明は、有機EL(電界発光)素子に関し、詳しくは、有機化合物からなる 薄膜に電界を印加して光を放出する素子に関する。[Detailed Description of the Invention] Organic EL Device Technical Field The present invention relates to an organic EL (electroluminescent) device, and more specifically to a device that emits light when an electric field is applied to a thin film made of an organic compound.

背景技術 有機EL素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成 を有し、前記薄膜に電子および正孔を注入して再結合させることにより励起子( エキシトン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出(蛍光・燐光 )を利用して発光する素子である。BACKGROUND ART Organic electroluminescent (EL) devices are devices that have a structure in which a thin film containing a fluorescent organic compound is sandwiched between a cathode and an anode. Electrons and holes are injected into the thin film and recombined to generate excitons. Light is emitted (fluorescence or phosphorescence) when these excitons deactivate.

有機EL素子の特徴は、10V程度の低電圧で100〜100000cd/m2程度 の高輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色 から赤色までの発光が可能なことである。 The organic EL element is characterized by its ability to emit high-brightness surface light of approximately 100 to 100,000 cd/m 2 at a low voltage of approximately 10 V, and by selecting the type of fluorescent material, it is possible to emit light ranging from blue to red.

一方、有機EL素子の問題点は、発光寿命が短く、保存耐久性、信頼性が低い ことであり、この原因としては、 有機化合物の物理的変化 (結晶ドメインの成長などにより界面の不均一化が生じ、素子の電荷注入能の劣 化・短絡・絶縁破壊の原因となる。特に分子量500以下の低分子化合物を用い ると結晶粒の出現・成長が起こり、膜性が著しく低下する。また、ITO等の界 面が荒れていても、顕著な結晶粒の出現・成長が起こり、発光効率の低下や、電 流のリークを起こし、発光しなくなる。また、部分的非発光部であるダークスポ ットの原因にもなる。) 陰極の酸化・剥離 (電子の注入を容易にするために仕事関数の小さな金属としてNa・Mg・Li・ Ca・K・Alなどを用いてきたが、これらの金属は大気中の水分や酸素と反応 したり、有機層と陰極の剥離が起こり、電荷注入ができなくなる。特に高分子化 合物などを用い、スピンコートなどで成膜した場合、成膜時の残留溶媒や分解物 が電極の酸化反応を促進し、電極の剥離が起こり部分的な非発光部を生じさせる 。) 発光効率が低く、発熱量が多いこと (有機化合物中に電流を流すので、高い電界強度下に有機化合物を置かねばなら ず、発熱からは逃れられない。その熱のため、有機化合物の溶融・結晶化・熱分 解などにより素子の劣化・破壊が起こる。) 有機化合物層の光化学的変化・電気化学的変化 などが挙げられる。On the other hand, organic EL devices suffer from short emission lifetimes, poor storage durability, and low reliability. This is due to physical changes in the organic compounds. (The growth of crystalline domains and other factors can cause uneven interfaces, leading to poor charge injection, short circuits, and dielectric breakdown. The use of low-molecular-weight compounds with molecular weights of 500 or less can lead to the appearance and growth of crystal grains, significantly reducing film properties. Furthermore, even if the interface is rough, such as with ITO, significant crystal grain appearance and growth can occur, resulting in reduced luminous efficiency, current leakage, and loss of light emission. This can also lead to dark spots, which are areas that do not emit light.) Cathode oxidation and peeling (Metals with low work functions, such as Na, Mg, Li, Ca, K, and Al, have been used to facilitate electron injection. However, these metals react with moisture and oxygen in the air, causing peeling between the organic layer and the cathode, preventing charge injection. In particular, when polymer compounds are used and films are formed using spin coating, residual solvents and decomposition products from film formation accelerate the oxidation reaction of the electrode, causing electrode peeling and resulting in non-luminescent areas.) Low luminous efficiency and high heat generation (Since current is passed through the organic compound, the organic compound must be placed under a high electric field, which inevitably generates heat. This heat causes the organic compound to melt, crystallize, or thermally decompose, resulting in device degradation and destruction.) Photochemical and electrochemical changes in the organic compound layer

有機EL素子用の蛍光性物質としてクマリン化合物が提案されている(特開昭 63−264692号、特開平2−191694号、特開平3−792号、特開 平5−202356号、特開平6−9952号、特開平6−240243号等) 。クマリン化合物は、このもののみで発光層に用いられたり、トリス(8−キノ リノラト)アルミニウムのようなホスト化合物とともに、ゲスト化合物あるいは ドーパントとして発光層に用いられている。このような有機EL素子において発 光層と組み合わせられる正孔注入層や正孔輸送層あるいは正孔注入輸送層には、 N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビ フェニル−4、4’−ジアミンのように、1,1’−ビフェニル−4,4’−ジ アミン骨格を有し、ジアミンの2個の窒素原子にフェニル基または置換フェニル 基を有するようなテトラフェニルジアミン誘導体が用いられている。しかし、こ のような有機EL素子では発光寿命および耐熱性などの信頼性が十分でなく、ホ スト化合物に用いられている場合は高輝度な素子は得られていない。Coumarin compounds have been proposed as fluorescent materials for organic EL devices (e.g., JP-A-63-264692, JP-A-2-191694, JP-A-3-792, JP-A-5-202356, JP-A-6-9952, JP-A-6-240243, etc.). Coumarin compounds are used alone in the emissive layer, or as guest compounds or dopants in conjunction with host compounds such as tris(8-quinolinolato)aluminum. In such organic EL devices, the hole injection layer, hole transport layer, or hole injection/transport layer combined with the light-emitting layer uses a tetraphenyldiamine derivative having a 1,1'-biphenyl-4,4'-diamine skeleton and phenyl or substituted phenyl groups on the two nitrogen atoms of the diamine, such as N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine. However, such organic EL devices have insufficient reliability in terms of emission lifetime and heat resistance, and when used as a host compound, high brightness devices have not been obtained.

一方、有機EL素子の多色発光化に対応するものとして、積層型白色発光有機 EL素子が提案されている[佐藤佳晴、信学技報、OME94−78(1995 −03)]。この場合の発光層は、亜鉛のオキサゾール錯体を用いた青色発光層 、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムを用いた緑色発光層およびトリス( 8−キノリノラト)アルミニウムに赤色の蛍光色素(P−660、DCM1)を ド ープした赤色発光層を積層したものである。Meanwhile, a stacked white-light-emitting organic EL element has been proposed to address the multicolor emission of organic EL elements [Yoshiharu Sato, IEICE Technical Report, OME94-78 (1995-03)]. In this case, the emitting layers are a blue emitting layer using a zinc oxazole complex, a green emitting layer using tris(8-quinolinolato)aluminum, and a red emitting layer in which tris(8-quinolinolato)aluminum is doped with a red fluorescent dye (P-660, DCM1).

このように、赤色発光層には発光種をドーピングすることで、赤色発光を可能 にしている。他の層にはドーピングは行われていない。緑色発光層・青色発光層 はホスト材料のみで発光するように選ばれているが、ここで材料選定および発光 色の調整自由度が大きく制限されることになる。In this way, the red-emitting layer is doped with an emitting species to enable red emission. The other layers are undoped. The green and blue-emitting layers are selected to emit light only from the host material, which significantly limits the flexibility in material selection and tuning of the emission color.

一般に、有機EL素子の発光色を変えるのに発光種の微量添加、すなわちドー ピングが行われる。メリットとして、ドーピングの種類を変えることで容易に発 光種を変えることが可能なためである。したがって、多色発光の方法としては、 数種類の発光種をドーピングすることで原理的には可能であるが、単一のホスト の中にそれら全ての発光種を一様にドーピングすると、ドーピングした発光種の 内、一種類しか発光しない場合や、何種類かが発光しない場合がある。要するに 、一つのホストに全てを混合してドーピングしても全てが発光することは困難で ある。これは特定の発光種にのみエネルギーが移動してしまうためである。Typically, the emission color of an organic EL device is changed by adding trace amounts of emissive species, i.e., doping. One advantage is that the emissive species can be easily changed by changing the type of doping. Therefore, while multicolor emission is theoretically possible by doping several emissive species, if all of these emissive species are uniformly doped into a single host, there are cases where only one of the doped emissive species emits light, or where some species do not emit light. In other words, even if all of the emissive species are mixed and doped into a single host, it is difficult to get all of them to emit light. This is because energy is transferred only to certain emissive species.

このような理由で、現在までには2種以上の発光種をドーピングにより安定に 発光させた例はなかった。For these reasons, there have been no examples to date of stable emission by doping two or more luminescent species.

ところで、一般に有機EL素子の輝度半減寿命は発光輝度とトレードオフの関 係にある。トリス(8−キノリノラト)アルミニウムまたはN,N’−ジフェニ ル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’ −ジアミンにルブレンをドーピングすることで長寿命化が図られ、初期輝度50 0cd/m2程度、輝度半減寿命3500時間程度のレベルのものが得られることが 報告されている[筒井哲夫、応用物理 第66巻 第2号(1997)]。しか し、このものは発光色が黄色(560nm付近)に限られている。また更なる長寿 命化が望まれている。 Generally, the half-life of an organic EL device is in a trade-off relationship with its luminance. It has been reported that doping tris(8-quinolinolato)aluminum or N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine with rubrene extends the device's life, achieving an initial luminance of approximately 500 cd/m² and a half-life of approximately 3,500 hours [Tsutsui, Tetsuo, Applied Physics, Vol. 66, No. 2 (1997)]. However, the emission color of this device is limited to yellow (around 560 nm). Further improvements in life are desirable.

発明の開示 本発明の目的は、特に物理的変化や光化学的変化、電気化学的変化の少ない光 ・電子機能材料を用い、信頼性および発光効率の高い種々の発光色を持った有機 EL素子を実現することである。特に、分子量の大きな化合物を蒸着法で形成し た 有機薄膜を用い、素子の駆動時の駆動電圧上昇や輝度の低下、電流のリーク、部 分的な非発光部の出現・成長を抑えた高信頼性かつ、高輝度発光素子を実現する ことである。さらには多色発光への対応が可能であり、発光スペクトルの調整が 可能である有機EL素子を提供することであり、これに加えて高輝度で長寿命の 有機EL素子を提供することである。Disclosure of the Invention The objective of this invention is to realize an organic EL device with high reliability and luminous efficiency, capable of emitting a variety of luminescent colors, using photo- and electronically functional materials that exhibit minimal physical, photochemical, or electrochemical changes. In particular, the invention utilizes organic thin films formed by vapor deposition of high-molecular-weight compounds to achieve highly reliable, high-brightness light-emitting devices that minimize drive voltage increases, brightness losses, current leakage, and the appearance and growth of non-emissive regions. Furthermore, the invention aims to provide an organic EL device capable of emitting multicolor light and with a tunable emission spectrum, as well as high brightness and long life.

このような目的は、下記(1)〜(18)の本発明により達成される。These objects can be achieved by the present inventions (1) to (18) below.

(1) 下記式(I)で示されるクマリン誘導体を含有する発光層と、下記式(II) で示されるテトラアリールジアミン誘導体を含有する正孔注入性および/または 輸送性の層とを有する有機EL素子。(1) An organic electroluminescent device having an emissive layer containing a coumarin derivative represented by the following formula (I) and a hole-injecting and/or hole-transporting layer containing a tetraaryldiamine derivative represented by the following formula (II):

[式(I)中、R1、R2およびR3は各々水素原子、シアノ基、カルボキシル基、ア ルキル基、アリール基、アシル基、エステル基または複素環基を表し、これらは 同一でも異なるものであってもよく、R1〜R3は各々互いに結合して環を形成し てもよい。R4およびR7は各々水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、 R5およびR6は各々アルキル基またはアリール基を表し、R4とR5、R5とR6お よびR6とR7は各々互いに結合して環を形成してもよい。] [式(II)中、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は各々アリール基を表し、Ar1 〜Ar4のうちの少なくとも1個は、2個以上のベンゼン環を有する縮合環また は環集合から誘導される多環のアリール基である。R11およびR12は各々アルキ ル基を表し、pおよびqは各々0または1〜4の整数である。R13およびR14は 各々アリール基を表し、rおよびsは各々0または1〜5の整数である。] (2) 前記クマリン誘導体を含有する発光層が、ホスト材料に前記クマリン誘 導体がドーパントとしてドープされたものである(1)の有機EL素子。 [In formula (I), R1, R2and R3R each represent a hydrogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an ester group, or a heterocyclic group, and may be the same or different.1~R3may be bonded to each other to form a ring.4and R7each represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, R5and R6each represents an alkyl group or an aryl group, R4and R5, R5and R6and R6and R7may be bonded to each other to form a ring.] [In formula (II), Ar1, Ar2, Ar3and Ar4each represents an aryl group, Ar1 ~Ar4At least one of R is a polycyclic aryl group derived from a fused ring or ring assembly having two or more benzene rings.11and R12R each represents an alkyl group, and p and q each represent 0 or an integer from 1 to 4.13and R14each represents an aryl group, and r and s each represent 0 or an integer of 1 to 5.] (2) The organic EL device of (1), wherein the emissive layer containing the coumarin derivative is formed by doping the coumarin derivative as a dopant into a host material.

(3) 前記ホスト材料がキノリノナト金属錯体である(2)の有機EL素子。(3) The organic EL device according to (2), wherein the host material is a quinolinonato metal complex.

(4) 正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性化合物とを含有する混合層に、 さらに下記式(I)で示されるクマリン誘導体、下記式(III)で示されるキナク リドン化合物または下記式(IV)で示されるスチリル系アミン化合物をドーパン トとしてドープした発光層を有する有機EL素子。(4) An organic EL device having an emissive layer in which a mixed layer containing a hole injecting/transporting compound and an electron injecting/transporting compound is further doped with a coumarin derivative represented by formula (I), a quinacridone compound represented by formula (III), or a styrylamine compound represented by formula (IV) as a dopant.

[式(I)中、R1、R2およびR3は各々水素原子、シアノ基、カルボキシル基、ア ルキル基、アリール基、アシル基、エステル基または複素環基を表し、これらは 同一でも異なるものであってもよく、R1〜R3は各々互いに結合して環を形成し てもよい。R4およびR7は各々水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、 R5およびR6は各々アルキル基またはアリール基を表し、R4とR5、R5とR6お よびR6とR7は各々互いに結合して環を形成してもよい。] [式(III)中、R21およびR22は各々水素原子、アルキル基またはアリール基 を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。R23およびR24は各々ア ルキル基またはアリール基を表し、tおよびuは各々0または1〜4の整数であ る。tまたはuが2以上であるとき、隣接するR23同士またはR24同士は互いに 結合して環を形成してもよい。] [式(IV)中、R31は水素原子またはアリール基を表す。R32およびR33は水素 原子、アリール基またはアルケニル基を表し、これらは同一でも異なるものであ ってもよい。R34はアリールアミノ基またはアリールアミノアリール基を表し、 vは0または1〜5の整数である。] (5) 前記正孔注入輸送性化合物が芳香族三級アミンであり、前記電子注入輸 送性化合物がキノリノナト金属錯体である(4)の有機EL素子。 [In formula (I), R1 , R2 , and R3 each represent a hydrogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an ester group, or a heterocyclic group, which may be the same or different, and R1 to R3 may each be bonded to each other to form a ring. R4 and R7 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. R5 and R6 each represent an alkyl group or an aryl group, and R4 and R5 , R5 and R6 , and R6 and R7 may each be bonded to each other to form a ring.] [In formula (III), R21 and R22 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and may be the same or different. R23 and R24 each represent an alkyl group or an aryl group, and t and u each represent 0 or an integer of 1 to 4. When t or u is 2 or greater, adjacent R23s or adjacent R24s may be bonded to each other to form a ring.] [In formula (IV), R31 represents a hydrogen atom or an aryl group. R32 and R33 represent a hydrogen atom, an aryl group, or an alkenyl group, which may be the same or different. R34 represents an arylamino group or an arylaminoaryl group, and v is 0 or an integer of 1 to 5.] (5) The organic EL device of (4), wherein the hole injection transport compound is an aromatic tertiary amine, and the electron injection transport compound is a quinolinonato metal complex.

(6) 前記芳香族三級アミンが、下記式(II)で示されるテトラアリールジア ミン誘導体である(5)の有機EL素子。(6) The organic electroluminescent device according to (5), wherein the aromatic tertiary amine is a tetraaryldiamine derivative represented by the following formula (II):

[式(II)中、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は各々アリール基を表し、Ar1 〜Ar4のうちの少なくとも1個は、2個以上のベンゼン環を有する縮合環また は環集合から誘導される多環のアリール基である。R11およびR12は各々アルキ ル基を表し、pおよびqは各々0または1〜4の整数である。R13およびR14は 各々アリール基を表し、rおよびsは各々0または1〜5の整数である。] (7) 前記発光層が、少なくとも1層の正孔注入性および/または正孔輸送性 の層と少なくとも1層の電子注入性および/または電子輸送性の層とで挟持され る(1)〜(6)のいずれかの有機EL素子。 [In formula (II), Ar1, Ar2, Ar3and Ar4each represents an aryl group, Ar1 ~Ar4At least one of R is a polycyclic aryl group derived from a fused ring or ring assembly having two or more benzene rings.11and R12R each represents an alkyl group, and p and q each represent 0 or an integer from 1 to 4.13and R14each represents an aryl group, and r and s each represent 0 or an integer of 1 to 5.] (7) The organic EL device of any one of (1) to (6), wherein the light-emitting layer is sandwiched between at least one hole-injecting and/or hole-transporting layer and at least one electron-injecting and/or electron-transporting layer.

(8) 前記正孔注入性および/または輸送性の層に、さらにルブレンがドーパ ントとしてドープされた(1)、(2)、(3)または(7)の有機EL素子。(8) The organic EL device according to (1), (2), (3), or (7), wherein the hole injection and/or transport layer is further doped with rubrene as a dopant.

(9) 光の取り出し側にカラーフィルターおよび/または蛍光変換フィルター を配置し、カラーフィルターおよび/または蛍光変換フィルターを通して光を取 り出すように構成した(1)〜(8)のいずれかの有機EL素子。(9) The organic EL element according to any one of (1) to (8), wherein a color filter and/or a fluorescent conversion filter is disposed on the light extraction side, and the light is extracted through the color filter and/or the fluorescent conversion filter.

(10) バイポーラ型発光層を含む2層以上の発光層を有し、この発光層より 陽極側の層として正孔注入性および/または輸送性の層を有し、陰極側の層とし て電子注入性および/または輸送性の層を有し、 前記2層以上の発光層がバイポーラ型発光層同士の組合せ、またはバイポーラ 型発光層と、このバイポーラ型発光層より陽極側の正孔輸送性の発光層および/ もしくは陰極側の電子輸送性の発光層との組合せである有機EL素子。(10) An organic EL device having two or more light-emitting layers including a bipolar light-emitting layer, a hole-injecting and/or transporting layer on the anode side of the light-emitting layer, and an electron-injecting and/or transporting layer on the cathode side, wherein the two or more light-emitting layers are a combination of bipolar light-emitting layers, or a combination of a bipolar light-emitting layer and a hole-transporting light-emitting layer on the anode side of the bipolar light-emitting layer and/or an electron-transporting light-emitting layer on the cathode side.

(11) バイポーラ型発光層が正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性化合物 とを含有する混合層である(10)の有機EL素子。(11) The organic EL element of (10), wherein the bipolar light-emitting layer is a mixed layer containing a hole injection transport compound and an electron injection transport compound.

(12) 前記2層以上の発光層がすべて混合層である(11)の有機EL素子 。(12) The organic EL element of (11), wherein the two or more light-emitting layers are all mixed layers.

(13) 前記2層以上の発光層の少なくとも1層にドーパントがドープされた (10)〜(12)のいずれかの有機EL素子。(13) The organic EL element according to any one of (10) to (12), wherein at least one of the two or more light-emitting layers is doped with a dopant.

(14) 前記2層以上の発光層のすべてにドーパントがドープされた(10) 〜(13)のいずれかの有機EL素子。(14) The organic EL device according to any one of (10) to (13), wherein all of the two or more light-emitting layers are doped with a dopant.

(15) 前記2層以上の発光層の発光特性が互いに異なり、発光極大波長が長 波長側の発光層を陽極側に設ける(10)〜(14)のいずれかの有機EL素子 。(15) The organic EL element of any one of (10) to (14), wherein the two or more light-emitting layers have different light-emitting characteristics, and the light-emitting layer with the longer maximum emission wavelength is located closer to the anode.

(16) 前記ドーパントが、ナフタセン骨格を有する化合物である(13)〜 (15)のいずれかの有機EL素子。(16) The organic EL element according to any one of (13) to (15), wherein the dopant is a compound having a naphthacene skeleton.

(17) 前記ドーパントが、下記式(I)で示されるクマリン誘導体である( 13)〜(16)のいずれかの有機EL素子。(17) The organic EL element of any one of (13) to (16), wherein the dopant is a coumarin derivative represented by the following formula (I):

[式(I)中、R1、R2およびR3は各々水素原子、シアノ基、カルボキシル基、ア ルキル基、アリール基、アシル基、エステル基または複素環基を表し、これらは 同一でも異なるものであってもよく、R1〜R3は各々互いに結合して環を形成し てもよい。R4およびR7は各々水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、 R5およびR6は各々アルキル基またはアリール基を表し、R4とR5、R5とR6お よびR6とR7は各々互いに結合して環を形成してもよい。] (18) 前記正孔注入輸送性化合物が芳香族三級アミンであり、前記電子注入 輸送性化合物がキノリノナト金属錯体である(11)〜(17)のいずれかの有 機EL素子。 [In formula (I), R1 , R2 , and R3 each represent a hydrogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an ester group, or a heterocyclic group, which may be the same or different, and R1 to R3 may each be bonded to each other to form a ring. R4 and R7 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. R5 and R6 each represent an alkyl group or an aryl group, and R4 and R5 , R5 and R6 , and R6 and R7 may each be bonded to each other to form a ring.] (18) The organic EL device of any of (11) to (17), wherein the hole injection transport compound is an aromatic tertiary amine, and the electron injection transport compound is a quinolinonato metal complex.

本発明の有機EL素子は式(I)で示されるクマリン誘導体を発光層に用い、か つ式(II)で示されるテトラアリールジアミン誘導体を正孔注入性および/または 輸送性の層に用いているため、また正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性化合 物との混合層に式(I)のクマリン誘導体、式(II)のキナクリドン化合物、式 (III)のスチリル系アミン化合物をドープして発光層としているため、100 000cd/m2程度、あるいはそれ以上の高輝度が安定して得られる。また、式(I) のクマリン誘導体に対し、耐久性が高いホスト材料を選ぶことで、素子電流密度 30mA/cm2程度でも長時間の安定した駆動が可能である。 The organic EL device of the present invention uses a coumarin derivative represented by formula (I) in the light-emitting layer and a tetraaryldiamine derivative represented by formula (II) in the hole-injecting and/or transporting layer, and the light-emitting layer is formed by doping a coumarin derivative represented by formula (I), a quinacridone compound represented by formula (II), and a styrylamine compound represented by formula (III) into a mixed layer of a hole-injecting and transporting compound. Therefore, a high luminance of about 100,000 cd/ m2 or more can be stably obtained. Furthermore, by selecting a host material that is highly durable relative to the coumarin derivative represented by formula (I), long-term stable operation is possible even at a device current density of about 30 mA/ cm2 .

上記化合物の蒸着膜はいずれも安定なアモルファス状態なので、薄膜性が良好 となりムラがなく均一な発光が可能である。また、大気下で一年以上安定であり 結晶化を起こさない。The vapor-deposited films of the above compounds are in a stable amorphous state, resulting in excellent thin-film properties and uniform, even light emission. They are also stable in air for over a year and do not crystallize.

また、本発明の有機EL素子は、低駆動電圧・低駆動電流で効率よく発光する 。なお、本発明の有機EL素子の発光極大波長は、480〜640nm程度である 。例えば特開平6−240243号には、ホスト物質にトリス(8−キノリノラ ト)アルミニウムを用い、本発明の式(I)で示されるクマリン誘導体に包含される 化合物をゲスト物質に用いた発光層を有する有機EL素子が開示されている。し かし、正孔輸送層に用いられているのは、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビ ス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンであり 、本発明の式(II)で示される化合物とは異なるものである。また、混合層タイプ の発光 層に式(I)のクマリン誘導体、式(II)のキナクリドン化合物あるいは式(II I)のスチリル系アミン化合物をドープした例は知られていない。Furthermore, the organic EL device of the present invention emits light efficiently at low driving voltages and low driving currents. The maximum emission wavelength of the organic EL device of the present invention is approximately 480 to 640 nm. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-240243 discloses an organic EL device having an emissive layer in which tris(8-quinolinolato)aluminum is used as the host material and a compound encompassed by the coumarin derivatives represented by formula (I) of the present invention is used as the guest material. However, the hole transport layer uses N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine, which is different from the compound represented by formula (II) of the present invention. Furthermore, there are no known examples of doping a mixed-layer type emissive layer with a coumarin derivative of formula (I), a quinacridone compound of formula (II), or a styrylamine compound of formula (III).

さらに、本発明では、各発光層のキャリア輸送能を変化させ2種以上の発光を 可能にするため、発光層を2層以上とし、これらの発光層のうち少なくとも1層 をバイポーラ型、好ましくは混合層タイプのものとし、バイポーラ型発光層同士 、好ましくは混合層同士、あるいはバイポーラ型発光層、好ましくは混合層と、 このバイポーラ型発光層、好ましくは混合層より陽極側に設けられた正孔輸送性 の発光層および/または陰極側に設けられた電子輸送性の発光層との組合せとし 、さらに好ましくは発光層に各々ドーパントをドープしている。Furthermore, in the present invention, in order to change the carrier transport ability of each light-emitting layer and enable two or more types of light emission, two or more light-emitting layers are used, at least one of which is a bipolar type, preferably a mixed layer type, and a combination of two bipolar type light-emitting layers, preferably two mixed layers, or a combination of a bipolar type light-emitting layer, preferably a mixed layer, with a hole-transporting light-emitting layer provided on the anode side of the bipolar type light-emitting layer, preferably the mixed layer, and/or an electron-transporting light-emitting layer provided on the cathode side, is used, and more preferably, each light-emitting layer is doped with a dopant.

このなかで、特に好ましい態様である混合層を設けドーピングする場合につい て考えると、混合層を設けてドーピングすることによって、再結合領域が混合層 全域および混合層と正孔輸送性の発光層の界面近傍ないし混合層と電子輸送性の 発光層の界面近傍に広がり、励起子が生成され、各発光層のそれぞれのホストか ら、最も近い発光種にエネルギー移動し、2種以上の発光種(ドーパント)の発 光が可能になる。また、混合層とする場合、正孔(ホール)および電子の注入に 対して安定な化合物を選択することで、混合層自体の電子耐性・ホール耐性を飛 躍的に向上させることができる。これに対し、バイポーラ型発光層である混合層 なしで、正孔輸送性の発光層と電子輸送性の発光層とを組み合わせても2種以上 の発光種の発光は可能になるが、発光層等のコントロールが難しく、2種の強度 比率等がすぐに変化したり、ホールおよび電子の両方に対する耐性が低いので、 寿命が短く実用に耐えない。また、発光層のホスト材料の組合せ、バイポーラ型 発光層である混合層におけるホスト材料の組合せや量比、あるいは膜厚比などを 調整することによって電子および正孔のキャリア供給能を調整することが可能に なる。このため、発光スペクトルの調整が可能になる。したがって多色発光型の 有機EL素子への対応が可能になる。さらにはルブレン等のナフタセン骨格を有 する化合物をドープした発光層(特に混合層)を設けることによってルブレン等 のドープ層のキャリアトラップ層としての機能などにより、隣接層(例えば電子 輸送層や正孔輸送層)へのキャリア注入が減り、これらの層の劣化が抑制される ため、高輝度(1000cd/m2程度)で長寿命(輝度の半減期50000時間程 度)となる。また、発光スペクトルの発光極大波長が長波長域にある発光層を陽 極側に設けることによって、光学的干渉効果が利用でき、各々の発光の光取り出 し効率が向上し、高輝度化が可能になる。 Among these, the particularly preferred embodiment of providing a mixed layer and doping the mixed layer expands the recombination region throughout the mixed layer and near the interface between the mixed layer and the hole-transporting emissive layer or near the interface between the mixed layer and the electron-transporting emissive layer, generating excitons, which transfer energy from the respective hosts in each emissive layer to the nearest emissive species, enabling emission of two or more emissive species (dopants). Furthermore, when using a mixed layer, the electron resistance and hole resistance of the mixed layer itself can be dramatically improved by selecting a compound stable against hole and electron injection. In contrast, combining a hole-transporting emissive layer and an electron-transporting emissive layer without a bipolar emissive layer also enables emission of two or more emissive species, but the control of the emissive layers is difficult, the intensity ratio between the two species changes rapidly, and the resistance to both holes and electrons is low, resulting in a short lifespan and being unsuitable for practical use. Furthermore, by adjusting the combination of host materials in the emissive layer, the combination and quantitative ratio of host materials in the mixed layer, which is a bipolar emissive layer, or the film thickness ratio, it is possible to adjust the electron and hole carrier supply capacity. This allows for the tuning of the emission spectrum. This, in turn, enables the creation of multicolor emitting organic EL devices. Furthermore, by providing an emissive layer (especially a mixed layer) doped with a compound having a naphthacene skeleton, such as rubrene, the doped layer, such as rubrene, functions as a carrier trap layer, reducing carrier injection into adjacent layers (e.g., electron transport layer and hole transport layer), thereby suppressing deterioration of these layers, resulting in high brightness (approximately 1000 cd/ ) and a long life (luminance half-life of approximately 50,000 hours). Furthermore, by providing an emissive layer with a long-wavelength emission maximum wavelength in the emission spectrum on the anode side, optical interference effects can be utilized, improving the light extraction efficiency of each emitted light, and enabling higher brightness.

なお、信学技報、OME94−78(1995−03)には、白色発光の有機 EL素子が提案されているが、本発明と異なり、バイポーラ型発光層、特に混合 層を含む2層以上の発光層に各々ドーピングすることについては全く示されてい ない。Incidentally, IEICE Technical Report, OME94-78 (1995-03) proposes a white-light-emitting organic EL device, but unlike the present invention, there is no mention whatsoever of doping a bipolar-type emissive layer, particularly two or more emissive layers including a mixed layer.

図面の簡単な説明 第1図は本発明の有機EL素子の一例を示す概略構成図であり、第2図は有機 EL素子の発光スペクトルを示すグラフであり、第3図は有機EL素子の発光ス ペクトルを示すグラフであり、第4図は有機EL素子の発光スペクトルを示すグ ラフであり、第5図は有機EL素子の発光スペクトルを示すグラフであり、第6 図は有機EL素子の発光スペクトルを示すグラフであり、第7図は有機EL素子 の発光スペクトルを示すグラフであり、第8図は有機EL素子の発光スペクトル を示すグラフであり、第9図は有機EL素子の発光スペクトルを示すグラフであ り、第10図は有機EL素子の発光スペクトルを示すグラフであり、第11図は 有機EL素子の発光スペクトルを示すグラフであり、第12図は有機EL素子の 発光スペクトルを示すグラフであり、第13図は有機EL素子の発光スペクトル を示すグラフであり、第14図は有機EL素子の発光スペクトルを示すグラフで ある。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an organic EL element of the present invention. FIG. 2 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 3 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 4 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 5 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 6 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 7 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 8 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 9 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 10 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 11 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 12 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 13 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element. FIG. 14 is a graph showing the emission spectrum of the organic EL element.

発明を実施するための最良の形態 以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。Best Mode for Carrying Out the Invention The following describes in detail the preferred embodiment of the present invention.

本発明の有機EL素子は、式(I)で示されるクマリン誘導体を含有する発光層 と式(II)で示されるテトラアリールジアミン誘導体を含有する正孔注入性および /または輸送性の層とを有するものである。The organic EL device of the present invention has an emissive layer containing a coumarin derivative represented by formula (I) and a hole-injecting and/or hole-transporting layer containing a tetraaryldiamine derivative represented by formula (II).

式(I)について説明すると、式(I)中、R1〜R3は各々水素原子、シアノ基、カ ルボキシル基、アルキル基、アリール基、アシル基、エステル基または複素環基 を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。 Regarding formula (I), in formula (I), R 1 to R 3 each represent a hydrogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an ester group or a heterocyclic group, and these may be the same or different.

1〜R3で表されるアルキル基としては、炭素数1〜5のものが好ましく、直 鎖状であっても分岐を有するものであってもよく、置換基(ハロゲン原子等)を 有していてもよい。アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、(n− ,i−)プロピル基、(n−,i−,s−,t−)ブチル基、n−ペンチル基、 イソペンチル基、t−ペンチル基、トリフルオロメチル基等が挙げられる。 The alkyl group represented by R1 to R3 preferably has 1 to 5 carbon atoms, may be linear or branched, and may have a substituent (such as a halogen atom). Specific examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a (n-, i-)propyl group, a (n-, i-, s-, t-)butyl group, a n-pentyl group, an isopentyl group, a t-pentyl group, and a trifluoromethyl group.

1〜R3で表されるアリール基としては、単環のものが好ましく、炭素数は6 〜24であることが好ましく、置換基(ハロゲン原子、アルキル基等)を有して いてもよい。具体的にはフェニル基等が挙げられる。 The aryl group represented by R1 to R3 is preferably a monocyclic group, preferably has 6 to 24 carbon atoms, and may have a substituent (such as a halogen atom or an alkyl group). Specific examples include a phenyl group.

1〜R3で表されるアシル基としては、炭素数は2〜10のものが好ましく、 具体的にはアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等が挙げられる。 The acyl groups represented by R 1 to R 3 preferably have 2 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include an acetyl group, a propionyl group, and a butyryl group.

1〜R3で表されるエステル基としては、炭素数2〜10のものが好ましく、 具体的にはメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル 基等が挙げられる。 The ester groups represented by R 1 to R 3 preferably have 2 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and a butoxycarbonyl group.

1〜R3で表される複素環基としては、ヘテロ原子として窒素原子(N)、酸 素原子(O)、硫黄原子(S)を有するものが好ましく、ベンゼン環あるいはナ フタレン環に縮合した5員複素環から誘導される基が好ましい。また縮合環とし てベンゼン環を有する含窒素6員複素環から誘導される基も好ましい。具体的に は、好ましくはそれぞれ2−イルの、ベンゾチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル 基、ベンゾイミダゾリル基、ナフトチアゾリル基や、2−ピリジル基、3−ピリ ジル基、4−ピリジル基、2−ピラジニル基、2−キノリル基、7−キノリル基 等であり、これらは置換基を有するものであってもよく、このときの置換基とし てはアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基等が挙げられる。 The heterocyclic group represented by R1 to R3 preferably has a nitrogen atom (N), an oxygen atom (O), or a sulfur atom (S) as a heteroatom, and is preferably a group derived from a 5-membered heterocycle fused to a benzene ring or a naphthalene ring. Also preferred is a group derived from a nitrogen-containing 6-membered heterocycle having a benzene ring as a fused ring. Specifically, preferred are 2-yl, benzothiazolyl, benzoxazolyl, benzimidazolyl, naphthothiazolyl, 2-pyridyl, 3-pyridyl, 4-pyridyl, 2-pyrazinyl, 2-quinolyl, 7-quinolyl, etc., and these may have a substituent, and in this case, the substituent may be an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, etc.

以下に、R1〜R3で表される複素環基の好適例を示す。 Preferred examples of the heterocyclic groups represented by R 1 to R 3 are shown below.

式(I)中、R1〜R3は各々互いに結合して環を形成してもよく、形成される環 としてはシクロペンテン等の炭素環が挙げられる。 In formula (I), R 1 to R 3 may be bonded to each other to form a ring, and examples of the ring formed include a carbon ring such as cyclopentene.

1〜R3は同時に水素原子とはならないことが好ましく、特にR1が上記のよ うな複素環基であるものが好ましい。 It is preferred that R 1 to R 3 are not simultaneously hydrogen atoms, and it is particularly preferred that R 1 is a heterocyclic group as described above.

式(I)中、R4およびR7は各々水素原子、アルキル基(メチル基等)またはア リール基(フェニル基、ナフチル基等)を表す。R5およびR6は各々アルキル基 またはアリール基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよいが、通常 同一であり、特にはアルキル基が好ましい。 In formula (I), R4 and R7 each represent a hydrogen atom, an alkyl group (e.g., a methyl group), or an aryl group (e.g., a phenyl group, a naphthyl group), and R5 and R6 each represent an alkyl group or an aryl group, which may be the same or different but are usually the same, and are particularly preferably alkyl groups.

4〜R7で表されるアルキル基としてはR1〜R3のところのものと同じものを 挙げることができる。 Examples of the alkyl groups represented by R 4 to R 7 include the same as those represented by R 1 to R 3 .

4とR5、R5とR6およびR6とR7は各々互いに結合して環を形成してもよく 、特にR4とR5、R6とR7が各々互いに結合して炭素原子(C)、窒素原子(N )とともに6員環を同時に形成することが好ましい。このようにして一部水素化 したキノリジン環を形成する場合の構造式としては下記式(Ia)で示されるものが 好ましい。特に、クマリン化合物同士の相互作用による蛍光濃度消光を防止し蛍 光量子収率が向上する。 R4 and R5 , R5 and R6 , and R6 and R7 may each be bonded to each other to form a ring, and it is particularly preferred that R4 and R5 , and R6 and R7 are each bonded to each other to simultaneously form a 6-membered ring together with a carbon atom (C) and a nitrogen atom (N). When a partially hydrogenated quinolizine ring is formed in this way, the structural formula shown in the following formula (Ia) is preferred. In particular, this prevents fluorescence quenching due to interactions between coumarin compounds, improving the fluorescence quantum yield.

式(Ia)中、R1〜R3は式(I)におけるものと同義のものである。R41、R42、 R71およびR72は水素原子またはアルキル基を表し、このときのアルキル基とし てはR1〜R3のところのものと同じものを挙げることができる。 In formula (Ia), R1 to R3 have the same meanings as in formula (I). R41 , R42 , R71 and R72 each represent a hydrogen atom or an alkyl group, and examples of the alkyl group include the same as those for R1 to R3 .

以下に式(I)に示されるクマリン誘導体の具体例を挙げるが、本発明はこれら に限定されるものではない。以下では式(I)、式(Ia)中のR1等の組合せで表示す る。なお、以下において、Phはフェニル基を表わす。 Specific examples of coumarin derivatives represented by formula (I) are listed below, but the present invention is not limited to these. Below, they are represented by combinations of R1 and the like in formula (I) and formula (Ia). In the following, Ph represents a phenyl group.

これらの化合物は特開平6−9952号、Ger.Offen.109812 5号等に記載の方法で合成することができる。 These compounds can be synthesized by the methods described in JP-A-6-9952, Ger. Offen. 109812-5, and the like.

式(I)のクマリン誘導体は1種のみを用いても2種以上を併用してもよい。The coumarin derivatives of formula (I) may be used alone or in combination of two or more.

次に、正孔注入性および/または輸送性の層に用いられる式(II)のテトラアリ ールジアミン誘導体について説明する。Next, the tetraaryldiamine derivative of formula (II) used in the hole injection and/or transport layer will be described.

式(II)中、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は各々アリール基を表し、Ar1 〜Ar4のうち少なくとも1個は2個以上のベンゼン環を有する縮合環または環 集合から誘導される多環のアリール基である。 In formula (II), Ar1, Ar2, Ar3and Ar4each represents an aryl group, Ar1 ~Ar4At least one of the aryl groups is a polycyclic aryl group derived from a fused ring or ring assembly having two or more benzene rings.

Ar1〜Ar4で表されるアリール基としては、置換基を有していてもよく、総 炭素数6〜24のものが好ましい。単環のアリール基としては、フェニル基、ト リル基等が挙げられ、多環のアリール基としては、2−ビフェニリル基、3−ビ フェニリル基、4−ビフェニリル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、アント リル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル等が挙げられる。 The aryl groups represented by Ar 1 to Ar 4 may have a substituent and preferably have a total carbon number of 6 to 24. Examples of monocyclic aryl groups include a phenyl group and a tolyl group, and examples of polycyclic aryl groups include a 2-biphenylyl group, a 3-biphenylyl group, a 4-biphenylyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, an anthryl group, a phenanthryl group, a pyrenyl group, and a perylenyl group.

式(II)において、Ar1、Ar2が結合して得られるアミノ基部分とAr3、A r4が結合して得られるアミノ基部分とは同一であることが好ましい。 In formula (II), it is preferred that the amino group moiety obtained by combining Ar 1 and Ar 2 is the same as the amino group moiety obtained by combining Ar 3 and Ar 4 .

式(II)中、R11およびR12は各々アルキル基を表し、pおよびqは各々0また は1〜4の整数である。 In formula (II), R 11 and R 12 each represent an alkyl group, and p and q each represent 0 or an integer of 1 to 4.

11、R12で表されるアルキル基としては式(I)のR1〜R3のところのものと 同様のものを挙げることができ、メチル基等が好ましい。p、qは0または1で あることが好ましい。 Examples of the alkyl group represented by R11 and R12 include the same as those for R1 to R3 in formula (I), with methyl group being preferred. p and q are preferably 0 or 1.

式(II)中、R13およびR14は各々アリール基を表し、rおよびsは各々0ま たは1〜5の整数である。 In formula (II), R 13 and R 14 each represent an aryl group, and r and s each represent 0 or an integer of 1 to 5.

13、R14で表されるアリール基としては式(I)のR1〜R3のところのもの と同様のものを挙げることができ、フェニル基等が好ましい。r、sは0または 1であることが好ましい。 Examples of the aryl group represented by R13 and R14 include the same groups as those represented by R1 to R3 in formula (I), with a phenyl group being preferred. r and s are preferably 0 or 1.

以下に式(II)で示されるテトラアリールジアミン誘導体の具体例を示すが、本 発明はこれらに限定されるものではない。以下では式(IIa)中のAr1等の組合せ を用いて示している。またR51〜R58、R59〜R68ではすべてのHのときはHで 示し、置換基があるときは置換基のみを示している。 Specific examples of tetraaryldiamine derivatives represented by formula (II) are shown below, but the present invention is not limited to these. Below, they are shown using combinations of Ar1 and the like in formula (IIa). Furthermore, for R51 to R58 and R59 to R68 , when all of them are H, they are represented by H, and when there is a substituent, only the substituent is represented.

これらの化合物はEP0650955A1(対応特願平7−43564号)等 に記載の方法で合成することができる。 These compounds can be synthesized by the method described in EP 0650955 A1 (corresponding Japanese Patent Application No. 7-43564) or the like.

これらの化合物は、1000〜2000程度の分子量をもち、融点は200〜 400℃程度、ガラス転移温度は130〜200℃程度である。このため、通常 の真空蒸着等により透明で室温以上でも安定なアモルファス状態を形成し、平滑 で良好な膜として得られ、しかもそれが長期間に渡って維持される。また、バイ ンダー樹脂を用いることなく、それ自体で薄膜化することができる。These compounds have molecular weights of approximately 1000 to 2000, melting points of approximately 200 to 400°C, and glass transition temperatures of approximately 130 to 200°C. Therefore, by conventional vacuum deposition or other methods, they form a transparent, amorphous state that is stable even at room temperature or above, resulting in a smooth, high-quality film that can be maintained for an extended period of time. Furthermore, they can be formed into thin films by themselves without the use of a binder resin.

式(II)のテトラアリールジアミン誘導体は1種のみを用いても2種以上を併用 してもよい。The tetraaryldiamine derivatives of formula (II) may be used alone or in combination of two or more.

本発明の有機EL素子は、式(I)のクマリン誘導体を発光層に、また式(II)の テトラアリールジアミン誘導体を正孔注入輸送層等の正孔注入性および/または 輸送性の層に用いたものである。The organic EL device of the present invention uses a coumarin derivative of formula (I) in an emissive layer and a tetraaryldiamine derivative of formula (II) in a hole injection and/or transport layer, such as a hole injection transport layer.

本発明の有機EL素子の構成例を図1に示す。同図に示される有機EL素子1 は、基板2上に、陽極3、正孔注入輸送層4、発光層5、電子注入輸送層6、陰 極7を順次有し、基板2側から発光光を取り出すものである。そして、基板2と 陽極3との間には、発光色をコントロールするために、基板2側からカラーフィ ルター膜8および蛍光変換フィルター膜9が設けられている。さらに、有機EL 素子1には、これらの各層4〜6、8、9および電極3、7を覆う封止層10が 設けられており、これら全体がガラス基板2と一体化されたケーシング11中に 配置されている。また、封止層10とケーシング11との間には気体あるいは液 体12が充填されている。封止層10はテフロン等の樹脂で形成されており、ケ ーシング11の材質はガラスやアルミニウム等とすればよく、光硬化性樹脂接着 剤等で基板2等と接合することができる。気体あるいは液体12としては乾燥空 気、N2、Arなどの不活性気体、フロン系化合物などの不活性液体や吸湿剤等 が用いられる。 An example of the configuration of an organic EL element of the present invention is shown in Figure 1. The organic EL element 1 shown in this figure has an anode 3, a hole injection transport layer 4, an emissive layer 5, an electron injection transport layer 6, and a cathode 7, arranged in this order on a substrate 2, with emitted light extracted from the substrate 2 side. A color filter film 8 and a fluorescence conversion filter film 9 are provided between the substrate 2 and the anode 3, from the substrate 2 side, to control the emitted color. The organic EL element 1 also has a sealing layer 10 that covers these layers 4 to 6, 8, and 9 and the electrodes 3 and 7, and the entire device is disposed within a casing 11 integrated with the glass substrate 2. A gas or liquid 12 is filled between the sealing layer 10 and the casing 11. The sealing layer 10 is made of a resin such as Teflon, and the casing 11 may be made of glass, aluminum, or the like, and can be bonded to the substrate 2 or the like with a photocurable resin adhesive or the like. The gas or liquid 12 may be dry air, an inert gas such as N 2 or Ar, an inert liquid such as a fluorocarbon compound, or a moisture absorbent.

発光層は、正孔(ホール)および電子の注入機能、それらの輸送機能、正孔と 電子の再結合により励起子を生成させる機能を有する。発光層にはバイポール( 電子およびホール)に安定な化合物で、かつ蛍光強度の強い化合物を用いること が 好ましい。正孔注入輸送層は、陽極からの正孔の注入を容易にする機能、正孔を 安定に輸送する機能および電子の輸送を低下させる機能を有し、電子注入輸送層 は、陰極からの電子の注入を容易にする機能、電子を安定に輸送する機能および 正孔の輸送を低下させる機能を有するものであり、これらの層は、発光層へ注入 される正孔や電子を閉じ込めさせて正孔や電子の密度を増大させて再結合確立を 向上させ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。正孔注入輸送層およ び電子注入輸送層は、発光層に用いる化合物の正孔注入、正孔輸送、電子注入、 電子輸送の各機能の高さを考慮し、必要に応じて設けられる。例えば、発光層に 用いる化合物の正孔注入輸送機能または電子注入輸送機能が高い場合には、正孔 注入輸送層または電子注入輸送層を設けずに、発光層が正孔注入輸送層または電 子注入輸送層を兼ねる構成とすることができる。また、場合によっては正孔注入 輸送層および電子注入輸送層のいずれも設けなくてよい。また、正孔注入輸送層 および電子注入輸送層は、それぞれにおいて、注入機能を持つ層と輸送機能を持 つ層とに別個に設けてもよい。The light-emitting layer functions to inject holes and electrons, transport them, and generate excitons through the recombination of holes and electrons. It is preferable to use bipole (electron and hole) stable compounds with high fluorescence intensity for the light-emitting layer. The hole injection/transport layer facilitates hole injection from the anode, stably transports holes, and reduces electron transport. The electron injection/transport layer facilitates electron injection from the cathode, stably transports electrons, and reduces hole transport. These layers confine holes and electrons injected into the light-emitting layer, increasing their density and improving recombination rates, optimizing the recombination region, and improving luminous efficiency. The hole injection/transport layer and electron injection/transport layer are provided as needed, taking into account the level of the hole injection, hole transport, electron injection, and electron transport functions of the compounds used in the light-emitting layer. For example, if the compound used in the light-emitting layer has a high hole injection/transport function or electron injection/transport function, the light-emitting layer may function as both the hole injection/transport layer and the electron injection/transport layer without providing a hole injection/transport layer or an electron injection/transport layer. In some cases, neither the hole injection/transport layer nor the electron injection/transport layer may be provided. Furthermore, the hole injection/transport layer and the electron injection/transport layer may each be provided as separate layers having an injection function and a transport function.

発光層の厚さ、正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定 されず、形成方法によっても異なるが、通常、5〜1000nm程度、特に10〜 200nmとすることが好ましい。The thicknesses of the light-emitting layer, hole injecting and transporting layer, and electron injecting and transporting layer are not particularly limited and will vary depending on the formation method, but are generally about 5 to 1,000 nm, and preferably 10 to 200 nm.

正孔注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設 計によるが、発光層の厚さと同程度もしくは1/10〜10倍程度とすればよい 。電子もしくは正孔の、各々の注入層と輸送層を分ける場合は、注入層は1nm以 上、輸送層は20nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さ の上限は、通常、注入層で1000nm程度、輸送層で100nm程度である。この ような膜厚については注入輸送層を2層設けるときも同じである。The thickness of the hole injection/transport layer and the electron injection/transport layer depends on the design of the recombination/light-emitting region, but may be approximately the same as the thickness of the light-emitting layer or approximately 1/10 to 10 times that. When separate injection and transport layers for electrons and holes are used, the injection layer is preferably 1 nm or thicker, and the transport layer is preferably 20 nm or thicker. In this case, the upper limit of the injection and transport layer thickness is typically approximately 1000 nm for the injection layer and approximately 100 nm for the transport layer. This thickness also applies when two injection/transport layers are used.

また、組み合わせる発光層や電子注入輸送層や正孔注入輸送層のキャリア移動 度やキャリア密度(イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる)を考慮し 、膜厚をコントロールすることで、再結合領域・発光領域を自由に設計すること が可能であり、発光色の設計や、両電極の光の干渉効果による発光輝度・発光ス ペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にでき、所望の色純度や素子や 高 効率な素子を得ることができる。Furthermore, by controlling the film thickness and taking into account the carrier mobility and carrier density (determined by the ionization potential and electron affinity) of the combined light-emitting layer, electron injection/transport layer, and hole injection/transport layer, it is possible to freely design the recombination and emission regions. This allows for the design of emission color, control of emission brightness and spectrum through the optical interference effect between the two electrodes, and control of the spatial distribution of emission, thereby achieving the desired color purity and achieving high-efficiency devices.

式(I)のクマリン誘導体は、高い蛍光強度をもつ化合物なので発光層に用いる ことが好ましい化合物であり、発光層におけるその含有量は0.01wt%以上、 さらには1.0wt%以上であることが好ましい。The coumarin derivative of formula (I) is a compound that has high fluorescence intensity and is therefore preferably used in the light-emitting layer. Its content in the light-emitting layer is preferably 0.01 wt% or more, and more preferably 1.0 wt% or more.

本発明において、発光層には式(I)のクマリン誘導体のほかの蛍光物質を用い ることができ、こうした蛍光物質としては、例えば、特開昭63−264692 号公報に開示されているような化合物、例えばキナクリドン、ルブレン、スチリ ル系色素等の化合物から選択される少なくとも1種が挙げられる。また、トリス (8−キノリノラト)アルミニウム等の8−キノリノールないしその誘導体を配位 子とする金属錯体色素などのキノリン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アン トラセン、ペリレン、コロネン、12−フタロペリノン誘導体等が挙げられる。In the present invention, the light-emitting layer can contain fluorescent substances other than the coumarin derivative of formula (I). Examples of such fluorescent substances include at least one selected from compounds such as those disclosed in JP-A-63-264692, e.g., quinacridone, rubrene, and styryl dyes. Other examples include quinoline derivatives such as metal complex dyes containing 8-quinolinol or its derivatives as a ligand, such as tris(8-quinolinolato)aluminum, tetraphenylbutadiene, anthracene, perylene, coronene, and 12-phthaloperinone derivatives.

さらには、特開平8−12600号のフェニルアントラセン誘導体、特開平8− 12969号のテトラアリールエテン誘導体等も挙げられる。Further examples include phenylanthracene derivatives disclosed in JP-A-8-12600 and tetraarylethene derivatives disclosed in JP-A-8-12969.

特に、式(I)のクマリン誘導体はホスト材料、特にそれ自体で発光が可能なホ スト材料と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントとしての使用が好 ましい。このような場合の発光層におけるクマリン誘導体の含有量は0.01〜 10wt%、さらには0.1〜5wt%であることが好ましい。ホスト材料と組み合わ せて使用することによって、ホスト材料の発光波長特性を変化させることができ 、長波長に移行した発光が可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上 する。In particular, the coumarin derivative of Formula (I) is preferably used in combination with a host material, particularly a host material capable of emitting light by itself, and is preferably used as a dopant. In such cases, the content of the coumarin derivative in the emissive layer is preferably 0.01 to 10 wt %, more preferably 0.1 to 5 wt %. By using the coumarin derivative in combination with a host material, the emission wavelength characteristics of the host material can be changed, enabling emission to be shifted to a longer wavelength, and improving the luminous efficiency and stability of the device.

実際には、要求される輝度・寿命・駆動電圧によりドープ濃度を決めればよく 、1wt%以上では、高輝度な素子が得られ、1.5wt%以上6wt%以下では高輝度 でかつ駆動電圧上昇が小さく、発光寿命の長い素子が得られる。In practice, the doping concentration can be determined based on the required brightness, lifetime, and driving voltage. A concentration of 1 wt% or more produces a high-brightness device, while a concentration of 1.5 wt% to 6 wt% produces a high-brightness device with a small increase in driving voltage and a long emission lifetime.

式(I)のクマリン誘導体をドープするホスト材料としては、キノリン誘導体が 好ましく、さらには8−キノリノールないしその誘導体を配位子とするキノリノ ナト金属錯体、特にアルミニウム錯体が好ましい。このときの8−キノリノール の誘導体は、8−キノリノールにハロゲン原子やアルキル基等が置換したもの、 ベンゼン環が縮合したものなどである。このようなアルミニウム錯体としては、 特 開昭63−264692号、特開平3−255190号、特開平5−70733 号、特開平5−258859号、特開平6−215874号等に開示されている ものを挙げることができる。これらの化合物は電子輸送性のホスト材料である。As a host material for doping the coumarin derivative of formula (I), a quinoline derivative is preferred. Furthermore, a quinolinonato metal complex, particularly an aluminum complex, having 8-quinolinol or a derivative thereof as a ligand is preferred. In this case, the 8-quinolinol derivative is 8-quinolinol substituted with a halogen atom or an alkyl group, or fused with a benzene ring. Examples of such aluminum complexes include those disclosed in JP-A-63-264692, JP-A-3-255190, JP-A-5-70733, JP-A-5-258859, and JP-A-6-215874. These compounds are electron-transporting host materials.

具体的には、まず、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム、ビス(8−キ ノリノラト)マグネシウム、ビス(ベンゾ{f}−8−キノリノラト)亜鉛、ビ ス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウムオキシド、トリス(8−キノ リノラト)インジウム、トリス(5−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム 、8−キノリノラトリチウム、トリス(5−クロロ−8−キノリノラト)ガリウ ム、ビス(5−クロロ−8−キノリノラト)カルシウム、5,7−ジクロル−8 −キノリノラトアルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−ヒドロキシキノ リノラト)アルミニウム、ポリ[亜鉛(II)−ビス(8−ヒドロキシ−5−キノ リニル)メタン]、等がある。Specific examples include tris(8-quinolinolato)aluminum, bis(8-quinolinolato)magnesium, bis(benzo{f}-8-quinolinolato)zinc, bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum oxide, tris(8-quinolinolato)indium, tris(5-methyl-8-quinolinolato)aluminum, 8-quinolinolatolithium, tris(5-chloro-8-quinolinolato)gallium, bis(5-chloro-8-quinolinolato)calcium, 5,7-dichloro-8-quinolinolatoaluminum, tris(5,7-dibromo-8-hydroxyquinolinolato)aluminum, and poly[zinc(II)-bis(8-hydroxy-5-quinolinyl)methane].

また、8−キノリノールないしその誘導体のほかに他の配位子を有するアルミ ニウム錯体であってもよく、このようなものとしては、ビス(2−メチル−8− キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キ ノリノラト)(オルト−クレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル− 8−キノリノラト)(メタークレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチ ル−8−キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メ チル−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、 ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウ ム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト )アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,3−ジメ チルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)( 2,6−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノ リノラト)(3,4−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル −8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビ ス(2−メチル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert−ブチルフェノラト) アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,6−ジフェ ニルフェノラト)アル ミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2,4,6−トリフェ ニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2 ,3,6−トリメチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8 −キノリノラト)(2,3,5,6−テトラメチルフェノラト)アルミニウム(I II)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(1−ナフトラト)アルミニウム( III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム (III)、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(オルト−フェニルフェ ノラト)アルミニウム(III)、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)( パラ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2,4−ジメチル−8 −キノリノラト)(メタ−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2 ,4−ジメチル−8−キノリノラト)(3,5−ジメチルフェノラト)アルミニ ウム(III)、ビス(2,4−ジメチル−8−キノリノラト)(3,5−ジ−tert −ブチルフェノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−4−エチル−8− キノリノラト)(パラ−クレゾラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−4 −メトキシ−8−キノリノラト)(パラ−フェニルフェノラト)アルミニウム(I II)、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラト)(オルト−クレゾラ ト)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−6−トリフルオロメチル−8−キ ノリノラト)(2−ナフトラト)アルミニウム(III)等がある。Aluminum complexes having other ligands in addition to 8-quinolinol or a derivative thereof may also be used. Examples of such complexes include bis(2-methyl-8-quinolinolato)(phenolato)aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(ortho-cresolato)aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(meta-cresolato)aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(para-cresolato)aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(ortho-phenylphenolato)aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(meta-phenylphenolato)aluminum(III), and bis(2-methyl-8-quinolinolato). ) (para-phenylphenolato) aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato) (2,3-dimethylphenolato) aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato) (2,6-dimethylphenolato) aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato) (3,4-dimethylphenolato) aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-dimethylphenolato) aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato) (3,5-di-tert-butylphenolato) aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato) (2,6-diphenylphenolato) aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato) (2 ,4,6-triphenylphenolato)aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(2,3,6-trimethylphenolato)aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(2,3,5,6-tetramethylphenolato)aluminum(II), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(1-naphtholato)aluminum(III), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(2-naphtholato)aluminum(III), bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolato)(ortho-phenylphenolato)aluminum(III), bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolato)(para-phenylphenolato)aluminum(III), bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolato)(methyl Examples include bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolato)(3,5-dimethylphenolato)aluminum(III), bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolato)(3,5-di-tert-butylphenolato)aluminum(III), bis(2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolato)(para-cresolato)aluminum(III), bis(2-methyl-4-methoxy-8-quinolinolato)(para-phenylphenolato)aluminum(II), bis(2-methyl-5-cyano-8-quinolinolato)(ortho-cresolato)aluminum(III), and bis(2-methyl-6-trifluoromethyl-8-quinolinolato)(2-naphtholato)aluminum(III).

このほか、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)−μ− オキソ−ビス(2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)、ビス(2 ,4−ジメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)−μ−オキソ−ビス( 2,4−ジメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)、ビス(4−エチル −2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)−μ−オキソ−ビス(4 −エチル−2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メ チル−4−メトキシキノリノラト)アルミニウム(III)−μ−オキソ−ビス(2 −メチル−4−メトキシキノリノラト)アルミニウム(III)、ビス(5−シアノ −2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)−μ−オキソ−ビス(5 −シアノ−2−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)、ビス(2−メ チル−5−トリフルオ ロメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)−μ−オキソ−ビス(2−メチ ル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)等であって もよい。Other examples include bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III)-μ-oxo-bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III), bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolato)aluminum(III)-μ-oxo-bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolato)aluminum(III), bis(4-ethyl-2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III)-μ-oxo-bis(4-ethyl-2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III), and bis(2-methyl-4-methoxy bis(2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III)-μ-oxo-bis(2-methyl-4-methoxyquinolinolato)aluminum(III), bis(5-cyano-2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III)-μ-oxo-bis(5-cyano-2-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III), bis(2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato)aluminum(III)-μ-oxo-bis(2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato)aluminum(III), and the like may also be used.

これらのなかでも、本発明では、特にトリス(8−キノリノラト)アルミニウ ムを用いることが好ましい。Among these, tris(8-quinolinolato)aluminum is particularly preferred in the present invention.

このほかのホスト材料としては、特開平8−12600号に記載のフェニルア ントラセン誘導体や特開平8−12969号に記載のテトラアリールエテン誘導 体なども好ましい。Other preferred host materials include phenylanthracene derivatives described in JP-A-8-12600 and tetraarylethene derivatives described in JP-A-8-12969.

フェニルアントラセン誘導体は、下記式(V)で表されるものである。The phenylanthracene derivative is represented by the following formula (V).

式(V) A1−L1−A2 (V) 式(V)において、A1およびA2は、各々モノフェニルアントリル基またはジ フェニルアントリル基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。 Formula (V) A 1 -L 1 -A 2 (V) In formula (V), A 1 and A 2 each represent a monophenylanthryl group or a diphenylanthryl group, and they may be the same or different.

1、A2で表されるモノフェニルアントリル基またはジフェニルアントリル基 は、無置換でも置換基を有するものであってもよく、置換基を有する場合の置換 基としては、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アミノ 基等が挙げられ、これらの置換基はさらに置換されていてもよい。また、このよ うな置換基の置換位置は特に限定されないが、アントラセン環ではなく、アント ラセン環に結合したフェニル基であることが好ましい。また、アントラセン環に おけるフェニル基の結合位置はアントラセン環の9位、10位であることが好ま しい。 The monophenylanthryl group or diphenylanthryl group represented by A1 or A2 may be unsubstituted or substituted. If substituted, examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an amino group, etc., and these substituents may be further substituted. In addition, the substitution position of such a substituent is not particularly limited, but it is preferably a phenyl group bonded to the anthracene ring, not to the anthracene ring. In addition, the bonding position of the phenyl group on the anthracene ring is preferably the 9th or 10th position of the anthracene ring.

式(V)において、L1は単結合またはアリーレン基を表す。L1で表されるア リーレン基としては、無置換であることが好ましく、具体的にはフェニレン基、 ビフェニレン基、アントリレン基等の通常のアリーレン基の他、2個ないしそれ 以上のアリーレン基が直接連結したものが挙げられる。L1としては、単結合、 p−フェニレン基、4,4′−ビフェニレン基等が好ましい。 In formula (V), L1 represents a single bond or an arylene group. The arylene group represented by L1 is preferably unsubstituted, and specific examples thereof include ordinary arylene groups such as phenylene groups, biphenylene groups, and anthrylene groups, as well as groups in which two or more arylene groups are directly linked. L1 is preferably a single bond, p-phenylene group, 4,4'-biphenylene group, etc.

また、L1で表されるアリーレン基は、2個ないしそれ以上のアリーレン基が アルキレン基、−O−、−S−または−NR−が介在して連結するものであって もよい。ここで、Rはアルキル基またはアリール基を表す。アルキル基としては メチル基、エチル基等が挙げられ、アリール基としてはフェニル基等が挙げられ る。なかでも、アリール基が好ましく、上記のフェニル基のほか、A1、A2であ ってもよく、さらにはフェニル基にA1またはA2が置換したものであってもよい 。また、アルキレン基としてはメチレン基、エチレン基等が好ましい。 The arylene group represented by L1 may be one in which two or more arylene groups are linked via an alkylene group, -O-, -S-, or -NR-. Here, R represents an alkyl group or an aryl group. Examples of the alkyl group include a methyl group and an ethyl group, and examples of the aryl group include a phenyl group. Among these, an aryl group is preferred, and in addition to the above-mentioned phenyl group, it may be A1 or A2 , or it may even be a phenyl group substituted with A1 or A2 . Examples of the alkylene group include a methylene group, an ethylene group, and the like.

また、テトラアリールエテン誘導体は下記式(VI)で表されるものである。The tetraarylethene derivative is represented by the following formula (VI).

式(VI)において、Ar1、Ar2およびAr3は、各々芳香族残基を表し、こ れらは同一でも異なるものであってもよい。 In formula (VI), Ar 1 , Ar 2 and Ar 3 each represent an aromatic residue, and may be the same or different.

Ar1〜Ar3で表される芳香族残基としては、芳香族炭化水素基(アリール基) 、芳香族複素環基が挙げられる。芳香族炭化水素基としては、単環もしくは多環 の芳香族炭化水素基であってよく、縮合環や環集合も含まれる。芳香族炭化水素 基は、総炭素数が6〜30のものが好ましく、置換基を有するものであってもよ い。置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、アリール基、アルコキ シ基、アリーロキシ基、アミノ基等が挙げられる。芳香族炭化水素基としては、 例えばフェニル基、アルキルフェニル基、アルコキシフェニル基、アリールフェ ニル基、アリーロキシフェニル基、アミノフェニル基、ビフェニル基、ナフチル 基、アントリル基、ピレニル基、ペリレニル基などが挙げられる。 Examples of the aromatic residues represented by Ar1 to Ar3 include aromatic hydrocarbon groups (aryl groups) and aromatic heterocyclic groups. The aromatic hydrocarbon groups may be monocyclic or polycyclic aromatic hydrocarbon groups, including fused rings and ring assemblies. The aromatic hydrocarbon groups preferably have a total of 6 to 30 carbon atoms and may have a substituent. When substituted, examples of the substituent include alkyl groups, aryl groups, alkoxy groups, aryloxy groups, and amino groups. Examples of the aromatic hydrocarbon groups include phenyl groups, alkylphenyl groups, alkoxyphenyl groups, arylphenyl groups, aryloxyphenyl groups, aminophenyl groups, biphenyl groups, naphthyl groups, anthryl groups, pyrenyl groups, and perylenyl groups.

また、芳香族複素環基としては、ヘテロ原子としてO、N、Sを含むものが好 ましく、5員環であっても6員環であってもよい。具体的には、チエニル基、フ リル基、ピローリル基、ピリジル基などが挙げられる。The aromatic heterocyclic group preferably contains O, N, or S as a heteroatom and may be a 5-membered or 6-membered ring. Specific examples include a thienyl group, a furyl group, a pyrrolyl group, and a pyridyl group.

Ar1〜Ar3で表される芳香族基としては、特にフェニル基が好ましい。 As the aromatic group represented by Ar 1 to Ar 3 , a phenyl group is particularly preferred.

nは2〜6の整数であり、特に2〜4の整数であることが好ましい。n is an integer of 2 to 6, and particularly preferably an integer of 2 to 4.

2はn価の芳香族残基を表すが、特に芳香族炭化水素、芳香族複素環、芳香 族エーテルまたは芳香族アミンから誘導される2〜6価、特に2〜4価の残基で あることが好ましい。これらの芳香族残基は、さらに置換基を有するものであっ てもよいが、無置換のものが好ましい。 L2 represents an n-valent aromatic residue, preferably a divalent to hexavalent, more preferably a divalent to tetravalent, residue derived from an aromatic hydrocarbon, aromatic heterocycle, aromatic ether, or aromatic amine. These aromatic residues may further have a substituent, but are preferably unsubstituted.

式(V)、(VI)の化合物は基の組合せ等によって電子輸送性あるいは正孔輸 送性のホスト材料となりうる。The compounds of formulas (V) and (VI) can be electron-transporting or hole-transporting host materials depending on the combination of groups.

式(I)のクマリン誘導体を用いる発光層としては、上記のホスト材料と組み合 わせるものとする他、少なくとも一種以上の正孔注入輸送性化合物と少なくとも 1種以上の電子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、この混合層 中に式(I)の化合物をドーパントとして含有させることが好ましい。このような 混合層における式(I)のクマリン誘導体の含有量は、0.01〜20wt%、さらに は0.1〜15wt%とすることが好ましい。The coumarin derivative of Formula (I) is preferably used in a light-emitting layer in combination with the host material described above. Alternatively, it may be used as a mixed layer containing at least one hole-injecting/transporting compound and at least one electron-injecting/transporting compound. The compound of Formula (I) is preferably incorporated into this mixed layer as a dopant. The content of the coumarin derivative of Formula (I) in this mixed layer is preferably 0.01 to 20 wt %, more preferably 0.1 to 15 wt %.

混合層では、両キャリアのホッピング伝導パスができるため、各キャリアは極 性的に優勢な物質中を移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるので 、混合する各化合物をキャリアに対して安定な化合物とすることで、有機化合物 がダメージを受けにくくなり、素子寿命がのびるという利点があるが、式(I)の クマリン誘導体をこのような混合層に含有させることにより、キャリアに対して 安定なまま混合層自体のもつ発光波長を変化させることができ、発光波長を主に 長波長に移行させることができるとともに、発光強度を高め、かつ素子の安定性 が向上する。In the mixed layer, hopping conduction paths for both carriers are created, allowing each carrier to move through the material with the dominant polarity, making it difficult for carrier injection of the opposite polarity to occur. Therefore, by ensuring that each compound mixed is stable with respect to carriers, the organic compound is less susceptible to damage, which has the advantage of extending the device's lifespan. Furthermore, by incorporating a coumarin derivative of formula (I) into such a mixed layer, the emission wavelength of the mixed layer itself can be altered while remaining stable with respect to carriers. This shifts the emission wavelength primarily to longer wavelengths, increasing the emission intensity and improving the device's stability.

混合層に用いられる正孔注入輸送性化合物および電子注入輸送性化合物は、各 々、後記の正孔注入輸送層等用の化合物および電子注入輸送層等用の化合物の中 から選択すればよい。なかでも、正孔注入輸送性化合物としては芳香族三級アミ ンを用いることが好ましく、具体的には式(II)のテトラアリールジアミン誘導 体、N,N’−ビス(−3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−4,4 ’−ジアミノビフェニル、N,N’−ビス(−3−ビフェニル)−N,N’−ジ フェニル−4,4’−ジアミノビフェニル、N,N’−ビス(−4−t−ブチ ルフェニル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジア ミン、N,N,N’,N’−テトラキス(−3−ビフェニル)−1,1’−ビフ ェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス−(−4 ’−(N−3(メチルフェニル)−N−フェニル)アミノビフェニル−4−イル )ベンジジンなど、特開昭63−295695号、特開平5−234681号、 EP0650955A1(対応特願平7−43564号)等に記載の化合物が挙 げられ、なかでも式(II)のテトラアリールジアミン誘導体が好ましい。また、 電子注入輸送性化合物としては、キノリン誘導体、さらには8−キノリノールな いしその誘導体を配位子とする金属錯体、特にトリス(8−キノリノラト)アル ミニウムを用いることが好ましい。The hole injection transport compound and electron injection transport compound used in the mixed layer may be selected from the compounds for hole injection transport layers, etc. and the compounds for electron injection transport layers, etc., described below, respectively. Among these, aromatic tertiary amines are preferably used as the hole injection transport compound. Specific examples include tetraaryldiamine derivatives of formula (II), N,N'-bis(-3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl, N,N'-bis(-3-biphenyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl, N,N'-bis(-4-t-butylphenyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine, Examples of suitable electron injection/transport compounds include those described in JP-A-63-295695, JP-A-5-234681, and EP 0650955 A1 (corresponding Japanese Patent Application No. 7-43564), such as N,N,N',N'-tetrakis(-3-biphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine and N,N'-diphenyl-N,N'-bis-(-4'-(N-3(methylphenyl)-N-phenyl)aminobiphenyl-4-yl)benzidine. Among these, tetraaryldiamine derivatives of formula (II) are preferred. Furthermore, preferred electron injection/transport compounds include quinoline derivatives, and metal complexes containing 8-quinolinol or its derivatives as ligands, particularly tris(8-quinolinolato)aluminum.

この場合の混合比は、キャリア密度、キャリア移動度により混合比を決めるこ とが好ましい。正孔注入輸送性化合物/電子注入輸送性化合物の重量比が、1/ 99〜99/1、さらには20/80〜80/20、特には30/70〜70/ 30程度となるようにすることが好ましい。ただし、素子における材料の組合せ によってはこの制限は受けない。In this case, the mixing ratio is preferably determined based on the carrier density and carrier mobility. The weight ratio of the hole injection transport compound to the electron injection transport compound is preferably about 1/99 to 99/1, more preferably about 20/80 to 80/20, and particularly preferably about 30/70 to 70/30. However, this limitation may not be imposed depending on the combination of materials in the device.

ここで、正孔注入輸送性化合物とは、1μm程度のこの化合物の単層膜を陰極 と陽極の間に設けた単層膜素子を用い、正孔(ホール)と電子の電流密度を測定 したとき、正孔の電流密度が電子の電流密度に比べ2倍を超えるもの、好ましく は6倍以上、より好ましくは10倍以上になるものである。一方電子注入輸送性 化合物とは、同様に構成した単層膜素子を用いて正孔(ホール)と電子の電流密 度を測定したとき、電子の電流密度が正孔の電流密度に比べ2倍を超えるもの、 好ましくは6倍以上、より好ましくは10倍以上になるものである。なお、上記 で用いる陰極および陽極は、実際に用いるものと同一のものである。Here, a hole injection/transport compound is one in which, when the hole and electron current densities are measured using a single-layer film element in which a single-layer film of this compound approximately 1 μm thick is disposed between a cathode and an anode, the hole current density is more than twice, preferably six times or more, and more preferably ten times or more, of the electron current density. On the other hand, an electron injection/transport compound is one in which, when the hole and electron current densities are measured using a similarly configured single-layer film element, the electron current density is more than twice, preferably six times or more, and more preferably ten times or more, of the hole current density. The cathode and anode used above are the same as those actually used.

また、混合層の厚さは、分子層一層に相当する厚みから、有機化合物層の膜厚 未満とすることが好ましく、具体的には1〜85nmとすることが好ましく、さら には5〜60nm、特には5〜50nmとすることが好ましい。The thickness of the mixed layer is preferably from a thickness corresponding to one molecular layer to less than the thickness of the organic compound layer, and more preferably from 1 to 85 nm, more preferably from 5 to 60 nm, and even more preferably from 5 to 50 nm.

なお、上記のような混合層においては、式(I)のクマリン誘導体のほか、式 (III)のキナクリドン化合物または式(IV)のスチリル系アミン化合物をドー パ ントとして用いることができる。この場合のドープ量は式(I)のクマリン誘導 体と同様である。In the mixed layer described above, in addition to the coumarin derivative of formula (I), a quinacridone compound of formula (III) or a styrylamine compound of formula (IV) can be used as a dopant. In this case, the doping amount is the same as that of the coumarin derivative of formula (I).

式(III)について説明すると、式(III)中、R21およびR22は水素原子、ア ルキル基またはアリール基を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい 。R21、R22で表されるアルキル基としては、炭素数1〜5のものが好ましく、 置換基を有していてもよい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブ チル基等が挙げられる。 Regarding formula (III), in formula (III), R21 and R22 represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, which may be the same or different. The alkyl group represented by R21 and R22 preferably has 1 to 5 carbon atoms and may have a substituent. Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.

21、R22で表されるアリール基としては、置換基を有していてもよく、総炭 素数1〜30のものが好ましく、具体的にはフェニル基、トリル基、ジフェニル アミノフェニル基等が挙げられる。 The aryl group represented by R21 and R22 may have a substituent and preferably has a total of 1 to 30 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyl group, a tolyl group, and a diphenylaminophenyl group.

23、R24は各々アルキル基またはアリール基を表し、これらの具体例として は、R21、R22のところのものと同様のものを挙げることができる。tおよびu は各々0または1〜4の整数であり、0であることが好ましい。t,uが2以上 であるとき、隣接するR23同士、R24同士は互いに結合して環を形成してもよく 、このような環としてはベンゼン環、ナフタレン環等の炭素環が挙げられる。 R23 and R24 each represent an alkyl group or an aryl group, and specific examples thereof include the same as those for R21 and R22 . t and u each represent 0 or an integer of 1 to 4, preferably 0. When t and u are 2 or greater, adjacent R23s and adjacent R24s may be bonded to each other to form a ring, and examples of such a ring include carbon rings such as a benzene ring and a naphthalene ring.

式(III)のキナクリドン化合物の具体例を以下に示す。具体例は下記式(III a)のR21等の組合せで示している。また、両端の縮合ベンゼン環には1−位〜 5−位の位置を示し、これらにさらに縮合ベンゼン環がつく場合の位置がわかる ようにされている。 Specific examples of quinacridone compounds of formula (III) are shown below. Specific examples are shown by combinations of R21, etc. in formula (IIIa) below. The fused benzene rings at both ends are also shown with the 1- to 5-positions, so that the positions of any further fused benzene rings attached thereto can be seen.

これらの化合物は公知の方法、例えば米国特許第2821529号、同第28 21530号、同第2844484号、同第2844485号等によって合成で き、市販品を用いることもできる。 These compounds can be synthesized by known methods, for example, those described in US Pat. Nos. 2,821,529, 2,821,530, 2,844,484 and 2,844,485, and commercially available products can also be used.

式(IV)について説明すると、式(IV)中、R31は水素原子またはアリール基 を表す。R31で表されるアリール基としては置換基を有するものであってもよく 、総炭素数6〜30のものが好ましく、例えばフェニル基等が挙げれられる。 Regarding formula (IV), in formula (IV), R31 represents a hydrogen atom or an aryl group. The aryl group represented by R31 may have a substituent, and preferably has a total of 6 to 30 carbon atoms, such as a phenyl group.

32およびR33は各々水素原子、アリール基またはアルケニル基を表し、これ らは同一でも異なるものであってもよい。 R 32 and R 33 each represent a hydrogen atom, an aryl group or an alkenyl group, and may be the same or different.

32、R33で表されるアリール基としては置換基を有するものであってもよく 、総炭素数6〜70のものが好ましい。具体的にはフェニル基、ナフチル基、ア ントリル基等が挙げられ、置換基としてはアリールアミノ基、アリールアミノア リール基等が好ましい。また置換基にはスチリル基が含まれることも好ましく、 このような場合式(IV)で示される化合物から誘導される一価の基同士が、それ 自体でまたは連結基を介して結合したような構造であることも好ましい。 The aryl group represented by R32 and R33 may have a substituent, and preferably has a total of 6 to 70 carbon atoms. Specific examples include a phenyl group, a naphthyl group, and an anthryl group, and preferred substituents include an arylamino group and an arylaminoaryl group. It is also preferred that the substituent includes a styryl group. In such a case, it is also preferred that the monovalent groups derived from the compound represented by formula (IV) are bonded to each other either by themselves or via a linking group.

32、R34で表されるアルケニル基としては置換基を有するものであってもよ く、総炭素数2〜50のものが好ましく、ビニル基等が挙げられ、ビニル基とと もにスチリル基を形成していることが好ましく、このような場合、式(IV)で示 される化合物から誘導される一価の基同士が、それ自体でまたは連結基を介して 結合したような構造であることも好ましい。 The alkenyl group represented by R32 and R34 may have a substituent, and preferably has a total of 2 to 50 carbon atoms, such as a vinyl group. Preferably, it forms a styryl group together with the vinyl group. In such a case, it is also preferable that monovalent groups derived from the compound represented by formula (IV) are bonded to each other either by themselves or via a linking group.

34はアリールアミノ基またはアリールアミノアリール基を表し、これらには スチリル基を含んでいてもよく、このような場合、上記の同じく、式(IV)で示 される化合物から誘導される一価の基同士がそれ自体でまたは連結基を介して結 合したような構造であることも好ましい。 R 34 represents an arylamino group or an arylaminoaryl group, which may contain a styryl group. In such a case, it is also preferable that, as described above, monovalent groups derived from the compound represented by formula (IV) are bonded to each other by themselves or via a linking group.

式(IV)のスチリル系アミン化合物の具体例を以下に示す。Specific examples of the styryl amine compound of formula (IV) are shown below.

これらの化合物は公知の方法、例えばトリフェニルアミン誘導体をWitti g反応させる、あるいはNi(O)錯体を用いてハロゲン化トリフェニルアミン 誘導体を(ホモ・ヘテロ)カップリングさせることによって合成でき、市販品を 用いることもできる。 These compounds can be synthesized by known methods, for example, by subjecting triphenylamine derivatives to a Wittig reaction or by (homo- or hetero-)coupling of halogenated triphenylamine derivatives using a Ni(O) complex, and commercially available products can also be used.

なお、混合層におけるドーパントは、1種のみを用いても、2種以上を併用し てもよい。The mixed layer may contain one dopant or two or more dopants in combination.

混合層の形成方法としては、異なる蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが 、蒸気圧(蒸発温度)が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同じ蒸着ボー ド内で混合させておき、蒸着することもできる。混合層は化合物同士が均一に混 合している方が好ましいが、場合によっては、化合物が島状に存在するものであ ってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質を蒸着するか、あるいは溶液 として直接スピンコート等するか、あるいは樹脂バインダー中に分散させてコー ティングすることにより、発光層を所定の厚さに形成する。The mixed layer is preferably formed by co-evaporation, in which compounds are evaporated from different evaporation sources. However, if the vapor pressures (evaporation temperatures) are similar or very close, they can be mixed in advance on the same evaporation board and then evaporated. A homogeneous mixture of compounds is preferred for the mixed layer, but in some cases, the compounds may exist in an island-like configuration. The emissive layer is generally formed to a desired thickness by evaporating an organic fluorescent material, spin-coating it directly as a solution, or dispersing it in a resin binder and coating it.

本発明では、少なくとも1層の正孔注入性および/または輸送性の層、すなわ ち正孔注入輸送層、正孔注入層、正孔輸送層のうちの少なくとも1層を設け、特 に発光層が混合層タイプでない場合、少なくとも1層に式(II)のテトラアリール ジアミン誘導体を含有させる。このような層中の式(II)のテトラアリールジアミ ン誘導体の含有量は10wt%以上であることが好ましい。また同層中あるいは別 層中で式(II)のテトラアリールジアミン誘導体と併用できる正孔注入性および/ または輸送性の層用の化合物としては、特開昭63−295695号公報、特開 平2−191694号公報、特開平3−792号公報等に記載されている各種有 機化合物、例えば芳香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、 トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール 誘導体、ポリチオフェン等が挙げられる。これらの化合物は2種以上を混合して 用いてもよく、また積層して用いることができる。なお、混合層タイプの発光層 と組み合わせる場合、必ずしも式(II)のテトラアリールジアミン誘導体に限定 されず広く用いることができるが、素子の設計によっては発光層に隣接する正孔 注入輸送層や正孔輸送層に、混合層に用いた正孔注入輸送性化合物を用いること が 好ましいこともある。In the present invention, at least one hole injection and/or transport layer, i.e., at least one layer selected from the group consisting of a hole injection and transport layer, a hole injection layer, and a hole transport layer, is provided. In particular, when the light-emitting layer is not a mixed layer type, at least one layer contains a tetraaryldiamine derivative of formula (II). The content of the tetraaryldiamine derivative of formula (II) in such a layer is preferably 10 wt % or more. Compounds for the hole injection and/or transport layer that can be used in combination with the tetraaryldiamine derivative of formula (II) in the same layer or in a separate layer include various organic compounds described in JP-A Nos. 63-295695, 2-191694, and 3-792, such as aromatic tertiary amines, hydrazone derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, imidazole derivatives, oxadiazole derivatives having an amino group, and polythiophenes. These compounds may be used in combination of two or more types, or may be laminated. When combined with a mixed-layer-type emissive layer, a wide range of compounds can be used, not necessarily limited to the tetraaryldiamine derivative of formula (II). However, depending on the device design, it may be preferable to use the hole injection/transport compound used in the mixed layer in the hole injection/transport layer or hole transport layer adjacent to the emissive layer.

正孔注入輸送層を正孔注入層と正孔輸送層とに分けて設層する場合は、正孔注 入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。When the hole injection transport layer is formed by dividing it into a hole injection layer and a hole transport layer, a preferred combination can be selected from compounds for use in the hole injection transport layer.

このとき、陽極(スズドープ酸化インジウム:ITO等)側からイオン化ポテン シャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ましく、陽極に接して正孔注 入層、発光層に接して正孔輸送層を設けることが好ましい。また陽極表面には薄 膜性の良好な化合物を用いることが好ましい。このようなイオン化ポテンシャル と積層順の関係については、正孔注入輸送層を2層以上設けるときも同様である 。このような積層順とすることによって、駆動電圧が低下し、電流リークの発生 やダークスポットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化する場合、蒸 着を用いているので1〜10nm程度の薄い膜も、均一かつピンホールフリーとす ることができるため、正孔注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部に吸 収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の低下 を防ぐことができる。In this case, it is preferable to stack layers of compounds with low ionization potential in order from the anode (e.g., tin-doped indium oxide: ITO) side. It is preferable to provide a hole injection layer in contact with the anode and a hole transport layer in contact with the light-emitting layer. It is also preferable to use a compound with good thin-film properties on the anode surface. This relationship between ionization potential and stacking order applies even when two or more hole injection and transport layers are provided. This stacking order reduces the driving voltage and prevents current leakage and the occurrence and growth of dark spots. Furthermore, when fabricating devices, vapor deposition can be used, allowing even thin films of approximately 1 to 10 nm to be uniform and pinhole-free. Therefore, even if a compound with low ionization potential and visible absorption is used in the hole injection layer, changes in the emitted color and a decrease in efficiency due to reabsorption can be prevented.

式(II)のテトラアリールジアミン誘導体は、一般に発光層側の層に用いること が好ましい。The tetraaryldiamine derivative of formula (II) is generally preferably used in a layer on the light-emitting layer side.

本発明では、電子注入性および/または輸送性の層として電子注入輸送層を設 けてもよい。電子注入輸送層には、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム等 の8−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリ ン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミ ジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオ レン誘導体等を用いることができる。電子注入輸送層は発光層を兼ねたものであ ってもよく、このような場合はトリス(8−キノリノラト)アルミニウム等を使 用することが好ましい。電子注入輸送層の形成は発光層と同様に蒸着等によれば よい。In the present invention, an electron injecting and/or transporting layer may be provided as an electron injecting and/or transporting layer. For the electron injecting and transporting layer, quinoline derivatives, oxadiazole derivatives, perylene derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, and the like, such as organometallic complexes having 8-quinolinol or its derivatives as a ligand, such as tris(8-quinolinolato)aluminum, can be used. The electron injecting and transporting layer may also serve as the light-emitting layer, and in such cases, tris(8-quinolinolato)aluminum or the like is preferably used. The electron injecting and transporting layer may be formed by vapor deposition or the like, similar to the light-emitting layer.

電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層とに分けて設層する場合は、電子注 入輸送層用の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いることができる。When the electron injecting and transporting layer is formed by dividing it into an electron injecting layer and an electron transporting layer, a preferred combination can be selected from compounds for use in the electron injecting and transporting layer.

このとき、陰極側から電子親和力の値の大きい化合物の層の順に積層することが 好ましく、陰極に接して電子注入層、発光層に接して電子輸送層を設けることが 好ましい。電子親和力と積層順との関係については電子注入輸送層を2層以上設 けるときも同様である。In this case, it is preferable to stack the layers of compounds having the largest electron affinity from the cathode side, and it is preferable to provide an electron injection layer in contact with the cathode and an electron transport layer in contact with the light-emitting layer. The relationship between electron affinity and stacking order is also the same when two or more electron injection and transport layers are provided.

本発明では、上記の発光層や正孔注入輸送層や電子注入輸送層などのような有 機化合物層に、一重項酸素クエンチャーとして知られているような化合物を含有 させてもよい。このようなクエンチャーとしては、ルブレンやニッケル錯体、ジ フェニルイソベンゾフラン、三級アミン等が挙げられる。In the present invention, a compound known as a singlet oxygen quencher may be contained in the organic compound layer such as the light-emitting layer, hole injecting and transporting layer, or electron injecting and transporting layer. Examples of such a quencher include rubrene, nickel complexes, diphenylisobenzofuran, and tertiary amines.

特に正孔注入輸送層、正孔注入層あるいは正孔輸送層において、式(II)のテト ラアリールジアミン誘導体等の芳香族三級アミンとルブレンとの併用は好ましく 、この場合のルブレンの使用量は式(II)のテトラアリールジアミン誘導体等の芳 香族三級アミンの0.1〜20wt%であることが好ましい。このようなルブレン については、EP065095A1(対応特願平7−43564号)等の記載を 参照することができる。ルブレンを正孔輸送層等に含有させることで正孔輸送層 等の中の化合物を電子注入から守ることができる。さらには、再結合領域をトリ ス(8−キノリノラト)アルミニウムのような電子注入輸送性化合物を含有する 層中の界面近傍から芳香族三級アミンのような正孔注入輸送性化合物を含有する 層中の界面近傍にずらすことで正孔注入からトリス(8−キノリラト)アルミニ ウム等を守ることができる。なお、ルブレンに限らず、電子親和力が正孔注入輸 送性化合物よりも低く、電子注入と正孔注入に対して安定な化合物であれば同様 に用いることができる。In particular, in the hole injection/transport layer, hole injection layer, or hole transport layer, rubrene is preferably used in combination with an aromatic tertiary amine such as a tetraaryldiamine derivative of Formula (II). In this case, the amount of rubrene used is preferably 0.1 to 20 wt % of the aromatic tertiary amine such as a tetraaryldiamine derivative of Formula (II). For details of such rubrene, see EP 065095 A1 (corresponding Japanese Patent Application No. 7-43564). By incorporating rubrene into a hole transport layer or the like, compounds in the hole transport layer or the like can be protected from electron injection. Furthermore, by shifting the recombination region from near the interface in a layer containing an electron injection/transport compound such as tris(8-quinolinolato)aluminum to near the interface in a layer containing a hole injection/transport compound such as an aromatic tertiary amine, tris(8-quinolinolato)aluminum or the like can be protected from hole injection. It should be noted that the present invention is not limited to rubrene, and any compound having a lower electron affinity than the hole-injecting/transporting compound and being stable with respect to electron injection and hole injection can be similarly used.

本発明において、陰極には、仕事関数の小さい材料、例えば、Li、Na、M g、Al、Ag、Inあるいはこれらの1種以上を含む合金を用いることが好ま しい。また、陰極は結晶粒が細かいことが好ましく、特に、アモルファス状態で あることが好ましい。陰極の厚さは10〜1000nm程度とすることが好ましい 。また、電極形成の最後にAlや、フッ素化合物を蒸着、スパッタすることで封 止効果が向上する。In the present invention, the cathode is preferably made of a material with a low work function, such as Li, Na, Mg, Al, Ag, or In, or an alloy containing one or more of these. Furthermore, the cathode preferably has fine crystal grains, and is particularly preferably in an amorphous state. The cathode thickness is preferably approximately 10 to 1,000 nm. Furthermore, the sealing effect can be improved by vapor-depositing or sputtering Al or a fluorine compound at the end of the electrode formation process.

有機EL素子を面発光させるためには、少なくとも一方の電極が透明ないし半 透明である必要があり、上記したように陰極の材料には制限があるので、好まし くは発光光の透過率が80%以上となるように陽極の材料および厚さを決定する ことが好ましい。具体的には、例えば、ITO(スズドープ酸化インジウム)、 IZO(亜鉛ドープ酸化インジウム)、SnO2、Ni、Au、Pt、Pd、ド ーパントをドープしたポリピロールなどを陽極に用いることが好ましい。また、 陽極の厚さは10〜500nm程度とすることが好ましい。また、素子の信頼性を 向上させるために駆動電圧が低いことが必要であるが、好ましいものとして10 〜30Ω/cm2または10Ω/cm2以下(通常0.1〜10Ω/cm2)のITO( 厚み10〜300nm)が挙げられる。実際には、ITO両界面と陰電極面での光 の多重反射による光干渉効果が、高い光取り出し効率、高い色純度を満足できる ようにITOの膜厚、光学定数を設計してやればよい。またディスプレイのよう な大きいデバイスにおいては、ITOの抵抗が大きくなるのでAl等の配線をし てもよい。 In order for an organic EL element to emit light from a surface, at least one electrode must be transparent or semi-transparent. Since there are limitations on the cathode material as mentioned above, it is preferable to determine the material and thickness of the anode so that the transmittance of the emitted light is 80% or more. Specifically, for example, ITO (tin-doped indium oxide), IZO (zinc-doped indium oxide), SnO 2 , Ni, Au, Pt, Pd, or dopant-doped polypyrrole is preferably used for the anode. The thickness of the anode is preferably approximately 10 to 500 nm. Furthermore, a low driving voltage is required to improve the reliability of the element. A preferred example is ITO (thickness 10 to 300 nm) with a resistance of 10 to 30 Ω/cm 2 or less than 10 Ω/cm 2 (usually 0.1 to 10 Ω/cm 2 ). In practice, the ITO film thickness and optical constants should be designed so that the optical interference effect caused by the multiple reflections of light at both ITO interfaces and the cathode surface can achieve high light extraction efficiency and high color purity. In addition, in large devices such as displays, the resistance of ITO becomes high, so wiring made of Al or the like may be used.

基板材料に特に制限はないが、図示例では基板側から発光光を取り出すため、 ガラスや樹脂等の透明ないし半透明材料を用いる。また、基板には、図示のよう に、カラーフィルター膜や蛍光物質を含む蛍光変換フィルター膜、あるいは誘電 体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。There are no particular limitations on the substrate material, but in the illustrated example, a transparent or translucent material such as glass or resin is used to extract emitted light from the substrate side. Furthermore, as shown in the illustration, the substrate may be fitted with a color filter film, a fluorescent conversion filter film containing a fluorescent material, or a dielectric reflective film to control the emitted color.

なお、基板に不透明な材料を用いる場合には、図1に示される積層順序を逆に してもよい。If an opaque material is used for the substrate, the stacking order shown in FIG. 1 may be reversed.

本発明では、発光層に式(I)の種々のクマリン誘導体を用いることによって例 えば緑(λmax490〜550nm)、青(λmax440〜490nm)、赤(λmax 580〜660nm)の発光を得ることができ、特にλmax480〜640nmの発 光を好ましく得ることができる。In the present invention, by using various coumarin derivatives of formula (I) in the light-emitting layer, emission of, for example, green (λmax 490 to 550 nm), blue (λmax 440 to 490 nm), or red (λmax 580 to 660 nm) can be obtained, and emission of λmax 480 to 640 nm can be particularly preferably obtained.

このときの緑、青、赤のCIE色度座標は、好ましくは現行CRTの色純度と 同等以上またはNTSC標準の色純度と同等であればよい。In this case, the CIE chromaticity coordinates of green, blue, and red should preferably be equal to or greater than the color purity of current CRTs or equal to the color purity of the NTSC standard.

上記の色度座標は一般的な色度測定機で測定することができる。本発明ではト プコン社製の測定機BM−7、SR−1などを用いて測定している。The above chromaticity coordinates can be measured using a general colorimeter. In the present invention, measurements are performed using measuring instruments such as the BM-7 and SR-1 manufactured by Topcon Corporation.

本発明における好ましいλmax、CIE色度座標のx、y値の発光は、カラー フィルター膜や蛍光変換フィルター膜などを設けることによって得てもよい。In the present invention, the preferred λmax and light emission with x and y values of the CIE chromaticity coordinates may be obtained by providing a color filter film, a fluorescence conversion filter film, or the like.

カラーフィルター膜には、液晶ディスプレイ等で用いられているカラーフィル ターを用いてもよいが、有機ELの発光する光に合わせてカラーフィルターの特 性を調整し、取り出し効率・色純度を最適化すればよい。また、EL素子材料や 蛍光変換層が光吸収するような短波長の光をカットできるカラーフィルターを用 いることが好ましく、これにより素子の耐光性・表示のコントラストも向上する 。このときカットする光は緑の場合560nm以上の波長の光および480nm以下 の波長の光であり、青の場合490nm以上の波長の光であり、赤の場合580nm 以下の波長の光である。このようなカラーフィルターを用いることにより、CI E色度座標において好ましいx、y値が得られる。カラーフィルター膜の厚さは 0.5〜20μm程度とすればよい。The color filter film may be a color filter similar to those used in LCD displays, but the characteristics of the color filter can be adjusted to match the light emitted by the OLED device to optimize extraction efficiency and color purity. It is also preferable to use a color filter that can block short-wavelength light that is absorbed by the EL device material and the fluorescence conversion layer, thereby improving the device's light resistance and display contrast. The light to be blocked is green light with wavelengths above 560 nm and below 480 nm, blue light with wavelengths above 490 nm, and red light with wavelengths below 580 nm. Using such color filters allows for the desired x and y values on the CIE chromaticity coordinates to be obtained. The color filter film thickness should be approximately 0.5 to 20 μm.

また、誘電体多層膜のような光学薄膜を用いてカラーフィルターの代わりにし てもよい。Alternatively, an optical thin film such as a dielectric multilayer film may be used in place of the color filter.

蛍光変換フィルター膜は、EL発光を吸収し、蛍光変換膜中の蛍光体から光を 放出させることで発光色の色変換を行うものであるが、バインダー、蛍光材料、 光吸収材料の三つから形成される。The fluorescence conversion filter film absorbs EL light and converts the emitted color by emitting light from the phosphors in the fluorescence conversion film. It is made up of three materials: a binder, a fluorescent material, and a light-absorbing material.

蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高いものを用いればよく、EL発光波 長域に吸収が強いことが望ましい。具体的には蛍光スペクトルの発光極大波長λ maxが緑の場合490〜550nm、青の場合440〜480nm、赤の場合580 〜640nmであり、λmax付近のスペクトルの半値幅がいずれの場合にも10〜 100nmである蛍光物質が好ましい。実際には、レーザー用色素などが適してお り、ローダミン系化合物、ペリレン系化合物、シアニン系化合物、フタロシアニ ン系化合物(サブフタロシアニン等も含む)、ナフタロイミド系化合物、縮合環 炭化水素系化合物、縮合複素環系化合物、スチリル系化合物等を用いればよい。Fluorescent materials generally need only have a high fluorescence quantum yield, and it is desirable for them to have strong absorption in the EL emission wavelength range. Specifically, fluorescent materials with a maximum emission wavelength (λmax) of 490-550 nm for green, 440-480 nm for blue, and 580-640 nm for red, and with a half-width of 10-100 nm around λmax, are preferred. Laser dyes are typically suitable, including rhodamine compounds, perylene compounds, cyanine compounds, phthalocyanine compounds (including subphthalocyanines), naphthalimide compounds, fused-ring hydrocarbon compounds, fused heterocyclic compounds, and styryl compounds.

バインダーは基本的に蛍光を消光しないような材料を選べばよく、フォトリソ グラフィー、印刷等で微細なパターニングができるようなものが好ましい。また 、ITOの成膜時にダメージを受けないような材料が好ましい。The binder should basically be a material that does not quench the fluorescence, and is preferably one that can be finely patterned by photolithography, printing, etc. Also, a material that will not be damaged during ITO film formation is preferable.

光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りない場合に用いるが、必要のない場合 は用いなくてもよい。また、光吸収材料は、蛍光材料の蛍光を消光しないような 材料を選べばよい。The light-absorbing material is used when the light absorption of the fluorescent material is insufficient, but it does not have to be used if it is not necessary. Also, the light-absorbing material should be selected so as not to quench the fluorescence of the fluorescent material.

このような蛍光変換フィルター用いることによって、CIE色度座標において 好ましいx、y値が得られる。また、蛍光変換フィルター膜の厚さは0.5〜2 0μm程度とすればよい。By using such a fluorescent conversion filter, desirable x and y values in the CIE chromaticity coordinates can be obtained. The thickness of the fluorescent conversion filter film should be approximately 0.5 to 20 μm.

本発明では図示例のようにカラーフィルター膜と蛍光変換フィルター膜とを併 用してもよく、好ましくは発光光を取り出す側に特定波長の光をカットするよう なカラーフィルター膜を配置すればよい。In the present invention, a color filter film and a fluorescence conversion filter film may be used in combination as in the illustrated example, and preferably, a color filter film that cuts off light of a specific wavelength is disposed on the side from which emitted light is extracted.

また、カラーフィルター膜や蛍光変換フィルター膜の上には保護膜を設けるこ とが好ましい。保護膜の材質はガラス、樹脂等であってよく、フィルター膜のダ メージが防止でき、後工程での問題が起きないような材料を選択すればよく、そ の厚さは1〜10μm程度である。保護膜を設けることにより、フィルター膜の ダメージを防止でき、表面をフラット化でき、屈折率や膜厚の調整、光取り出し 効率の向上等を図ることができる。It is also preferable to provide a protective film on the color filter film or the fluorescence conversion filter film. The protective film may be made of glass, resin, or other materials, and should be selected so as to prevent damage to the filter film and prevent problems in subsequent processes. The thickness of the protective film is approximately 1 to 10 μm. The provision of the protective film prevents damage to the filter film, flattens the surface, adjusts the refractive index and film thickness, and improves light extraction efficiency.

これらのカラーフィルター膜、蛍光変換フィルター膜、保護膜の材料は、市販 品をそのまま用いることができ、これらの膜は塗布法、電解重合法、気相成長法 (蒸着、スパッタ、CVD)等によって形成することができる。Commercially available materials can be used as they are for the color filter film, fluorescence conversion filter film, and protective film, and these films can be formed by coating methods, electrolytic polymerization methods, vapor deposition methods (evaporation, sputtering, CVD), etc.

次に、本発明の有機EL素子の製造方法を説明する。Next, a method for producing the organic EL element of the present invention will be described.

陰極および陽極は、蒸着法やスパッタ法等の気相成長法により形成することが 好ましい。The cathode and anode are preferably formed by a vapor deposition method such as evaporation or sputtering.

正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層の形成には、均質な薄膜が形成 できることから真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場合、 アモルファス状態または結晶粒径が0.1μm以下(通常、下限値は0.001 μm程度である。)の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.1μmを超えている と、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高くしなければならなくなり、電荷 の注入効率も著しく低下する。Vacuum deposition is preferred for forming the hole injection/transport layer, light-emitting layer, and electron injection/transport layer, as it allows for the formation of homogeneous thin films. Vacuum deposition produces homogeneous thin films in an amorphous state or with a crystal grain size of 0.1 μm or less (typically, the lower limit is around 0.001 μm). Crystal grain sizes exceeding 0.1 μm result in non-uniform light emission, necessitating a higher device drive voltage, and significantly reducing charge injection efficiency.

真空蒸着の条件は特に限定されないが、10-3Pa(10-5Torr)以下の真空度 とし、蒸着速度は0.001〜1nm/sec程度とすることが好ましい。また、真 空中で連続して各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形成すれば、 各層の界面に不純物が吸着することを防げるため、高特性が得られる。また、素 子の駆動電圧を低くすることができる。 The conditions for vacuum deposition are not particularly limited, but a vacuum of 10-3 Pa ( 10-5 Torr) or less and a deposition rate of approximately 0.001 to 1 nm/sec are preferred. It is also preferable to form each layer successively in a vacuum. Forming each layer successively in a vacuum prevents impurities from being adsorbed at the interface between the layers, resulting in high performance. Furthermore, the driving voltage of the device can be reduced.

これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場合において、1層に複数の化合物を 含有させる場合、化合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着すること が好ましいが、予め混合してから蒸着してもよい。またこの他、溶液塗布法(ス ピンコート、ディップ、キャスト等)、ラングミュア・ブロジェット(LB)法 などを用いることもできる。溶液塗布法では、ポリマー等のマトリクス物質中に 各化合物を分散させる構成としてもよい。When using vacuum deposition to form these layers, if multiple compounds are to be contained in a single layer, it is preferable to individually control the temperature of each boat containing the compounds and perform co-deposition. However, the compounds may also be mixed in advance and then vapor-deposited. Other methods, such as solution coating (spin coating, dipping, casting, etc.) and the Langmuir-Blodgett (LB) method, can also be used. In solution coating, the compounds may be dispersed in a matrix material such as a polymer.

以上においては、単一色発光の有機EL素子について述べてきたが、本発明で は2種以上の発光種を発光させることが可能な有機EL素子を構成することがで きる。このような有機EL素子では、バイポーラ型発光層を含む2層以上の発光 層を設け、2層以上の発光層をバイポーラ型発光層同士の組合せ、バイポーラ型 発光層とこれより陽極側の正孔輸送性の発光層との組合せ、バイポーラ型発光層 とこれより陰極側の電子輸送性の発光層との組合せのいずれかとするものである 。While the above has described organic EL elements that emit a single color, the present invention can also construct organic EL elements capable of emitting two or more light-emitting species. Such organic EL elements have two or more light-emitting layers, including a bipolar light-emitting layer, and the two or more light-emitting layers are either a combination of bipolar light-emitting layers, a combination of a bipolar light-emitting layer and a hole-transporting light-emitting layer located closer to the anode, or a combination of a bipolar light-emitting layer and an electron-transporting light-emitting layer located closer to the cathode.

ここで、バイポーラ型発光層は、発光層内での電子注入・輸送とホール注入・ 輸送が同じ程度あり、電子とホールが発光層全体に分布することで再結合ポイン トおよび発光ポイントが発光層内全体に拡がっている発光層である。Here, a bipolar light-emitting layer is a light-emitting layer in which electron injection/transport and hole injection/transport are equal in magnitude within the light-emitting layer, and the electrons and holes are distributed throughout the light-emitting layer, so that recombination points and light-emitting points are spread throughout the light-emitting layer.

さらに説明すると電子輸送性層から注入される電子による電流密度とホール輸 送性層から注入されるホールによる電流密度が同程度のオーダー、すなわち両キ ャリアの電流密度の比が1/10〜10/1、好ましくは1/6〜6/1、より 好ましくは1/2〜2/1である発光層である。More specifically, the current density due to electrons injected from the electron transport layer and the current density due to holes injected from the hole transport layer are on the same order of magnitude, i.e., the ratio of the current densities of the two carriers is 1/10 to 10/1, preferably 1/6 to 6/1, and more preferably 1/2 to 2/1.

この場合の両キャリアの電流密度の比は、具体的には、実際に使用するものと 同じ電極を用い、発光層の単層膜を1μm程度の厚さに成膜し、この電流密度の 測定値から求めればよい。In this case, the ratio of the current densities of the two carriers can be determined by using the same electrodes as those actually used, depositing a single-layer light-emitting layer to a thickness of approximately 1 μm, and measuring the current density.

一方、正孔輸送性の発光層は、ホールの電流密度がバイポーラ型よりも高いも のであり、電子輸送性のものは、電子の電流密度がバイポーラ型より高いもので ある。On the other hand, a hole-transporting light-emitting layer has a higher hole current density than a bipolar-type light-emitting layer, and an electron-transporting light-emitting layer has a higher electron current density than a bipolar-type light-emitting layer.

さらに、バイポーラ型発光層を主体にして説明する。Furthermore, the bipolar type light emitting layer will be mainly described.

一般には電流密度はキャリア濃度とキャリア移動度の積で決まる。Generally, the current density is determined by the product of the carrier concentration and the carrier mobility.

すなわち、発光層でのキャリア密度は、各界面での障壁で決まる。例えば、電 子については電子注入される発光層界面での電子の障壁の大きさ(電子親和力の 差)で決まり、ホールについてはホール注入される発光層界面でのホールの障壁 の大きさ(イオン化ポテンシャルの差)で決まる。また、キャリア移動度は発光 層に用いる材料の種類で決まる。In other words, the carrier density in the light-emitting layer is determined by the barriers at each interface. For example, the electron density is determined by the size of the electron barrier (difference in electron affinity) at the light-emitting layer interface where the electrons are injected, and the hole density is determined by the size of the hole barrier (difference in ionization potential) at the light-emitting layer interface where the holes are injected. In addition, the carrier mobility is determined by the type of material used in the light-emitting layer.

これらの値により、発光層内の電子とホールの分布が決まり、発光領域も決ま る。These values determine the distribution of electrons and holes in the light-emitting layer and hence the light-emitting region.

実際には、電極・電子輸送性層・ホール輸送性層でのキャリア濃度・キャリア 移動度が十分大きければ上記のように界面の障壁だけで問題は片ずくが、電子輸 送性層・ホール輸送性層に有機化合物を用いた場合、発光層に対してキャリア輸 送性層の輸送能力が不十分になるため、発光層のキャリア濃度はキャリア注入電 極のエネルギーレベルとキャリア輸送性層のキャリア輸送性(キャリア移動度・ エネルギーレベル)にも依存する。このため、発光層への各キャリア電流密度は 、用いる各層の有機化合物の特性に大きく依存する。In reality, if the carrier concentration and carrier mobility in the electrode, electron transport layer, and hole transport layer are sufficiently high, the problem can be solved simply by the interfacial barrier, as described above. However, when organic compounds are used in the electron transport layer and hole transport layer, the transport capacity of the carrier transport layer becomes insufficient relative to the light-emitting layer. Therefore, the carrier concentration in the light-emitting layer also depends on the energy level of the carrier injection electrode and the carrier transport properties (carrier mobility and energy level) of the carrier transport layer. Therefore, the current density of each carrier in the light-emitting layer depends heavily on the properties of the organic compounds used in each layer.

ここで比較的単純な場合を用いてさらに説明する。Here we will explain further using a relatively simple case.

例えば、陽極/ホール輸送性層/発光層/電子輸送性層/陰極の構成において 、発光層界面での各キャリア輸送性層でのキャリア密度が一定の場合を考える。For example, consider a configuration of anode/hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer/cathode, where the carrier density in each carrier transport layer at the interface with the light-emitting layer is constant.

この場合ホール輸送性層から発光層へのホールに対する障壁と電子輸送性層か ら発光層への電子に対する障壁が等しい時もしくは、非常に近い値(<0.2V) であれば発光層への各キャリア注入量は同程度となり、発光層各界面近傍での電 子濃度とホール濃度は等しいか非常に近い濃度となる。ここで発光層の各キャリ アの移動度が等しければ、発光層内で再結合が(キャリアの突き抜けがない場合) 効率的に起こり高輝度・高効率な素子が得られる。しかしながら、電子とホール の衝突確率が高く局所的な領域で再結合が起こる場合や、発光層内に大きなキャ リアの障壁(>0.2eV)等がある場合は、発光領域が拡がらず、複数の異な る発光波長の発光分子を同時に発光させることができなくなるので、バイポーラ 発光層には向かない。適当な電子とホールの衝突確率を持たせて再結合領 域を狭めるような大きなキャリアの障壁のない発光層を作ることがバイポーラ型 発光層には必要である。In this case, if the barrier for holes from the hole-transporting layer to the emissive layer and the barrier for electrons from the electron-transporting layer to the emissive layer are equal or very close (<0.2 V), the amount of carriers injected into the emissive layer will be similar, and the electron and hole concentrations near each interface will be equal or very close. If the mobilities of each carrier in the emissive layer are equal, recombination will occur efficiently within the emissive layer (assuming no carrier penetration), resulting in a high-brightness, high-efficiency device. However, if the collision probability between electrons and holes is high and recombination occurs in a localized region, or if there is a large carrier barrier (>0.2 eV) within the emissive layer, the emission region will not expand and simultaneous emission of multiple emissive molecules with different emission wavelengths will be impossible, making this unsuitable for a bipolar emissive layer. For a bipolar emissive layer, it is necessary to create an emissive layer without a large carrier barrier, which would narrow the recombination region while maintaining an appropriate electron-hole collision probability.

また、発光層からの各キャリアの突き抜けを防止するため、ホール輸送性層の 電子ブロック機能や電子輸送性層のホールブロック機能も効率の向上に有効であ る。さらにこのような機能は、複数層の発光層を持つ構成においては、それぞれ のブロック層が再結合ポイントおよび発光ポイントとなり、複数の発光層を発光 させるバイポーラ型発光層を設計する上で重要である。In addition, the electron-blocking function of the hole-transporting layer and the hole-blocking function of the electron-transporting layer are also effective in improving efficiency by preventing carrier penetration from the light-emitting layer. Furthermore, in a configuration with multiple light-emitting layers, these functions are important for designing a bipolar light-emitting layer in which each blocking layer serves as a recombination point and a light-emitting point, driving multiple light-emitting layers to emit light.

次に発光層内での各キャリア移動度が異なる場合、発光層界面での各キャリア 輸送性層でのキャリア密度を調整することで、上記のような単純な場合と同様な バイポーラ型発光層と同様な状態を形成できる。当然発光層でのキャリア移動度 の低い方のキャリア注入性層界面のキャリア濃度を高めてやらねばならない。Next, if the carrier mobilities within the light-emitting layer are different, adjusting the carrier density in each carrier-transporting layer at the light-emitting layer interface can create a bipolar light-emitting layer similar to the simple case described above. Naturally, the carrier concentration at the interface of the carrier-injecting layer with the lower carrier mobility in the light-emitting layer must be increased.

さらに、発光層界面での各キャリア輸送性層でのキャリア密度が異なる場合、 発光層内での各キャリア移動度を調整することで上記のような単純な場合と同様 なバイポーラ型発光層と同様な状態を形成できる。Furthermore, if the carrier density in each carrier transport layer at the interface with the light-emitting layer is different, by adjusting the carrier mobility within the light-emitting layer, a state similar to that of a bipolar light-emitting layer can be formed, similar to the simple case described above.

ただし、調整には限界があり、理想的には発光層の各キャリア移動度と各キャ リア濃度が等しいか、ほぼ同程度であることが望ましい。However, there is a limit to how much adjustment can be made, and ideally, it is desirable that the carrier mobilities and carrier concentrations in the light-emitting layer are equal or nearly equal.

上記のようなバイポーラ型発光層を設けることで、複数の発光層を持つ発光素 子が得られるが、各発光層の発光安定性を得るには、発光層を、物理的・化学的 ・電気化学的・光化学的に安定化しなければならない。By providing a bipolar light-emitting layer as described above, a light-emitting device with multiple light-emitting layers can be obtained. However, to ensure the luminescence stability of each light-emitting layer, the light-emitting layer must be physically, chemically, electrochemically, and photochemically stabilized.

特に発光層は、電子の注入・輸送、ホールの注入・輸送、再結合、発光などの 機能が要求されるが、特に電子・ホールの注入輸送する状態は、アニオンラジカ ル・カチオンラジカルもしくは、それに近い状態に相当し、有機固体薄膜材料に 対してこのような電気化学的状態での安定性が要求される。In particular, the light-emitting layer is required to perform functions such as electron injection/transport, hole injection/transport, recombination, and light emission. The electron/hole injection/transport state corresponds to an anion radical/cation radical or a similar state, and organic solid thin film materials must be stable in this electrochemical state.

また、有機ELの原理は電気的分子励起状態からの光放出による失活であり、 電気的に蛍光発光させることである。すなわち、固体薄膜中で蛍光を失活させる ような劣化物が微量でも生成すると発光寿命は致命的に短くなり、実用に耐えな い。Furthermore, the principle of organic electroluminescence (EL) is that it is electrically excited and deactivated by light emission, which causes fluorescence. Therefore, even a trace amount of degradation products that deactivate the fluorescence in the solid thin film can fatally shorten the luminescence lifetime, making it unsuitable for practical use.

素子の発光安定性を得るには上記のような安定性を持つ化合物・素子構成、特 に電気化学的に安定な化合物・素子構成を持つことが必要である。To achieve stable emission from a device, it is necessary to have a compound and device structure that are stable as described above, particularly an electrochemically stable compound and device structure.

上記の条件を全て満足するような化合物等を用いて発光層を形成してやればよ いが、一つの化合物で、バイポーラ型発光層を形成するのは難しい。より簡便な 方法として、各キャリアに安定なホール輸送性化合物と電子輸送性化合物との混 合層とすることで安定なバイポーラ型発光層を得ることができる。また、蛍光性 を強めることで高輝度とするために混合層に高蛍光性ドーパントをドーピングし てもよい。While it would be possible to form an emissive layer using a compound that satisfies all of the above requirements, it is difficult to form a bipolar emissive layer using a single compound. A simpler method is to create a stable bipolar emissive layer by blending a hole-transporting compound and an electron-transporting compound, both of which are stable for each carrier. Furthermore, the blended layer can be doped with a highly fluorescent dopant to enhance the fluorescence and thereby increase brightness.

したがって、本発明におけるバイポーラ型発光層としては、混合層タイプのも のが好ましく、2層以上の発光層はすべて混合層であることが好ましい。また、 2層以上の発光層のうち少なくとも1層にはドーパントがドープされていること が好ましく、さらに好ましくはすべての発光層にドーパントがドープされている ことである。Therefore, the bipolar light-emitting layer in the present invention is preferably a mixed layer type, and preferably, all two or more light-emitting layers are mixed layers. Furthermore, it is preferable that at least one of the two or more light-emitting layers is doped with a dopant, and more preferably, all light-emitting layers are doped with a dopant.

本発明の好ましい素子構成について説明すると、ドーパントをドープした混合 層タイプの発光層のほかに、さらにドーパントをドープした発光層を設け、ドー ピングした発光層を2層以上とするものである。ドーピングした発光層の組合せ としては、混合層同士、混合層とこれより陽極側に設けられた正孔輸送性の発光 層および/または陰極側に設けられた電子輸送性の発光層であり、長寿命化を図 る上では、特に混合層同士の組合せが好ましい。A preferred device configuration of the present invention is one in which a dopant-doped mixed-layer type emissive layer is provided with an additional dopant-doped emissive layer, resulting in two or more doped emissive layers. Combinations of doped emissive layers include two mixed layers, a mixed layer and a hole-transporting emissive layer provided on the anode side of the mixed layer, and/or an electron-transporting emissive layer provided on the cathode side of the mixed layer. Combinations of mixed layers are particularly preferred for achieving a long life.

この場合の混合層は、前記と同様に、正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性 化合物とを含有する層であり、これらの混合物をホスト材料として用いたもので ある。また正孔輸送性の発光層は正孔注入輸送性化合物を、電子輸送性の発光層 は電子注入輸送性化合物を各々ホスト材料として用いたものである。In this case, the mixed layer is a layer containing a hole injection transport compound and an electron injection transport compound, as described above, and the mixture is used as a host material. The hole-transporting light-emitting layer uses a hole injection transport compound, and the electron-transporting light-emitting layer uses an electron injection transport compound as a host material.

次に、このような特に好ましい有機EL素子における発光過程について説明す る。Next, the light-emitting process in such a particularly preferred organic EL element will be described.

i)まず、混合層同士の組合せ、例えば混合層が2層の場合を説明する。正孔注 入性および/または輸送性の層(「正孔層」と略す)側の混合層を混合第1層、 電子注入性および/または輸送性の層(「電子層」と略す)側の混合層を混合第 2層とすると、正孔層から注入された正孔(ホール)は混合第1層を通過し混合 第2層へ、電子層から注入された電子は混合第2層を通過し混合第1層へと進む ことが可能である。再結合確率は電子濃度、ホール濃度および電子ホール衝突確 率によって決まるが、再結合領域は混合第1、第2層、界面等の障壁がないので 広く分散する。したがって、混合第1、第2層でそれぞれ励起子が生成され、そ れぞれのホストから、最も近い発光種にエネルギー移動する。混合第1層で生成 された励起子はこの層中の発光種(ドーパント)へ、混合第2層ではこの層中の 発光種(ドーパント)へエネルギー移動することにより、2種の発光種が発光可 能になっている。i) First, we will explain the combination of mixed layers, for example, the case where there are two mixed layers. The mixed layer next to the hole injection and/or transport layer (abbreviated as "hole layer") is called the first mixed layer, and the mixed layer next to the electron injection and/or transport layer (abbreviated as "electron layer") is called the second mixed layer. Holes injected from the hole layer can pass through the first mixed layer to the second mixed layer, and electrons injected from the electron layer can pass through the second mixed layer to the first mixed layer. The recombination probability is determined by the electron concentration, hole concentration, and electron-hole collision probability. However, the recombination region is widely dispersed because there are no barriers such as the first and second mixed layers or interfaces. Therefore, excitons are generated in the first and second mixed layers, and energy transfer occurs from their respective hosts to the nearest emitting species. Excitons generated in the first mixed layer transfer energy to the emissive species (dopants) in this layer, and then transfer energy to the emissive species (dopants) in the second mixed layer, enabling the two emissive species to emit light.

このような現象は混合層が3層以上であっても同様である。This phenomenon also occurs when the mixed layer has three or more layers.

ただし、ドーパントがキャリアトラップとして働く場合、トラップの深さを考 慮する必要がある。However, when dopants act as carrier traps, the trap depth must be taken into consideration.

ii)次に、正孔輸送性の発光層と混合発光層の組合せについて、例えば正孔層側 から正孔輸送性の発光層、混合発光層の順に2層設けた場合を説明する。正孔層 から注入されたホールは正孔輸送性の発光層を通過し、電子層から注入された電 子は、混合発光層中を進み、正孔輸送性の発光層と混合発光層の界面近傍、およ び混合発光層中に拡がって再結合する。正孔輸送性の発光層の界面近傍、および 混合発光層中で、それぞれ励起子が生成され、それぞれのホストから、励起子の マイグレーションできる範囲にあるエネルギーギャップの一番小さい発光種にエ ネルギー移動する。この際正孔輸送性の層の界面近傍で生成された励起子はこの 層中の発光種(ドーパント)へ、混合層ではこの層中の発光種(ドーパント)へ エネルギー移動することにより、2種の発光種が発光可能になっている。また、 正孔輸送性の層のドーパントLUMO準位において電子が運ばれ、正孔輸送性発 光層中で再結合し発光することで2種の発光が可能になる。ii) Next, we will explain the combination of a hole-transporting emissive layer and a mixed emissive layer, for example, by providing two layers, in this order from the hole layer side: a hole-transporting emissive layer and a mixed emissive layer. Holes injected from the hole layer pass through the hole-transporting emissive layer, while electrons injected from the electron layer travel through the mixed emissive layer, spreading and recombining near the interface between the hole-transporting emissive layer and the mixed emissive layer, and throughout the mixed emissive layer. Excitons are generated near the interface of the hole-transporting emissive layer and in the mixed emissive layer, respectively, and energy transfer occurs from the respective hosts to the emissive species with the smallest energy gap within the exciton migration range. In this process, excitons generated near the interface of the hole-transporting layer transfer energy to the emissive species (dopants) in that layer, and in the mixed layer transfer energy to the emissive species (dopants) in that layer, enabling the two emissive species to emit light. In addition, electrons are transported at the dopant LUMO level of the hole-transporting layer, recombine in the hole-transporting emissive layer, and emit light, enabling two types of light emission.

iii)さらに、電子輸送性の発光層と混合発光層の組合せについて、例えば電子 層側から電子輸送性の発光層、混合発光層の順に2層設けた場合を説明する。電 子層から注入された電子は、電子輸送性の発光層中を通過し混合層へ進み、正孔 層から注入されたホールは混合層へ入る。混合層と電子輸送性の発光層の界面近 傍、および混合発光層中に拡がって再結合する。電子輸送性の発光層の界面近傍 、お よび混合発光層中で、それぞれ励起子が生成され、それぞれのホストから、励起 子のマイグレーションギャップの一番小さい発光種にエネルギー移動する。この 際、電子輸送性の発光層界面で生成された励起子はこの層中の発光種(ドーパン ト)へ、混合発光層ではこの層中の発光種(ドーパント)へエネルギー移動する こと、または電子輸送性の層のドーパントHOMO準位においてホールが運ばれ 、電子輸送性発光層中で再結合することにより、2種の発光種が発光可能になっ ている。iii) Furthermore, regarding the combination of an electron-transporting emitting layer and a mixed emitting layer, for example, two layers are provided in this order from the electron layer side: an electron-transporting emitting layer and a mixed emitting layer. Electrons injected from the electron layer pass through the electron-transporting emitting layer and proceed to the mixed layer, while holes injected from the hole layer enter the mixed layer. They spread and recombine near the interface between the mixed layer and the electron-transporting emitting layer, and throughout the mixed emitting layer. Excitons are generated near the interface of the electron-transporting emitting layer and within the mixed emitting layer, respectively, and energy transfer occurs from the respective hosts to the emitting species with the smallest exciton migration gap. In this process, excitons generated at the interface of the electron-transporting emitting layer transfer energy to the emitting species (dopant) in this layer, and in the mixed emitting layer, energy transfer occurs to the emitting species (dopant) in this layer. Alternatively, holes are transported at the HOMO level of the dopant in the electron-transporting layer and recombine in the electron-transporting emitting layer, enabling two emitting species to emit light.

ii)、iii)については、これらの組合せ、あるいはこれらにおいて発光層を 3層以上としたときも同様の現象が起きる。Regarding ii) and iii), the same phenomenon occurs when these combinations are used or when the number of light-emitting layers is three or more.

混合層におけるホスト材料としての正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性化 合物との混合比は目的とするホストのキャリア輸送性によって変化させればよく 、通常体積比で5/95〜95/5の範囲のなかから選択される。正孔注入輸送 性化合物比率の高い場合にはホール輸送量が多く再結合領域は陽極側にシフトし 、電子注入輸送性化合物比率の高い場合には電子輸送量が多く再結合域は陰極側 にシフトする。それに伴って混合層の発光強度のバランスが変化する。このよう に、混合層型ホストのキャリア輸送性を変えることにより各発光層での発光強度 を変えることができる。The mixing ratio of the hole injection/transport compound and electron injection/transport compound as host materials in the mixed layer can be varied depending on the desired carrier transport properties of the host, and is typically selected from a volume ratio ranging from 5/95 to 95/5. A high ratio of the hole injection/transport compound results in a large hole transport amount, shifting the recombination region toward the anode. A high ratio of the electron injection/transport compound results in a large electron transport amount, shifting the recombination region toward the cathode. This changes the balance of the emission intensities of the mixed layer. Thus, the emission intensities of each emitting layer can be altered by changing the carrier transport properties of the mixed-layer host.

また、本発明では、ホスト材料の種類を変えることによってもキャリア輸送性 を変えることができる。In addition, in the present invention, the carrier transport properties can be changed by changing the type of host material.

このように本発明で、2層以上の発光層の発光特性をそれぞれの層について調 整可能とすることができる。したがって、発光層のキャリア輸送性と構成を最適 にすることができる。このとき、一層に2種以上の発光種があってもよい。In this way, the present invention makes it possible to adjust the light-emitting characteristics of two or more light-emitting layers for each layer. Therefore, the carrier transport properties and structure of the light-emitting layers can be optimized. In this case, two or more light-emitting species may be present in one layer.

このような多色発光に対応した発光層の1層当たりの厚さは5〜100nm、さ らには10〜80nmであることが好ましく、発光層の合計厚さは60〜400nm であることが好ましい。なお、混合層1層当たりの厚さは5〜100nm、さらに は10〜60nmであることが好ましい。The thickness of each of the light-emitting layers corresponding to such multicolor emission is preferably 5 to 100 nm, more preferably 10 to 80 nm, and the total thickness of the light-emitting layers is preferably 60 to 400 nm. The thickness of each of the mixed layers is preferably 5 to 100 nm, more preferably 10 to 60 nm.

このように複数の発光特性の異なる発光層を設ける場合、発光極大波長が長波 長側の発光層を陽極側に設けることが好ましい。また、長寿命化を図る上ではド ーパントとしてルブレン等のナフタセン骨格を有する化合物を発光層(特に混合 層)にドープすることが好ましい。When multiple light-emitting layers with different emission characteristics are provided, it is preferable to provide the light-emitting layer with the longest maximum emission wavelength closer to the anode. Furthermore, in order to achieve a long lifetime, it is preferable to dope the light-emitting layer (particularly the mixed layer) with a compound having a naphthacene skeleton, such as rubrene, as a dopant.

次に、このような多色発光に対応した有機EL素子に用いるホスト材料および ドーパントについて説明する。ドーパントとしては、すでに述べた式(I)で示 されるクマリン誘導体、式(III)で示されるキナクリドン化合物、式(VI)で 示されるスチリル系アミン化合物、ルブレン等のナフタセン骨格を有する化合物 を用いることができる。このほか、前記の発光材料となりうる化合物も用いるこ とができる。さらには、式(VII)で示される縮合多環化合物を用いることがで きる。式(VII)について説明する。式(VII)には前記のルブレンも包含される 。Next, we will explain the host materials and dopants used in organic EL devices capable of producing such multicolor emission. As dopants, the coumarin derivatives represented by formula (I), quinacridone compounds represented by formula (III), styrylamine compounds represented by formula (VI), and compounds having a naphthacene skeleton, such as rubrene, which have already been described, can be used. In addition, compounds that can serve as light-emitting materials, as described above, can also be used. Furthermore, fused polycyclic compounds represented by formula (VII) can also be used. Formula (VII) will now be described. Formula (VII) also includes the aforementioned rubrene.

(Ar)m−L (VII) 式(VII)において、Arは芳香族残基を表し、mは2〜8の整数であり、各 々のArは同一でも異なるものであってもよい。 (Ar) m -L (VII) In formula (VII), Ar represents an aromatic residue, m is an integer of 2 to 8, and each Ar may be the same or different.

芳香族残基としては、芳香族炭化水素残基、芳香族複素環残基が挙げられる。Examples of the aromatic residue include aromatic hydrocarbon residues and aromatic heterocyclic residues.

芳香族炭化水素残基としては、ベンゼン環を含む炭化水素基のいずれであっても よく、例えば単環もしくは多環の芳香族炭化水素残基が挙げられ、縮合環や環集 合も含まれる。The aromatic hydrocarbon residue may be any hydrocarbon group containing a benzene ring, such as a monocyclic or polycyclic aromatic hydrocarbon residue, including fused rings and ring aggregates.

芳香族炭化水素残基は、総炭素数が6〜30のものが好ましく、置換基を有す るものであってもよい。置換基を有する場合の置換基としては、アルキル基、ア ルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アミノ基、複素環基等が挙げられ る。芳香族炭化水素残基としては、フェニル基、アルキルフェニル基、アルコキ シフェニル基、アリールフェニル基、アリールオキシフェニル基、アルケニルフ ェニル基、アミノフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、ペリレ ニル基などが挙げられる。また、アルキニルアレーン(アリールアルキン)から 誘導されるアリールアルキニル基であってもよい。The aromatic hydrocarbon residue preferably has a total of 6 to 30 carbon atoms and may have a substituent. When the aromatic hydrocarbon residue has a substituent, examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, an amino group, and a heterocyclic group. Examples of the aromatic hydrocarbon residue include a phenyl group, an alkylphenyl group, an alkoxyphenyl group, an arylphenyl group, an aryloxyphenyl group, an alkenylphenyl group, an aminophenyl group, a naphthyl group, an anthryl group, a pyrenyl group, and a perylenyl group. The aromatic hydrocarbon residue may also be an arylalkynyl group derived from an alkynylarene (arylalkyne).

芳香族複素環残基としてはヘテロ原子としてO、N、Sを含むものが好ましく 、5員環でも6員環でもよい。具体的には、チエニル基、フリル基、ピローリル 基、ピリジル基などが挙げられる。The aromatic heterocyclic residue preferably contains an O, N, or S heteroatom and may be a five- or six-membered ring. Specific examples include a thienyl group, a furyl group, a pyrrolyl group, and a pyridyl group.

Arとしては、芳香族炭化水素残基が好ましく、特に、フェニル基、アルキル フェニル基、アリールフェニル基、アルケニルフェニル基、アミノフェニル基、 ナフチル基、アリールアルキニル基等が好ましい。Ar is preferably an aromatic hydrocarbon residue, and particularly preferably a phenyl group, an alkylphenyl group, an arylphenyl group, an alkenylphenyl group, an aminophenyl group, a naphthyl group, an arylalkynyl group, or the like.

アルキルフェニル基としては、アルキル部分の炭素数が1〜10のものが好ま しく、アルキル基は直鎖状であっても分岐を有するものであってもよく、メチル 基、エチル基、(n,i)−プロピル基、(n,i,sec,tert)−ブチ ル基、(n,i,neo,tert)−ペンチル基、(n,i,neo)−ヘキ シル基等のアルキル基が挙げられ、これらのアルキル基のフェニル基における置 換位置はo,m,p位のいずれであってもよい。このようなアルキルフェニル基 の具体例としては、(o,m,p)−トリル基、4−n−ブチルフェニル基、4 −t−ブチルフェニル基、等が挙げられる。The alkylphenyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms in the alkyl portion. The alkyl group may be linear or branched, and examples thereof include methyl, ethyl, (n,i)-propyl, (n,i,sec,tert)-butyl, (n,i,neo,tert)-pentyl, and (n,i,neo)-hexyl. These alkyl groups may be substituted at any of the o-, m-, and p-positions on the phenyl group. Specific examples of such alkylphenyl groups include (o,m,p)-tolyl, 4-n-butylphenyl, and 4-t-butylphenyl.

アリールフェニル基としては、アリール部分がフェニル基であるものが好まし く、このようなフェニル基は置換されていてもよく、このときの置換基はアルキ ル基であることが好ましく、具体的には上記のアルキルフェニル基のところで例 示したアルキル基を挙げることができる。さらには、アリール部分は、フェニル 基等のアリール基が置換したフェニル基であってもよい。このようなアリールフ ェニル基の具体例としては、(o,m,p)−ビフェニリル基、4−トリルフェ ニル基、3−トリルフェニル基、テレフェニリル基等が挙げられる。The arylphenyl group preferably has a phenyl group in the aryl moiety. Such a phenyl group may be substituted, and the substituent is preferably an alkyl group, specifically the alkyl groups exemplified above for the alkylphenyl group. Furthermore, the aryl moiety may be a phenyl group substituted with an aryl group such as a phenyl group. Specific examples of such arylphenyl groups include (o, m, p)-biphenylyl, 4-tolylphenyl, 3-tolylphenyl, and terephenylyl.

アルケニルフェニル基としては、アルケニル部分の総炭素数が2〜20のもの が好ましく、アルケニル基としてはトリアリールアルケニル基が好ましく、例え ばトリフェニルビニル基、トリトリルビニル基、トリビフェニルビニル基等が挙 げられる。このようなアルケニルフェニル基の具体例としては、トリフェニルビ ニルフェニル基等が挙げられる。The alkenylphenyl group preferably has a total of 2 to 20 carbon atoms in the alkenyl portion, and the alkenyl group is preferably a triarylalkenyl group, such as a triphenylvinyl group, a tritolylvinyl group, or a tribiphenylvinyl group. Specific examples of such alkenylphenyl groups include a triphenylvinylphenyl group.

アミノフェニル基としては、アミノ部分がジアリールアミノ基であるものが好 ましく、アリールアミノ基としてはジフェニルアミノ基、フェニルトリルアミノ 基等が挙げられる。このようなアミノフェニル基の具体例としては、ジフェニル アミノフェニル基、フェニルトリルアミノフェニル基等が挙げられる。The aminophenyl group preferably has an amino moiety that is a diarylamino group. Examples of the arylamino group include a diphenylamino group and a phenyltolylamino group. Specific examples of such aminophenyl groups include a diphenylaminophenyl group and a phenyltolylaminophenyl group.

ナフチル基としては、1−ナフチル基、2−ナフチル基等であってよい。The naphthyl group may be a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, or the like.

アリールアルキニル基としては、総炭素数8〜20のものが好ましく、フェニ ルエチニル基、トリルエチニル基、ビフェニリルエチニル基、ナフチルエチニル 基、ジフェニルアミノフェニルエチニル基、N−フェニルトリルアミノフェニル エチニル基、フェニルプロピニル基等が挙げられる。The arylalkynyl group preferably has a total of 8 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a phenylethynyl group, a tolylethynyl group, a biphenylylethynyl group, a naphthylethynyl group, a diphenylaminophenylethynyl group, an N-phenyltolylaminophenylethynyl group, and a phenylpropynyl group.

また、式(VII)におけるLは環数3〜10、好ましくは3〜6の縮合多環芳 香族のm(2〜8)価の残基を表す。縮合環とは、環の構成原子のうち2個以上 の原子が他の環と共有して結合している炭素環や複素環などにより形成された環 式構造をいう。縮合多環芳香族としては、縮合多環芳香族炭化水素、縮合多環芳 香族複素環が挙げられる。Furthermore, L in formula (VII) represents an m (2-8)-valent residue of a fused polycyclic aromatic ring having 3 to 10 rings, preferably 3 to 6 rings. A fused ring refers to a cyclic structure formed by a carbocyclic ring or a heterocyclic ring in which two or more of the constituent atoms of the ring are covalently bonded to other rings. Examples of fused polycyclic aromatic rings include fused polycyclic aromatic hydrocarbons and fused polycyclic aromatic heterocyclic rings.

縮合多環芳香族炭化水素としては、アントラセン、フェナントレン、ナフタセ ン、ピレン、クリセン、トリフェニレン、ベンゾ[c]フェナントレン、ベンゾ [a]アントラセン、ペンタセン、ペリレン、ジベンゾ[a,j]アントラセン 、ジベンゾ[a,h]アントラセン、ベンゾ[a]ナフタセン、ヘキサセン、ア ンタントレンなどが挙げられる。Examples of condensed polycyclic aromatic hydrocarbons include anthracene, phenanthrene, naphthacene, pyrene, chrysene, triphenylene, benzo[c]phenanthrene, benzo[a]anthracene, pentacene, perylene, dibenzo[a,j]anthracene, dibenzo[a,h]anthracene, benzo[a]naphthacene, hexacene, and anthanthrene.

縮合多環芳香族複素環としては、ナフト[2,1−f]イソキノリン、α−ナ フタフェナントリジン、フェナントロオキサゾール、キノリノ[6,5−f]キ ノリン、ベンゾ[b]チオファントレン、ベンゾ[g]チオファントレン、ベン ゾ[i]チオファントレン、ベンゾ[b]チオファントラキノンなどが挙げられ る。Examples of fused polycyclic aromatic heterocycles include naphtho[2,1-f]isoquinoline, α-naphthaphenanthridine, phenanthroxazole, quinolino[6,5-f]quinoline, benzo[b]thiophanthrene, benzo[g]thiophanthrene, benzo[i]thiophanthrene, and benzo[b]thiophanthraquinone.

特には、縮合多環芳香族炭化水素が好ましく、Lはこれらの縮合多環芳香族炭 化水素から誘導される2〜8価、さらには2〜6価の残基であることが好ましい 。In particular, condensed polycyclic aromatic hydrocarbons are preferred, and L is preferably a divalent to octavalent, or even divalent to hexavalent, residue derived from such a condensed polycyclic aromatic hydrocarbon.

このような縮合多環芳香族の2〜8価の残基Lの具体例を以下に示す。Specific examples of such divalent to octavalent fused polycyclic aromatic residues L are shown below.

なお、Lで表される縮合多環芳香族の2〜8価の残基は、さらに置換基を有し ていてもよい。 The divalent to octavalent residue of the fused polycyclic aromatic ring represented by L may further have a substituent.

特に、Lとしては、ベンゼン環が直鎖状に縮合したナフタセン、ペンタセンま たはヘキサセンから誘導される2〜8価、特に2〜6価の残基が好ましい。とり わけナフタセンから誘導されるもの、すなわちナフタセン骨格を有する化合物を 構成するものが好ましい。In particular, L is preferably a divalent to octavalent, and more preferably a divalent to hexavalent, residue derived from naphthacene, pentacene, or hexacene, in which benzene rings are linearly condensed. In particular, those derived from naphthacene, i.e., those constituting a compound having a naphthacene skeleton, are preferred.

また、Lとしてはアントラセンから誘導される2〜6価、さらには2〜4価の 残基が好ましい。ただし、Lがアントラセンから誘導される2または3価の残基 であるとき、2個または3個存在するArのうち、少なくとも1個はアルキニル アレーン(アリールアルキン)から誘導される残基である。さらには、Arのう ち2個以上がこのような残基であることが好ましい。そして、特にはLはアント ラセンから誘導される3価の残基が好ましく、式(VII)の化合物としては、こ のようなLであって、2個のArがアリールアルキニル基、1個のArがビス( アリールアルキニル)アントリル基であるものが好ましく、特には式(VII−A )で表されるものが好ましい。Furthermore, L is preferably a divalent to hexavalent, and more preferably a divalent to tetravalent, residue derived from anthracene. However, when L is a divalent or trivalent residue derived from anthracene, at least one of the two or three Ars is a residue derived from an alkynyl arene (aryl alkyne). It is even more preferable that two or more of the Ars be such residues. L is particularly preferably a trivalent residue derived from anthracene. Compounds of formula (VII) with such an L, where two Ars are arylalkynyl groups and one Ar is a bis(arylalkynyl)anthryl group, are preferred, and compounds represented by formula (VII-A) are particularly preferred.

(Ar112−L1−L2−(Ar122 (VII−A) 式中、L1およびL2は各々アントラセンから誘導される3価の残基を表し、こ れらは通常同一であるが、異なっていてもよい。Ar11およびAr12は各々アリ ールアルキニル基を表し、これらは通常同一であるが、異なっていてもよい。な お、アリールアルキニル基のアントラセンにおける結合位置は、アントラセンの 9,10位であることが好ましく、アントラセン同士は1位または2位で結合す ることが好ましい。また、アリールアルキニル基は具体的には前記と同様のもの が挙げられる。 ( Ar11 ) 2 - L1 - L2- ( Ar12 ) 2 (VII-A) In the formula, L1 and L2 each represent a trivalent residue derived from anthracene, and are usually the same but may be different. Ar11 and Ar12 each represent an arylalkynyl group, and are usually the same but may be different. The bonding positions of the arylalkynyl group on the anthracene are preferably the 9th and 10th positions of the anthracene, and the anthracenes are preferably bonded to each other at the 1st or 2nd positions. Specific examples of the arylalkynyl group include those described above.

以下に、式(VIII)で表される化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限 定されるものではない。ここでは、式(VII−1)〜(VII−8)を用いて、これ らR01等の組み合わせで示している。なお、R01〜R04等のようにまとめて示し ているものについては、特にことわらないかぎり、Hであることを示し、すべて HであるときはHで示している。 Specific examples of compounds represented by formula (VIII) are shown below, but the present invention is not limited to these. Here, formulas (VII-1) to (VII-8) are used to show combinations of R 01 and the like. Note that when R 01 to R 04 are shown collectively, they represent H unless otherwise specified, and when all are H, they are represented by H.

ドーパントのドープ量は、発光層の0.01〜10体積%であることが好まし い。 The amount of the dopant is preferably 0.01 to 10% by volume of the light-emitting layer.

一方、発光層に用いるホスト材料としては、前記のホスト材料、正孔注入輸送 性化合物、電子注入輸送性化合物として列挙したもののなかから選択することが できる。On the other hand, the host material used in the light-emitting layer can be selected from the host materials, hole injecting and transporting compounds, and electron injecting and transporting compounds listed above.

正孔注入輸送性化合物である正孔輸送性のホスト材料としては、式(II)で示 されるテトラアリールジアミン誘導体を含む芳香族三級アミンが好ましいものと して挙げられる。Preferred examples of the hole-transporting host material, which is a hole-injecting and transporting compound, include aromatic tertiary amines including tetraaryldiamine derivatives represented by formula (II).

以下に、前記の化合物に包含ないし重複するものがあるが、正孔輸送性のホス ト材料を列挙する。ここでは、式(H−1)〜(H−12)に従うΦ1等の組合 せで示している。なお、式(H−6a)〜(H−6c)、式(H−7a)〜(H −7e)では組合せが共通であるため、H−6、H−7としてまとめて示してい る。 Below, hole-transporting host materials are listed, although some are included in or overlap with the compounds described above. Here, they are shown as combinations of Φ 1 and the like according to formulas (H-1) to (H-12). Note that formulas (H-6a) to (H-6c) and formulas (H-7a) to (H-7e) have the same combinations, so they are collectively shown as H-6 and H-7.

一方、電子注入輸送性化合物である電子輸送性のホスト材料としては、前記の キノリノラト金属錯体が好ましい。 On the other hand, as the electron-transporting host material, which is an electron-injecting and transporting compound, the above-mentioned quinolinolato metal complex is preferred.

以下に、前記の化合物に包含ないし重複する化合物もあるが、電子輸送性のホ スト材料を列挙する。ここでは式(E−1)〜(E−14)に従うΦ101等の組 合せで示している。 The electron-transporting host materials are listed below, although some of them are included in or overlap with the above-mentioned compounds. Here, they are shown as combinations of Φ 101 and the like according to formulas (E-1) to (E-14).

発光層における正孔輸送性のホスト材料および電子輸送性のホスト材料は各々 1種のみ用いても2種以上を併用してもよい。 The hole-transporting host material and the electron-transporting host material in the light-emitting layer may each be used alone or in combination of two or more kinds.

このような有機EL素子においては、発光層を挟持する形で陽極側に正孔注入 性および輸送性の層、および陰極側に電子注入性および/または輸送性の層が設 けられている。この場合の正孔注入性および/または輸送性の層、電子注入性お よび/または輸送性の層、陽極、陰極等は前記と同様である。In such an organic EL device, a hole injection and transport layer is provided on the anode side and an electron injection and/or transport layer is provided on the cathode side, sandwiching the light-emitting layer. In this case, the hole injection and/or transport layer, electron injection and/or transport layer, anode, cathode, etc. are the same as those described above.

また、混合層をはじめとする有機化合物層の形成方法等の有機EL素子の製造 方法についても前記と同様である。The method for manufacturing an organic EL element, such as the method for forming an organic compound layer including a mixed layer, is also the same as described above.

本発明の有機EL素子は、通常、直流駆動型のEL素子として用いられるが、 交流駆動またはパルス駆動することもできる。印加電圧は、通常、2〜20V程 度とされる。The organic EL element of the present invention is typically used as a DC-driven EL element, but it can also be AC-driven or pulse-driven. The applied voltage is typically about 2 to 20 V.

実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。Examples The following examples of the present invention will be used to further explain the present invention.

〈実施例1〉 厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板を、中性洗剤、ア セトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上げて乾 燥し、UVオゾン洗浄後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1×10-6torr まで減圧した。Example 1 A glass substrate having a 100 nm thick ITO transparent electrode (anode) was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone, and ethanol, then removed from the boiling ethanol, dried, and cleaned with UV ozone. The substrate was then fixed to a substrate holder in a vapor deposition system and the pressure was reduced to 1×10 −6 torr.

次いで、4,4’,4”−トリス(−N−(−3−メチルフェニル)−N−フ ェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)を蒸着速度2nm/secで5 0nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。Next, 4,4',4"-tris(-N-(-3-methylphenyl)-N-phenylamino)triphenylamine (MTDATA) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 50 nm to form a hole injection layer.

例示化合物II−102のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス−(−4’− (N−(m−ビフェニル)−N−フェニル)アミノビフェニル−4−イル)ベン ジジンを、蒸着速度2nm/secで20nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。Exemplary compound II-102, N,N'-diphenyl-N,N'-bis-(-4'-(N-(m-biphenyl)-N-phenyl)aminobiphenyl-4-yl)benzidine, was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 20 nm to form a hole transport layer.

次いで、例示化合物I−201とトリス(8−キノリノラト)アルミニウム( A1Q3)を重量比で2:100の比率で、50nmの厚さに蒸着し、発光層とし た。Next, exemplary compound I-201 and tris(8-quinolinolato)aluminum (A1Q3) were vapor-deposited in a weight ratio of 2:100 to a thickness of 50 nm to form an emitting layer.

次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送層として、トリス(8−キノリ ノラト)アルミニウムを蒸着速度0.2nm/secで10nmの厚さに蒸着した。Next, while maintaining the reduced pressure, tris(8-quinolinolato)aluminum was deposited at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 10 nm as an electron injecting and transporting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0. 2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、保護層としてAlを100nm 蒸着しEL素子を得た。Furthermore, while maintaining the reduced pressure, MgAg (weight ratio 10:1) was evaporated at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 200 nm to form a cathode, and Al was evaporated to a thickness of 100 nm as a protective layer, completing an EL device.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、14V・800mA/cm2 で103800cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、色度座標x=0. 28y=0.68)の発光が確認され、この発光は乾燥アルゴン雰囲気中で10 000時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった 。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で890時間(初期輝度1288cd/ m2、駆動電圧上昇1.5V)、初期輝度300cd/m2では4500時間であった 。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 14 V and 800 mA/cm.2 103,800 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, chromaticity coordinates x = 0.28, y = 0.68) was confirmed, and this emission was stable for over 10,000 hours in a dry argon atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.2890 hours (initial brightness 1288 cd/m2, drive voltage increase 1.5V), initial brightness 300cd/m2So it was 4,500 hours.

〈実施例2〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、正孔輸送層に、例示化合物II−1 02の代わりに例示化合物II−101のN,N’−ジフェニル−N、N’−ビス −(4’−(N,N−ビス(m−ビフェニル)アミノビフェニル−4−イル)ベ ンジジンを用いた。Example 2 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, in the hole transport layer, Example Compound II-101, N,N'-diphenyl-N,N'-bis-(4'-(N,N-bis(m-biphenyl)aminobiphenyl-4-yl)benzidine, was used instead of Example Compound II-102.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、14V・753mA/cm2 で100480cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、色度座標x=0. 31y=0.66)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で1000 0時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝 度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で680時間(1433cd/m2、駆動電圧 上昇1.5V)初期輝度300cd/m2では4000時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 14 V and 753 mA/cm.2 100480cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, chromaticity coordinates x = 0.31, y = 0.66) was observed, and this emission was stable for over 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. No partial non-luminous areas appeared or grew. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.2680 hours (1433 cd/m2, drive voltage increase 1.5V) Initial brightness 300cd/m2So it was 4000 hours.

〈実施例3〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、発光層に、例示化合物I−201 の代わりに例示化合物I−203を用いた。Example 3 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, Example Compound I-203 was used in place of Example Compound I-201 in the light-emitting layer.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、13V・553mA/cm2 で69500cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=515nm、色度座標x=0.2 6y=0.66)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。部分非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度の 半減期は10mA/cm2の定電流駆動で600時間(1078cd/m2、駆動電圧上昇 1.5V)初期輝度300cd/m2では4000時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed, it was 13 V and 553 mA/cm.2 69,500 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 515 nm, chromaticity coordinates x = 0.26y = 0.66) was observed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. No non-luminescent areas appeared or grew. The brightness half-life was 10 mA/cm.2600 hours (1078 cd/m2, drive voltage increase 1.5V) Initial brightness 300 cd/m2So it was 4000 hours.

〈実施例4〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、発光層に、例示化合物I−201 の代わりに例示化合物I−202を用いた。Example 4 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, Example Compound I-202 was used in place of Example Compound I-201 in the light-emitting layer.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、14V・753mA/cm2 で71700cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=515nm、色度座標x=0.2 9y=0.64)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度 の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で800時間(998cd/m2、駆動電圧上昇 1.5V)初期輝度300cd/m2では5000時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed, it was 14 V and 753 mA/cm.2 71,700 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 515 nm, chromaticity coordinates x = 0.2, y = 0.64) was observed, and this emission was stable for over 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.2800 hours (998 cd/m2, drive voltage increase 1.5V) Initial brightness 300 cd/m2So it was 5000 hours.

〈実施例5〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、発光層に、例示化合物I−201 の代わりに例示化合物I−103を用いた。Example 5 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, Example Compound I-103 was used in place of Example Compound I-201 in the light-emitting layer.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、16V・980mA/cm2 で61400cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=510nm、色度座標x=0.2 3y=0.63)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度 の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で3000時間(730cd/m2、駆動電圧上 昇8.0V)初期輝度300cd/m2では10000時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 16 V and 980 mA/cm.2 61,400 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 510 nm, chromaticity coordinates x = 0.2, y = 0.63) was observed, and this emission was stable for over 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.23000 hours (730 cd/m2, drive voltage increase 8.0V) Initial brightness 300 cd/m2So it was 10,000 hours.

〈実施例6〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、発光層に、例示化合物I−201 の代わりに例示化合物I−104を用いた。Example 6 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, Example Compound I-104 was used in place of Example Compound I-201 in the light-emitting layer.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、12V、625mA/cm2 で40300cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=500nm、色度座標x=0.2 3y=0.58)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。輝度 の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で800時間(680cd/m2、駆動電圧上 昇2.5V)初期輝度300cd/m2では4000時間あった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 12 V and 625 mA/cm2 40300cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 500 nm, chromaticity coordinates x = 0.2, y = 0.58) was observed, and this emission was stable for over 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.2800 hours (680 cd/m2, driving voltage increase 2.5V) Initial brightness 300 cd/m2So there were 4,000 hours.

〈比較例1〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、正孔輸送層に、例示化合物II−1 02の代わりにN,N’−ビス(−3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニ ル−4,4’−ジアミノビフェニル(TPD001)を用いた。Comparative Example 1 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, N,N'-bis(-3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (TPD001) was used in the hole transport layer instead of Example Compound II-102.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、13V・518mA/cm2 で71700cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、色度座標x=0.2 9y=0.66)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で65時間(1 281cd/m2、駆動電圧上昇1.5V)初期輝度300cd/m2では800時間であ った。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed, it was 13 V and 518 mA/cm.2 71,700 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, chromaticity coordinates x = 0.2, y = 0.66) was confirmed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.265 hours (1281 cd/m) at constant current drive2, drive voltage increase 1.5V) Initial brightness 300cd/m2So it was 800 hours.

〈比較例2〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、正孔輸送層に、例示化合物II−1 02の代わりにN,N’−ビス(−3−ビフェニル)−N,N’−ジフェニル− 4,4’−ジアミノビフェニル(TPD006)を用いた。Comparative Example 2 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, N,N'-bis(-3-biphenyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (TPD006) was used in the hole transport layer instead of Example Compound II-102.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、14V・532mA/cm2 で81000cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、色度座標x=0.3 2y=0.65)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で68時間(1 730cd/m2、駆動電圧上昇2.0V)初期輝度300cd/m2では800時間であ った。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 14 V and 532 mA/cm.2 81,000 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, chromaticity coordinates x = 0.3 2y = 0.65) was confirmed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.268 hours (1730 cd/m) at constant current drive2, drive voltage increase 2.0V) Initial brightness 300cd/m2So it was 800 hours.

〈比較例3〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、正孔輸送層に、例示化合物II−1 02の代わりにN,N’−ビス(−3−t−ブチルフェニル)−N,N’−ジフ ェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD008)を用いた 。Comparative Example 3 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, N,N'-bis(-3-t-butylphenyl)-N,N'-diphenyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD008) was used in the hole transport layer instead of Example Compound II-102.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、13V・508mA/cm2 で79300cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、色度座標x=0.3 0y=0.66)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で29時間(1 749cd/m2、駆動電圧上昇1.4V)初期輝度300cd/m2では500時間であ った。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed, the voltage was 13 V and 508 mA/cm.2 79,300 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, chromaticity coordinates x = 0.3, y = 0.66) was confirmed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.229 hours (1749 cd/m) at constant current drive2, drive voltage increase 1.4V) Initial brightness 300cd/m2So it was 500 hours.

〈比較例4〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、正孔輸送層に、例示化合物II−1 02の代わりにN,N,N’,N’−テトラキス(−m−ビフェニル)−1,1 ’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(TPD005)を用いた。Comparative Example 4 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, N,N,N',N'-tetrakis(-m-biphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD005) was used in the hole transport layer instead of Example Compound II-102.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、14V・643mA/cm2 で102700cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、色度座標x=0. 28y=0.68)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で1000 0時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で115時間 (1842cd/m2、駆動電圧上昇1.8V)初期輝度300cd/m2では1600時 間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 14 V and 643 mA/cm.2 102,700 cd/m2The green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, chromaticity coordinates x = 0.28, y = 0.68) was confirmed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.2115 hours with constant current drive (1842 cd/m2, drive voltage increase 1.8V) Initial brightness 300cd/m2So it was 1600 hours.

〈比較例5〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし、正孔注入層に、例示化合物II−1 02の代わりにN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス−(−4’−(N−(3 −メチルフェニル)−N−フェニル)アミノビフェニル−4−イル)ベンジジン (TPD017)を用いた。Comparative Example 5 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, in the hole injection layer, N,N'-diphenyl-N,N'-bis-(-4'-(N-(3-methylphenyl)-N-phenyl)aminobiphenyl-4-yl)benzidine (TPD017) was used instead of Example Compound II-102.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、14V・715mA/cm2 で75600cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、色度座標x=0.3 2y=0.66)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で197時間( 1156cd/m2、駆動電圧上昇2.3V)初期輝度300cd/m2では2000時間 であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed, it was 14 V and 715 mA/cm.2 75,600 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, chromaticity coordinates x = 0.3 2y = 0.66) was observed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.2197 hours (1156 cd/m2, drive voltage increase 2.3V) Initial brightness 300cd/m2So it was 2000 hours.

〈比較例6〉 実施例1と同様に素子を作製した。ただし発光層に例示化合物I−201の代 わりに下記のキナクリドン(例示化合物III−1)を用い0.75wt%となるよう に含有させた。Comparative Example 6 A device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, the following quinacridone (Example Compound III-1) was used in place of Example Compound I-201 in the light-emitting layer, and was incorporated at 0.75 wt%.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、16V・840mA/cm2 で60000cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=540nm、色度座標x=0. 37y=0.60)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で1000 0時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で100時間 (800cd/m2、駆動電圧上昇3.2V)初期輝度300cd/m2では500時間で あった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed, it was 16 V and 840 mA/cm.2 60,000 cd/m2The light emitted was yellow-green (maximum emission wavelength λmax = 540 nm, chromaticity coordinates x = 0.37, y = 0.60), and this light emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.2100 hours at constant current drive (800 cd/m2, drive voltage increase 3.2V) Initial brightness 300cd/m2So it was 500 hours.

以上の実施例1〜6、比較例1〜6の有機EL素子の特性等を表1、2にまと めて示す。The characteristics of the organic EL elements of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 are summarized in Tables 1 and 2.

上記結果より、式(I)のクマリン誘導体と式(II)のテトラアリールジアミン誘 導体とを組み合わせた本発明のEL素子は発光寿命が長いことがわかる。 From the above results, it is clear that the EL device of the present invention, which combines the coumarin derivative of formula (I) and the tetraaryldiamine derivative of formula (II), has a long luminescence life.

〈実施例7〉 ガラス基板上にカラーフィルター膜を富士ハント製CR−2000を用いて塗 布により1μm厚に形成し、この上に赤色蛍光変換膜を富士ハント製CT−1に BASF製Lumogen F Red 300を2wt%溶解したものを用いて塗布しベークして5 μm厚に形成し、さらにこの上にオーバーコートを富士ハント製CT−1を用い て塗布しベークして1μm厚に形成した。この上に、厚さ100nmのITOをス パッタし陽極付赤色素子基板を作製した。この基板を用い、実施例1と同様に素 子を作製した。Example 7 A 1 μm-thick color filter film was formed on a glass substrate by coating using a Fuji Hunt CR-2000. A 5 μm-thick red fluorescent conversion film was then formed on top of this using a Fuji Hunt CT-1 with a 2 wt% solution of BASF Lumogen F Red 300 and baked. An overcoat was then formed on top of this using a Fuji Hunt CT-1 and baked to a thickness of 1 μm. A 100 nm-thick ITO film was sputtered on top of this to create a red element substrate with an anode. A device was fabricated using this substrate in the same manner as in Example 1.

上記のカラーフィルター材料は580nm以下の波長の光をカットするものであ り、赤色蛍光変換材料は発光極大波長λmaxが630nmであり、λmax付近のスペ クトルの半値幅は50nmであった。The color filter material cuts off light with wavelengths of 580 nm or less, and the red fluorescent conversion material had a maximum emission wavelength λmax of 630 nm and a half-width of the spectrum around λmax of 50 nm.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、15V・615mA/cm2 で9000cd/m2の赤色(発光極大波長λmax=600nm、色度座標x=0.60 y=0.38)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000時 間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed, it was 15 V and 615 mA/cm.2 9000 cd/m2Red light emission (maximum emission wavelength λmax = 600 nm, chromaticity coordinates x = 0.60, y = 0.38) was confirmed, and this light emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. No partial non-luminescent areas appeared or grew.

〈実施例8〉 実施例1において、正孔輸送層を例示化合物II−102とルブレンとを10: 1(重量比)で用い、共蒸着により形成するほかは同様にして素子を作製した。Example 8 A device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the hole transport layer was formed by co-evaporation using Exemplified Compound II-102 and rubrene in a 10:1 (weight ratio).

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、14V・750mA/cm2 で79800cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、555nm、色度座標 x=0.38y=0.57)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で 10000時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で7 00時間(1173cd/m2、駆動電圧上昇2.5V)、初期輝度300cd/m2では 4500時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 14 V and 750 mA/cm.2 79,800 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, 555 nm, chromaticity coordinates x = 0.38, y = 0.57) was confirmed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The brightness half-life was 10 mA/cm.2700 hours (1173 cd/m) at constant current drive2, drive voltage increase 2.5V), initial brightness 300cd/m2So it was 4500 hours.

〈実施例9〉 実施例1において、発光層を、正孔注入輸送性化合物としてN,N,N’,N ’ −テトラキス(−m−ビフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミ ン(TPD005)、電子注入輸送性化合物としてトリス(8−キノリノラト) アルミニウム(AlQ3)を各々用い、ほぼ同じ蒸着速度0.5nm/secで蒸着し 、それと同時に例示化合物I−103も蒸着速度約0.007nm/secで蒸着して 40nm厚の混合層として形成した。混合層において、TPD005:AlQ3: 例示化合物I−103=50:50:0.7(膜厚比)である。そのほかは実施 例1と同様にして素子を作製した。ただし、MTDATAを用いた正孔注入輸送 層は50nm厚、TPD005を用いた正孔輸送層は10nm厚、AlQ3を用いた 電子注入輸送層は40nm厚とした。Example 9 In Example 1, the light-emitting layer was formed using N,N,N',N'-tetrakis(-m-biphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD005) as the hole injection/transport compound and tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) as the electron injection/transport compound, deposited at approximately the same deposition rate of 0.5 nm/sec. Simultaneously, Example Compound I-103 was also deposited at a deposition rate of approximately 0.007 nm/sec to form a 40 nm-thick mixed layer. The ratio of TPD005:AlQ3:Example Compound I-103 in the mixed layer was 50:50:0.7 (film thickness ratio). Otherwise, the device was fabricated in the same manner as in Example 1. However, the hole injection/transport layer using MTDATA was 50 nm thick, the hole transport layer using TPD005 was 10 nm thick, and the electron injection/transport layer using AlQ3 was 40 nm thick.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、18V・600mA/cm2 で54000cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=510nm、色度座標x=0.3 0y=0.60)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で6000時間 (1030cd/m2、駆動電圧上昇2.0V)、初期輝度300cd/m2では2000 0時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 18 V and 600 mA/cm.2 54,000 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 510 nm, chromaticity coordinates x = 0.3, y = 0.60) was confirmed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.26000 hours with constant current drive (1030 cd/m2, drive voltage increase 2.0V), initial brightness 300cd/m2So it was 20,000 hours.

比較例4の混合層を用いない構成の素子に比べ格段と特性が向上することがわ かった。It was found that the characteristics were significantly improved compared to the device without the mixed layer of Comparative Example 4.

〈実施例10〉 実施例1において、正孔注入層を40nm厚に形成し、正孔輸送層をTPD00 5とルブレン(7wt%)とを用いて20nm厚に形成し、この上に発光層を実施例 9と同様にTPD005とAlQ3と例示化合物I−103とを用いて形成する ほかは同様にして素子を作製した。Example 10 In Example 1, a hole injection layer was formed to a thickness of 40 nm, a hole transport layer was formed to a thickness of 20 nm using TPD005 and rubrene (7 wt%), and an emissive layer was formed on top of this using TPD005, AlQ3, and exemplary compound I-103, as in Example 9. A device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that:

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、12V・650mA/cm2 で67600cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=510nm、550nm、色度座標 x=0.38y=0.56)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で 10000時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で6 500時間(900cd/m2、駆動電圧上昇2.0V)、初期輝度300cd/m2では 25000時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, the voltage was 12 V and 650 mA/cm.2 67,600 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 510 nm, 550 nm, chromaticity coordinates x = 0.38, y = 0.56) was confirmed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The brightness half-life was 10 mA/cm.26,500 hours (900 cd/m) at constant current drive2, drive voltage increase 2.0V), initial brightness 300cd/m2So it was 25,000 hours.

〈実施例11〉 実施例1において、発光層を、正孔注入輸送性化合物として例示化合物II−1 02、電子注入輸送性化合物としてトリス(8−キノリノラト)アルミニウム( A1Q3)を各々用い、ほぼ同じ蒸着速度0.5nm/secで蒸着し、それと同時に 例示化合物I−201も蒸着速度約0.015nm/secで蒸着して40nm厚の混合 層として形成した。混合層において、例示化合物II−102:AlQ3:例示化 合物I−201=50:50:1.5(膜厚比)である。そのほかは実施例1と 同様にして素子を作製した。ただし、MTDATAを用いた正孔注入輸送層は5 0nm厚、II−102を用いた正孔輸送層は10nm厚、AlQ3を用いた電子注入 輸送層は20nm厚とした。Example 11 In Example 1, the light-emitting layer was formed by depositing exemplary compound II-102 as the hole injection/transport compound and tris(8-quinolinolato)aluminum (A1Q3) as the electron injection/transport compound at approximately the same deposition rate of 0.5 nm/sec. Simultaneously, exemplary compound I-201 was also deposited at a deposition rate of approximately 0.015 nm/sec to form a 40 nm-thick mixed layer. The ratio of exemplary compound II-102:AlQ3:exemplary compound I-201 in the mixed layer was 50:50:1.5 (film thickness ratio). A device was otherwise fabricated in the same manner as in Example 1. However, the hole injection/transport layer using MTDATA was 50 nm thick, the hole transport layer using II-102 was 10 nm thick, and the electron injection/transport layer using AlQ3 was 20 nm thick.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、13V・750mA/cm2 で98000cd/m2の緑色(発光極大波長λmax=525nm、色度座標x=0.2 9y=0.67)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中で10000 時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で4000時間 (1100cd/m2、駆動電圧上昇2.0V)、初期輝度300cd/m2では1800 0時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed through it, it was 13 V and 750 mA/cm2 98,000 cd/m2Green light emission (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, chromaticity coordinates x = 0.29y = 0.67) was confirmed, and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.24000 hours with constant current drive (1100 cd/m2, drive voltage increase 2.0V), initial brightness 300cd/m2The result was 18,000 hours.

〈実施例12〉 実施例1において、正孔注入層を40nm厚に形成し、正孔輸送層を例示化合物 II−102とルブレンとを用いて20nm厚に形成し、この上に発光層を実施例9 と同様に例示化合物II−102とAlQ3と例示化合物I−201とを用いて形 成するほかは同様にして素子を作製した。Example 12 In Example 1, a hole injection layer was formed to a thickness of 40 nm, a hole transport layer was formed to a thickness of 20 nm using exemplary compound II-102 and rubrene, and an emissive layer was formed on top of this using exemplary compound II-102, AlQ3, and exemplary compound I-201, as in Example 9. A device was fabricated in the same manner.

このEL素子に電圧を印加して電流を流したところ、13V・900mA/cm2 で80000cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=525nm、560nm、色度座 標x=0.40y=0.55)の発光が確認され、この発光は乾燥窒素雰囲気中 で10000時間以上安定していた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動で 6000時間(1050cd/m2、駆動電圧上昇1.5V)、初期輝度300cd/m2 では25000時間であった。When a voltage was applied to this EL element and a current was passed, 13 V and 900 mA/cm2 80,000 cd/m2The emission was yellow-green (maximum emission wavelength λmax = 525 nm, 560 nm, chromaticity coordinate x = 0.40, y = 0.55), and this emission was stable for more than 10,000 hours in a dry nitrogen atmosphere. The half-life of the luminance was 10 mA/cm.26000 hours (1050 cd/m) with constant current drive2, drive voltage increase 1.5V), initial brightness 300cd/m2 The result was 25,000 hours.

〈実施例13〉 実施例9、10において、例示化合物I−103の代わりに、例示化合物III −1(キナクリドン)を用いて同様に素子を作製し、特性を調べたところ、良好 な特性を得た。Example 13 In Examples 9 and 10, an element was fabricated using Example Compound III-1 (quinacridone) instead of Example Compound I-103, and its characteristics were examined. Excellent characteristics were obtained.

〈実施例14〉 実施例9、10において、例示化合物I−103代わりに、例示化合物IV−1 (スチリル系アミン化合物)を用いて同様に素子を作製し、特性を調べたところ 、良好な特性を得た。Example 14 In Examples 9 and 10, a device was fabricated using Example Compound IV-1 (a styrylamine compound) instead of Example Compound I-103, and its characteristics were examined. Good characteristics were obtained.

〈実施例15〉 実施例11、12において、例示化合物I−201の代わりに、例示化合物II I−1(キナクリドン)を用いて同様に素子を作製し、特性を調べたところ、良 好な特性を得た。Example 15 In Examples 11 and 12, an element was fabricated using Example Compound II-1 (quinacridone) instead of Example Compound I-201, and its characteristics were examined. Good characteristics were obtained.

〈実施例16〉 実施例11、12において、例示化合物I−201の代わりに、例示化合物IV −1(スチリル系アミン化合物)を用いて同様に素子を作製し、特性を調べたと ころ、良好な特性を得た。Example 16 In Examples 11 and 12, a device was fabricated using Example Compound IV-1 (a styrylamine compound) instead of Example Compound I-201, and its characteristics were examined. Excellent characteristics were obtained.

次に多色発光に対応した有機EL素子の実施例を示す。まず、これらの実施例 等に用いた正孔注入層用の化合物HIM、正孔輸送層用の化合物および正孔輸送 性のホスト材料として用いられるTPD005は以下に示すものである。Examples of organic EL devices capable of emitting multicolor light are shown below. The compound HIM for the hole injection layer, the compound for the hole transport layer, and TPD005 used as the hole transporting host material in these examples are shown below.

次いで、クマリン誘導体(例示化合物I−103)、ルブレン(例示化合物1 −22)およびトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(AlQ3)の発光ス ペクトルを参考例として示す。 Next, the emission spectra of a coumarin derivative (exemplified compound I-103), rubrene (exemplified compound I-22) and tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) are shown as reference examples.

<参考例1> クマリン誘導体の発光スペクトルを図2に示す。このときの発光スペクトルは 以下に示すような構成の有機EL素子を用いて測定したものである。<Reference Example 1> The emission spectrum of a coumarin derivative is shown in Figure 2. This emission spectrum was measured using an organic EL device with the following configuration.

有機EL素子の作製 厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板(1.1mm厚)を 、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中か ら引き上げて乾燥し、UVオゾン洗浄後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1 ×10-6Torrまで減圧した。Preparation of Organic EL Device A glass substrate (1.1 mm thick) having a 100 nm thick ITO transparent electrode (anode) was ultrasonically cleaned using a neutral detergent, acetone, and ethanol, removed from the boiling ethanol, dried, and cleaned with UV ozone. The substrate was then fixed to a substrate holder in a deposition apparatus and the pressure was reduced to 1 × 10-6 Torr.

次いで、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス[N-フェニル-N-4-トリル(4-アミノフェ ニル)]ベンジジン(HIM)を蒸着速度2nm/secで50nmの厚さに蒸着し、 正孔注入層とした。Next, N,N'-diphenyl-N,N'-bis[N-phenyl-N-4-tolyl(4-aminophenyl)]benzidine (HIM) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 50 nm to form a hole injection layer.

N,N,N',N'-テトラキス(-3-ビフェニル-1-イル)ベンジジン(TPD005) を蒸着速度2nm/secで10nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。N,N,N',N'-tetrakis(-3-biphenyl-1-yl)benzidine (TPD005) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer.

さらにトリス(8-キノリノラト)アルミニウム(AlQ3)とクマリン誘導 体とを蒸着速度2nm/secと0.02nm/secで共蒸着し、クマリン誘導体が1. 0vol%となる電子輸送性発光層を70nmの厚さに形成した。Furthermore, tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) and a coumarin derivative were co-deposited at deposition rates of 2 nm/sec and 0.02 nm/sec to form an electron-transporting light-emitting layer with a thickness of 70 nm and containing 1.0 vol% of the coumarin derivative.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0. 2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、保護層としてAlを100nm 蒸着し有機EL素子を得た。Furthermore, while maintaining the reduced pressure, MgAg (weight ratio 10:1) was evaporated at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 200 nm to form a cathode, and Al was evaporated to a thickness of 100 nm as a protective layer, completing an organic EL device.

図2からわかるように、クマリン誘導体は510nm付近に発光極大波長を有す る。発光スペクトルの半値巾(ピーク強度の半分の点の巾)は70nmであった。As can be seen from Figure 2, the coumarin derivative has a maximum emission wavelength around 510 nm. The half-width of the emission spectrum (the width at half the peak intensity) was 70 nm.

<参考例2> ルブレンの発光スペクトルを図3に示す。このときの発光スペクトルは以下に 示すような構成の有機EL素子を用いて測定したものである。<Reference Example 2> The emission spectrum of rubrene is shown in Figure 3. This emission spectrum was measured using an organic EL device with the following configuration.

有機EL素子の作製 厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板(1.1mm厚)を 、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中か ら引き上げて乾燥し、UVオゾン洗浄後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1 ×10-6Torrまで減圧した。Preparation of Organic EL Device A glass substrate (1.1 mm thick) having a 100 nm thick ITO transparent electrode (anode) was ultrasonically cleaned using a neutral detergent, acetone, and ethanol, removed from the boiling ethanol, dried, and cleaned with UV ozone. The substrate was then fixed to a substrate holder in a deposition apparatus and the pressure was reduced to 1 × 10-6 Torr.

次いで、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス[N-フェニル-N-4-トリル(4-アミノフェ ニル)]ベンジジン(HIM)を蒸着速度2nm/secで15nmの厚さに蒸着し、 正孔注入層とした。Next, N,N'-diphenyl-N,N'-bis[N-phenyl-N-4-tolyl(4-aminophenyl)]benzidine (HIM) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 15 nm to form a hole injection layer.

N,N,N',N'-テトラキス-(-3-ビフェニル-1-イル)ベンジジン(TPD005 )を蒸着速度2nm/secで15nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。N,N,N',N'-tetrakis-(-3-biphenyl-1-yl)benzidine (TPD005) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 15 nm to form a hole transport layer.

さらに、TPD005とトリス(8-キノリノラト)アルミニウム(AlQ3 )とを体積比が1:1となるように、かつルブレン(例示化合物1−20)を2 .5vol%含むように40nmの厚さに共蒸着し、混合層タイプの第1の発光層と した。このときの蒸着速度は、順に0.05nm/sec、0.05nm/sec、0.0 0025nm/secとした。Furthermore, TPD005 and tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) were co-deposited at a volume ratio of 1:1, with 2.5 vol% of rubrene (Example Compound 1-20) added, to a thickness of 40 nm to form a mixed layer-type first emissive layer. The deposition rates were 0.05 nm/sec, 0.05 nm/sec, and 0.00025 nm/sec, respectively.

次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送発光層として、トリス(8-キ ノリノラト)アルミニウム(AlQ3)を蒸着速度0.2nm/secで55nmの厚 さに蒸着した。Next, while maintaining the reduced pressure, tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) was evaporated at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 55 nm as an electron injecting, transporting, and emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0. 2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、保護層としてAlを100nm 蒸着し有機EL素子を得た。Furthermore, while maintaining the reduced pressure, MgAg (weight ratio 10:1) was evaporated at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 200 nm to form a cathode, and Al was evaporated to a thickness of 100 nm as a protective layer, completing an organic EL device.

図3からわかるように、ルブレンは560nm付近に発光極大波長を有する。発 光スペクトルの半値巾は75nmであった。As can be seen from Figure 3, rubrene has an emission maximum wavelength at about 560 nm. The half-width of the emission spectrum was 75 nm.

<参考例3> クマリン誘導体の発光スペクトルを図2に示す。このときの発光スペクトルは 以下に示すような構成の有機EL素子を用いて測定したものである。<Reference Example 3> The emission spectrum of a coumarin derivative is shown in Figure 2. This emission spectrum was measured using an organic EL device with the following configuration.

有機EL素子の作製 トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(AlQ3)の発光スペクトルを図 4に示す。このときの発光スペクトルは以下に示すような構成の有機EL素子を 用 いて測定したものである。Fabrication of Organic EL Devices The emission spectrum of tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) is shown in Figure 4. This emission spectrum was measured using an organic EL device with the following configuration:

有機EL素子の作製 厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板(1.1mm厚)を 、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中か ら引き上げて乾燥し、UVオゾン洗浄後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、 1×10-6torrまで減圧した。Preparation of Organic EL Device A glass substrate (1.1 mm thick) having a 100 nm thick ITO transparent electrode (anode) was ultrasonically cleaned using a neutral detergent, acetone, and ethanol, removed from the boiling ethanol, dried, and then cleaned with UV ozone. The substrate was then fixed to a substrate holder in a deposition device and the pressure was reduced to 1 × 10-6 torr.

次いで、4,4’,4”−トリス(−N−(−3−メチルフェニル)−N−フ ェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)を蒸着速度2nm/secで4 0nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。Next, 4,4',4"-tris(-N-(-3-methylphenyl)-N-phenylamino)triphenylamine (MTDATA) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 40 nm to form a hole injection layer.

N,N,N’N’−テトラキス(−3−ビフェニル−1−イル)ベンジジン( TPD005)を、蒸着速度2nm/secで15nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層と した。N,N,N'N'-tetrakis(-3-biphenyl-1-yl)benzidine (TPD005) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 15 nm to form a hole-transporting layer.

次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送性の発光層として、トリス(8 −キノリノラト)アルミニウムを蒸着速度0.2nm/secで70nmの厚さに蒸着し た。Next, while maintaining the reduced pressure, tris(8-quinolinolato)aluminum was deposited at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 70 nm as an electron injecting/transporting light-emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0. 2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、保護層としてAlを100nm 蒸着しEL素子を得た。Furthermore, while maintaining the reduced pressure, MgAg (weight ratio 10:1) was evaporated at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 200 nm to form a cathode, and Al was evaporated to a thickness of 100 nm as a protective layer, completing an EL device.

図4からわかるように、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(AlQ3 )は540nm付近に発光極大波長を有する。発光スペクトルの半値巾は110nm であった。As can be seen from Figure 4, tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) has an emission maximum wavelength near 540 nm. The half-width of the emission spectrum was 110 nm.

<実施例17> 厚さ100nmのITO透明電極(陽極)を有するガラス基板(1.1mm厚)を 、中性洗剤、アセトン、エタノールを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中か ら引き上げて乾燥し、UVオゾン洗浄後、蒸着装置の基板ホルダーに固定して、1 ×10-6Torrまで減圧した。Example 17 A glass substrate (1.1 mm thick) having a 100 nm thick ITO transparent electrode (anode) was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone, and ethanol, then removed from the boiling ethanol, dried, and cleaned with UV ozone. The substrate was then fixed to a substrate holder in a deposition apparatus and the pressure was reduced to 1 × 10 Torr.

次いで、N,N'-ジフェニル-N,N'-ビス[N-フェニル-N-4-トリル(4-アミノフェ ニル)]ベンジジン(HIM)を蒸着速度2nm/secで50nmの厚さに蒸着し、 正孔注入層とした。Next, N,N'-diphenyl-N,N'-bis[N-phenyl-N-4-tolyl(4-aminophenyl)]benzidine (HIM) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 50 nm to form a hole injection layer.

N,N,N',N'-テトラキス-(-3-ビフェニル-1-イル)ベンジジン(TPD005 )を蒸着速度2nm/secで15nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。N,N,N',N'-tetrakis-(-3-biphenyl-1-yl)benzidine (TPD005) was evaporated at a deposition rate of 2 nm/sec to a thickness of 15 nm to form a hole transport layer.

さらに、TPD005とトリス(8-キノリノラト)アルミニウム(AlQ3 )とを体積比が1:1となるように、かつルブレン(例示化合物1−22)を2 .5vol%含むように20nmの厚さに共蒸着し、混合層タイプの第1の発光層と した。このときの蒸着速度は順に0.05nm/sec、0.05nm/sec、0.00 25nm/secとした。Furthermore, TPD005 and tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) were co-deposited at a volume ratio of 1:1, with 2.5 vol% of rubrene (Example Compound 1-22) added, to a thickness of 20 nm to form a mixed layer-type first emissive layer. The deposition rates were 0.05 nm/sec, 0.05 nm/sec, and 0.0025 nm/sec, respectively.

また、TPD005とAlQ3とを体積比が1:1となるように、かつクマリ ン誘導体の例示化合物I−103を1.0vol%含むように20nmの厚さに共蒸着 し、混合層タイプの第2の発光層とした。このときの蒸着速度は順に0.05nm /sec、0.05nm/sec、0.001nm/secとした。A mixed layer-type second emissive layer was formed by co-depositing TPD005 and AlQ3 at a volume ratio of 1:1, with 1.0 vol% of the exemplary coumarin derivative compound I-103, to a thickness of 20 nm. The deposition rates were 0.05 nm/sec, 0.05 nm/sec, and 0.001 nm/sec, respectively.

次いで、減圧状態を保ったまま、電子注入輸送発光層として、トリス(8-キ ノリノラト)アルミニウム(AlQ3)を蒸着速度0.2nm/secで50nmの厚 さに蒸着した。Next, while maintaining the reduced pressure, tris(8-quinolinolato)aluminum (AlQ3) was deposited at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 50 nm as an electron injecting, transporting, and emitting layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、MgAg(重量比10:1)を蒸着速度0. 2nm/secで200nmの厚さに蒸着して陰極とし、保護層としてAlを100nm 蒸着し有機EL素子を得た。Furthermore, while maintaining the reduced pressure, MgAg (weight ratio 10:1) was evaporated at a deposition rate of 0.2 nm/sec to a thickness of 200 nm to form a cathode, and Al was evaporated to a thickness of 100 nm as a protective layer, completing an organic EL device.

この有機EL素子に電圧を印加して電流を流したところ、10V・50mA/cm2 で5000cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=560nm、500nm、色度座標 x=0.39y=0.55)の発光が確認され、この発光は乾燥アルゴン雰囲気 中で1000時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くな かった。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動駆動で40000hr(初期 輝度1000cd/m2、初期駆動電圧7.2V、駆動電圧上昇3.0V)であった 。When a voltage was applied to this organic EL element and a current was passed through it, 10 V, 50 mA/cm2 5000 cd/m2The light emitted was yellow-green (emission maximum wavelength λmax = 560 nm, 500 nm, chromaticity coordinates x = 0.39, y = 0.55), and this light emission was stable for over 1,000 hours in a dry argon atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.240,000 hours (initial brightness 1,000 cd/m) with constant current drive2, initial drive voltage 7.2 V, drive voltage increase 3.0 V).

図5に発光スペクトルを示す。図5より、クマリン誘導体とルブレンがともに 発光していることがわかる。この場合の発光スペクトル比C/R、クマリン誘導 体(510nm)/ルブレン(560nm)は0.65であった。また、発光スペク トルの半値巾(最大ピークの強度の半分の点の巾)は120nmであり、クマリン 誘導体、ルブレンともに発光していることがわかる。また、実施例9に比べ著し く寿命が延びている。したがって、ルブレンを含む混合層が長寿命化に寄与して いることがわかる。Figure 5 shows the emission spectrum. Figure 5 shows that both the coumarin derivative and rubrene emit light. The emission spectrum ratio C/R, coumarin derivative (510 nm)/rubrene (560 nm), was 0.65. The half-width of the emission spectrum (the width at half the maximum peak intensity) was 120 nm, indicating that both the coumarin derivative and rubrene emit light. Furthermore, the lifetime was significantly longer than in Example 9. Therefore, it is clear that the mixed layer containing rubrene contributes to the long lifetime.

<比較例7> 実施例17において、TPD005の正孔輸送層を形成したのち、AlQ3と ルブレンとクマリンとを各蒸着速度0.1nm/sec、0.0025nm/sec、0.0 01nm/secで共蒸着し、ルブレンを2.5vol%、クマリン誘導体を1.0vol% 含む電子輸送性の発光層を40nm厚に形成し、その後AlQ3の電子注入輸送層 を50nm厚に形成するほかは同様にして有機EL素子を得た。Comparative Example 7 In Example 17, after forming a hole-transporting layer of TPD005, AlQ3, rubrene, and coumarin were co-evaporated at deposition rates of 0.1 nm/sec, 0.0025 nm/sec, and 0.001 nm/sec, respectively, to form a 40 nm-thick electron-transporting light-emitting layer containing 2.5 vol% rubrene and 1.0 vol% coumarin derivative, followed by the formation of a 50 nm-thick electron-injecting/transporting layer of AlQ3. An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 17.

この発光スペクトルを図6に示す。図6からルブレンのみが発光していること がわかる。このときのC/Rは0であり、発光スペクトルの半値巾は70nmであ った。The resulting emission spectrum is shown in Figure 6. Figure 6 shows that only rubrene emitted light. The C/R ratio was 0, and the half-width of the emission spectrum was 70 nm.

<比較例8> 比較例7において、発光層のホスト材料をAlQ3のかわりにTPD005と した正孔輸送性の発光層を形成するほかは同様にして有機EL素子を得た。Comparative Example 8 An organic EL device was obtained in the same manner as in Comparative Example 7, except that a hole-transporting emissive layer was formed using TPD005 instead of AlQ3 as the host material for the emissive layer.

この発光スペクトルを図7に示す。図7からルブレンのみが発光していること がわかる。このときのC/Rは0であり、発光スペクトルの半値巾は70nmであ った。The emission spectrum is shown in Figure 7. From Figure 7, it can be seen that only rubrene is emitting light. The C/R ratio was 0, and the half-width of the emission spectrum was 70 nm.

<比較例9> 実施例17において、TPD005の正孔輸送層を形成したのち、AlQ3と ルブレンを各蒸着速度0.1nm/sec、0.0025nm/secで共蒸着し、ルブレン を2.5vol%含む電子輸送性の発光層を20nm厚に形成し、さらにこの上にA lQ3とクマリン誘導体を各蒸着速度0.1nm/sec、0.001nm/secで共蒸着 し、クマリン誘導体を1.0vol%含む電子輸送性の発光層を20nm厚に形成し 、その後AlQ3の電子注入輸送層を50nm厚に形成するほかは同様にして有機 EL素子を得た。Comparative Example 9 In Example 17, after forming a hole-transporting layer of TPD005, AlQ3 and rubrene were co-deposited at deposition rates of 0.1 nm/sec and 0.0025 nm/sec, respectively, to form a 20 nm-thick electron-transporting emissive layer containing 2.5 vol% rubrene. AlQ3 and a coumarin derivative were then co-deposited at deposition rates of 0.1 nm/sec and 0.001 nm/sec, respectively, to form a 20 nm-thick electron-transporting emissive layer containing 1.0 vol% coumarin derivative. Subsequently, a 50 nm-thick electron-injecting/transporting layer of AlQ3 was formed. An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 17.

この発光スペクトルを図8に示す。図8からルブレンのみの発光であることが わかる。このときのC/Rは0であり、発光スペクトルの半値巾は70nmであっ た。The resulting emission spectrum is shown in Figure 8. Figure 8 indicates that the emission was solely from rubrene. The C/R ratio was 0, and the half-width of the emission spectrum was 70 nm.

<比較例10> 比較例9において、2層構成の発光層のホスト材料をともにTPD005とし た正孔輸送性の発光層を2層形成するほかは同様にして有機EL素子を得た。Comparative Example 10 An organic EL device was obtained in the same manner as in Comparative Example 9, except that two hole-transporting emissive layers were formed, both of which used TPD005 as the host material for the two-layer emissive layer.

この発光スペクトルを図9に示す。図9からクマリン誘導体とAlQ3の発光 になっていることがわかる。このときのスペクトルの半値巾は90nmであった。The emission spectrum is shown in Figure 9. From Figure 9, it can be seen that the emission is from the coumarin derivative and AlQ3. The half-width of the spectrum was 90 nm.

<比較例11> 実施例17において、TPD005の正孔輸送層を形成したのち、TPD00 5とルブレンを各蒸着速度0.1nm/sec、0.0025nm/secで共蒸着し、ルブ レンを2.5vol%含む正孔輸送性の発光層を20nm厚に形成し、次いでAlQ 3とクマリン誘導体を各蒸着速度0.1nm/sec、0.001nm/secで共蒸着し、 クマリン誘導体を1.0vol%含む電子輸送性の発光層を20nm厚に形成し、そ の後AlQ3の電子注入輸送層を50nm厚に形成するほかは同様にして有機EL 素子を得た。Comparative Example 11 In Example 17, after forming a hole-transporting layer of TPD005, TPD005 and rubrene were co-deposited at deposition rates of 0.1 nm/sec and 0.0025 nm/sec, respectively, to form a hole-transporting emissive layer containing 2.5 vol% rubrene to a thickness of 20 nm. Next, AlQ3 and a coumarin derivative were co-deposited at deposition rates of 0.1 nm/sec and 0.001 nm/sec, respectively, to form a 20 nm-thick electron-transporting emissive layer containing 1.0 vol% coumarin derivative. Subsequently, a 50 nm-thick electron-injecting/transporting layer of AlQ3 was formed. An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 17.

この有機EL素子に電圧を印加して電流を流したところ、12V・50mA/cm2 で4500cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=560nm、510nm、色度座標 x=0.42y=0.54)の発光が確認され、この発光は乾燥アルゴン雰囲気 中で10時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くなかっ たいた。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動駆動で100hr(初期輝度 1000cd/m2、初期駆動電圧6.5V、駆動電圧上昇3.0V)であった。When a voltage was applied to this organic EL element and a current was passed, the voltage was 12 V and 50 mA/cm.2 4500 cd/m2The yellow-green light emission (maximum emission wavelength λmax = 560 nm, 510 nm, chromaticity coordinates x = 0.42, y = 0.54) was observed, and this emission was stable for more than 10 hours in a dry argon atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.2100 hours (initial brightness 1000 cd/m) with constant current drive2, initial driving voltage 6.5 V, driving voltage increase 3.0 V).

図10に発光スペクトルを示す。図10より、クマリン誘導体とルブレンがと もに発光していることがわかる。この場合の発光スペクトル比C/Rは0.5で あった。また半値巾は80nmであった。The emission spectra are shown in Figure 10. It can be seen that both the coumarin derivative and rubrene emit light. The emission spectral ratio C/R in this case was 0.5. The half-width was 80 nm.

このものでは、クマリン誘導体とルブレンの発光がみられるが、発光寿命が短 く実用的でないことがわかった。Although this material exhibits luminescence from coumarin derivatives and rubrene, the luminescence lifetime is short and it is not practical.

<実施例18> 実施例17において、TPD005の正孔輸送層を形成したのち、TPD00 5とAlQ3とルブレンを各蒸着速度0.05nm/sec、0.05nm/sec、0.0 025nm/secで共蒸着し、TPD005:AlQ3が1:1となり、ルブレンが 2.5vol%含まれる混合層タイプの発光層を20nm厚に形成した。次いでAl Q3とクマリン誘導体を各蒸着速度0.1nm/sec、0.001nm/secで共蒸着し 、クマリン誘導体を1.0vol%含む電子輸送性の発光層を20nm厚に形成し、 その後AlQ3の電子注入輸送層を50nm厚に形成するほかは同様にして有機E L素子を得た。Example 18 In Example 17, after forming a hole-transporting layer of TPD005, TPD005, AlQ3, and rubrene were co-deposited at deposition rates of 0.05 nm/sec, 0.05 nm/sec, and 0.0025 nm/sec, respectively, to form a 20 nm-thick mixed-layer light-emitting layer with a TPD005:AlQ3 ratio of 1:1 and 2.5 vol% rubrene. Next, AlQ3 and a coumarin derivative were co-deposited at deposition rates of 0.1 nm/sec and 0.001 nm/sec, respectively, to form a 20 nm-thick electron-transporting light-emitting layer containing 1.0 vol% coumarin derivative. Then, an organic EL device was obtained in the same manner as in Example 17, except that a 50 nm-thick electron-injecting/transporting layer of AlQ3 was formed.

この有機EL素子に電圧を印加して電流を流したところ、12V・50mA/cm2 で4000cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=510nm、560nm、色度座標 x=0.42y=0.54)の発光が確認され、この発光は乾燥アルゴン雰囲気 中で1000時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くな かった。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動駆動で40000hr(初期 輝度1000cd/m2、初期駆動電圧6.9V、駆動電圧上昇3.0V)であった 。When a voltage was applied to this organic EL element and a current was passed, the voltage was 12 V and 50 mA/cm.2 4000 cd/m2The yellow-green light emitted from the sample (maximum emission wavelength λmax = 510 nm, 560 nm, chromaticity coordinates x = 0.42, y = 0.54) was stable for over 1,000 hours in a dry argon atmosphere. There was no evidence of the appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.240,000 hours (initial brightness 1,000 cd/m) with constant current drive2, initial drive voltage 6.9 V, drive voltage increase 3.0 V).

図11に発光スペクトルを示す。図11より、クマリン誘導体とルブレンがと もに発光していることがわかる。この場合の発光スペクトル比C/Rは0.42 であった。また半値巾は130nmであった。The emission spectra are shown in Figure 11. It can be seen that both the coumarin derivative and rubrene emit light. The emission spectral ratio C/R in this case was 0.42. The half-width was 130 nm.

<実施例19> 実施例17において、混合層タイプの第1および第2の発光層のホスト材料の TPD005とAlQ3の体積比をTPD005/AlQ3=75/25となる ようにするほかは同様にして有機EL素子を得た。Example 19 An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 17, except that the volume ratio of the TPD005 and AlQ3 host materials in the first and second mixed-layer-type emitting layers was TPD005/AlQ3 = 75/25.

この有機EL素子に電圧を印加して電流を流したところ、12V・50mA/cm2 で4100cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=510nm、560nm、色度座標 x=0.32y=0.58)の発光が確認され、この発光は乾燥アルゴン雰囲気 中で1000時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くな かった。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動駆動で30000hr(初期 輝度900cd/m2、初期駆動電圧7.2V、駆動電圧上昇2.5V)であった。When a voltage was applied to this organic EL element and a current was passed, the voltage was 12 V and 50 mA/cm.2 4100 cd/m2The light emitted was yellow-green (maximum emission wavelength λmax = 510 nm, 560 nm, chromaticity coordinates x = 0.32, y = 0.58), and this light emission was stable for over 1,000 hours in a dry argon atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.230,000 hours (initial brightness 900 cd/m) with constant current drive2, initial driving voltage 7.2 V, driving voltage increase 2.5 V).

図12に発光スペクトルを示す。図12より、クマリン誘導体とルブレンがと もに発光していることがわかる。この場合の発光スペクトル比C/Rは1.4で あった。また半値巾は120nmであった。このように混合層のホスト材料の比率 をかえることにより実施例17とは異なるC/R比が得られることがわかる。The emission spectrum is shown in Figure 12. It can be seen from Figure 12 that both the coumarin derivative and rubrene emit light. The emission spectrum ratio C/R in this case was 1.4. The half-width was 120 nm. This shows that by changing the ratio of the host materials in the mixed layer, a different C/R ratio from that in Example 17 can be obtained.

<実施例20> 実施例17において、混合層タイプの第1および第2の発光層のホスト材料の TPD005とAlQ3の体積比をTPD005/AlQ3=66/33となる ようにするほかは同様にして有機EL素子を得た。Example 20 An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 17, except that the volume ratio of the TPD005 and AlQ3 host materials in the first and second mixed-layer-type emitting layers was TPD005/AlQ3 = 66/33.

この有機EL素子に電圧を印加して電流を流したところ、12V・50mA/cm2 で3500cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=510nm、560nm、色度座標 x=0.34y=0.57)の発光が確認され、この発光は乾燥アルゴン雰囲気 中で1000時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くな かった。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動駆動で20000hr(初期 輝度900cd/m2、初期駆動電圧7.3V、駆動電圧上昇2.5V)であった。When a voltage was applied to this organic EL element and a current was passed, the voltage was 12 V and 50 mA/cm.2 3500 cd/m2The light emitted was yellow-green (emission maximum wavelength λmax = 510 nm, 560 nm, chromaticity coordinates x = 0.34, y = 0.57), and this light emission was stable for over 1,000 hours in a dry argon atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.220,000 hours (initial brightness 900 cd/m) with constant current drive2The initial driving voltage was 7.3 V, and the driving voltage increase was 2.5 V.

図13に発光スペクトルを示す。図13より、クマリン誘導体とルブレンがと もに発光していることがわかる。この場合の発光スペクトル比C/Rは1.4で あった。また半値巾は130nmであった。このように混合層のホスト材料の比率 をかえることにより実施例17とは異なるC/R比が得られることがわかる。The emission spectrum is shown in Figure 13. It can be seen from Figure 13 that both the coumarin derivative and rubrene emit light. The emission spectrum ratio C/R in this case was 1.4. The half-width was 130 nm. This shows that by changing the ratio of the host materials in the mixed layer, a different C/R ratio from that in Example 17 can be obtained.

<実施例21> 実施例17において、混合層タイプの第1および第2の発光層のホスト材料の TPD005とAlQ3の体積比をTPD005/AlQ3=25/75となる ようにするほかは同様にして有機EL素子を得た。Example 21 An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 17, except that the volume ratio of the TPD005 and AlQ3 host materials in the first and second mixed-layer-type emitting layers was TPD005/AlQ3 = 25/75.

この有機EL素子に電圧を印加して電流を流したところ、12V・50mA/cm2 で4200cd/m2の黄緑色(発光極大波長λmax=510nm、560nm、色度座標 x=0.47y=0.51)の発光が確認され、この発光は乾燥アルゴン雰囲気 中で1000時間以上安定していた。部分的非発光部の出現および成長は全くな かった。輝度の半減期は10mA/cm2の定電流駆動駆動で15000hr(初期 輝度900cd/m2、初期駆動電圧7.5V、駆動電圧上昇2.5V)であった。When a voltage was applied to this organic EL element and a current was passed, the voltage was 12 V and 50 mA/cm.2 4200 cd/m2The light emitted was yellow-green (emission maximum wavelength λmax = 510 nm, 560 nm, chromaticity coordinates x = 0.47, y = 0.51), and this light emission was stable for over 1,000 hours in a dry argon atmosphere. There was no appearance or growth of non-luminescent areas. The brightness half-life was 10 mA/cm.215,000 hours (initial brightness 900 cd/m) with constant current drive2, initial driving voltage 7.5 V, driving voltage increase 2.5 V).

図14に発光スペクトルを示す。図14より、クマリン誘導体とルブレンがと もに発光していることがわかる。この場合の発光スペクトル比C/Rは0.25 であった。また半値巾は80nmであった。このように、混合層のホスト材料の比 率をかえることにより実施例17とは異なるC/R比が得られることがわかる。The emission spectrum is shown in Figure 14. It can be seen that both the coumarin derivative and rubrene emit light. The emission spectrum ratio C/R in this case was 0.25. The half-width was 80 nm. Thus, it can be seen that a different C/R ratio from that in Example 17 can be obtained by changing the ratio of the host materials in the mixed layer.

実施例17〜21の結果から、発光層のホスト材料をかえることにより、発光 特性の変化がみられることがわかる。The results of Examples 17 to 21 show that the emission characteristics change when the host material of the emitting layer is changed.

また、比較例7〜11の結果を併せて考えると、多色発光の方法として、発光 層のホストのキャリア輸送特性を本発明の範囲にすればよいことがわかる。Furthermore, when the results of Comparative Examples 7 to 11 are also considered, it is clear that a method for producing multicolor light emission is achieved by adjusting the carrier transport properties of the host in the light-emitting layer to fall within the range of the present invention.

以上より、積層する発光層のキャリア輸送特性を本発明のように選ぶことによ って(好ましくは、例えばバイポーラ型発光層として、混合層タイプの発光層を 含む2層以上の発光層を設けることによって)、2種以上の発光種の発光が実用 レベルで得られることがわかった。したがって多色発光が可能なことが確認され た。From the above, it was found that by selecting the carrier transport properties of the stacked light-emitting layers as in the present invention (preferably by providing two or more light-emitting layers, including a mixed-layer type light-emitting layer, as a bipolar light-emitting layer), it is possible to obtain practical levels of light emission from two or more light-emitting species. Therefore, it was confirmed that multicolor emission is possible.

さらに、バイポーラ型である混合層のホスト材料の混合比を変えることで2層 以上ある各発光層からの寄与を変化させることが可能になることがわかる。また 、混合比は各層で独立に変えることもでき、これによる変化も期待できる。この ようなバイポーラ型ホスト材料としては混合タイプのみならず、単一種のバイポ ーラ型材料とすることも可能である。本発明のポイントは積層する発光層のキャ リア輸送性を選ぶことであり、キャリア輸送性を変えるには材料を変える必要が ある。Furthermore, it can be seen that by changing the mixture ratio of the host material in the bipolar mixed layer, it is possible to change the contribution from each of the two or more emissive layers. Furthermore, the mixture ratio can be changed independently for each layer, which can also lead to changes in the light emission. Such bipolar host materials can be not only mixed types, but also single bipolar materials. The key to this invention is to select the carrier transport properties of the stacked emissive layers, and changing the carrier transport properties requires changing the materials.

産業上の利用可能性 以上より本発明の化合物を用いた有機EL素子は高輝度な発光が可能であり、 連続発光時の輝度低下および駆動電圧上昇の小さい信頼性の高い素子であること は明らかである。また、複数の蛍光物質をそれぞれ安定に発光させ、広いスペク トル領域にわたる発光を得ることができ、多色発光が可能になる。さらに、多色 発光のスペクトルを自由に設計することができる。INDUSTRIAL APPLICABILITY From the above, it is clear that organic EL devices using the compounds of the present invention are capable of high-brightness emission and are highly reliable, with minimal decrease in brightness and increase in driving voltage during continuous emission. Furthermore, they can stably emit light from multiple fluorescent substances, achieving light emission across a wide spectral range, enabling multicolor emission. Furthermore, the multicolor emission spectrum can be freely designed.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 鉄司 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (注)この公表は、国際事務局(WIPO)により国際公開された公報を基に作 成したものである。 なおこの公表に係る日本語特許出願(日本語実用新案登録出願)の国際公開の 効果は、特許法第184条の10第1項(実用新案法第48条の13第2項)に より生ずるものであり、本掲載とは関係ありません。───────────────────────────────────────────────────── Continued from the front page (72) Inventor: Tetsuji Inoue TDK Corporation, 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo (Note) This publication is based on the publication published internationally by the International Bureau of Patents (WIPO). The effect of the international publication of the Japanese patent application (Japanese utility model registration application) related to this publication arises pursuant to Article 184-10, Paragraph 1 of the Patent Act (Article 48-13, Paragraph 2 of the Utility Model Act) and is unrelated to this publication.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 1. 下記式(I)で示されるクマリン誘導体を含有する発光層と、下記式(II)で 示されるテトラアリールジアミン誘導体を含有する正孔注入性および/または輸 送性の層とを有する有機EL素子。 [式(I)中、R1、R2およびR3は各々水素原子、シアノ基、カルボキシル基、ア ルキル基、アリール基、アシル基、エステル基または複素環基を表し、これらは 同一でも異なるものであってもよく、R1〜R3は各々互いに結合して環を形成し てもよい。R4およびR7は各々水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、 R5およびR6は各々アルキル基またはアリール基を表し、R4とR5、R5とR6お よびR6とR7は各々互いに結合して環を形成してもよい。] [式(II)中、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は各々アリール基を表し、Ar1 〜Ar4のうちの少なくとも1個は、2個以上のベンゼン環を有する縮合環また は環集合から誘導される多環のアリール基である。R11およびR12は各々アルキ ル基を表し、pおよびqは各々0または1〜4の整数である。R13およびR14は 各々アリール基を表し、rおよびsは各々0または1〜5の整数である。]1. An organic EL device having an emitting layer containing a coumarin derivative represented by the following formula (I) and a hole-injecting and/or hole-transporting layer containing a tetraaryldiamine derivative represented by the following formula (II):[In formula (I), R1, R2and R3R each represent a hydrogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an ester group, or a heterocyclic group, and may be the same or different.1~R3may be bonded to each other to form a ring.4and R7each represents a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, R5and R6each represents an alkyl group or an aryl group, R4and R5, R5and R6and R6and R7may be bonded to each other to form a ring.] [In formula (II), Ar1, Ar2, Ar3and Ar4each represents an aryl group, Ar1 ~Ar4At least one of R is a polycyclic aryl group derived from a fused ring or ring assembly having two or more benzene rings.11and R12R each represents an alkyl group, and p and q each represent 0 or an integer from 1 to 4.13and R14each represents an aryl group, and r and s each represent 0 or an integer from 1 to 5. 2. 前記クマリン誘導体を含有する発光層が、ホスト材料に前記クマリン誘導 体がドーパントとしてドープされたものである請求の範囲第1項の有機EL素子 。2. The organic EL device of claim 1, wherein the light-emitting layer containing the coumarin derivative is formed by doping the coumarin derivative as a dopant into a host material. 3. 前記ホスト材料がキノリノナト金属錯体である請求の範囲第2項の有機E L素子。3. The organic EL device of claim 2, wherein the host material is a quinolinonato metal complex. 4. 正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性化合物とを含有する混合層に、さ らに下記式(I)で示されるクマリン誘導体、下記式(III)で示されるキナク リドン化合物または下記式(IV)で示されるスチリル系アミン化合物をドーパン トとしてドープした発光層を有する有機EL素子。 [式(I)中、R1、R2およびR3は各々水素原子、シアノ基、カルボキシル基、ア ルキル基、アリール基、アシル基、エステル基または複素環基を表し、これらは 同一でも異なるものであってもよく、R1〜R3は各々互いに結合して環を形成し てもよい。R4およびR7は各々水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、 R5およびR6は各々アルキル基またはアリール基を表し、R4とR5、R5とR6お よびR6とR7は各々互いに結合して環を形成してもよい。] [式(III)中、R21およびR22は各々水素原子、アルキル基またはアリール基 を表し、これらは同一でも異なるものであってもよい。R23およびR24は各々ア ルキル基またはアリール基を表し、tおよびuは各々0または1〜4の整数であ る。tまたはuが2以上であるとき、隣接するR23同士またはR24同士は互いに 結合して環を形成してもよい。] [式(IV)中、R31は水素原子またはアリール基を表す。R32およびR33は水素 原子、アリール基またはアルケニル基を表し、これらは同一でも異なるものであ ってもよい。R34はアリールアミノ基またはアリールアミノアリール基を表し、 vは0または1〜5の整数である。]4. An organic EL device having a light-emitting layer in which a mixed layer containing a hole injecting and transporting compound and an electron injecting and transporting compound is further doped with a coumarin derivative represented by the following formula (I), a quinacridone compound represented by the following formula (III), or a styrylamine compound represented by the following formula (IV) as a dopant. [In formula (I), R1 , R2 , and R3 each represent a hydrogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an ester group, or a heterocyclic group, which may be the same or different, and R1 to R3 may each be bonded to each other to form a ring. R4 and R7 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. R5 and R6 each represent an alkyl group or an aryl group, and R4 and R5 , R5 and R6 , and R6 and R7 may each be bonded to each other to form a ring.] [In formula (III), R21 and R22 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and may be the same or different. R23 and R24 each represent an alkyl group or an aryl group, and t and u each represent 0 or an integer of 1 to 4. When t or u is 2 or greater, adjacent R23s or adjacent R24s may be bonded to each other to form a ring.] [In formula (IV), R31 represents a hydrogen atom or an aryl group. R32 and R33 represent a hydrogen atom, an aryl group, or an alkenyl group, and may be the same or different. R34 represents an arylamino group or an arylaminoaryl group. v is 0 or an integer of 1 to 5.] 5. 前記正孔注入輸送性化合物が芳香族三級アミンであり、前記電子注入輸送 性化合物がキノリノナト金属錯体である請求の範囲第4項の有機EL素子。5. The organic EL device of claim 4, wherein the hole injecting and transporting compound is an aromatic tertiary amine, and the electron injecting and transporting compound is a quinolinonato metal complex. 6. 前記芳香族三級アミンが、下記式(II)で示されるテトラアリールジアミ ン誘導体である請求の範囲第5項の有機EL素子。 [式(II)中、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は各々アリール基を表し、Ar1 〜Ar4のうちの少なくとも1個は、2個以上のベンゼン環を有する縮合環また は環集合から誘導される多環のアリール基である。R11およびR12は各々アルキ ル基を表し、pおよびqは各々0または1〜4の整数である。R13およびR14は 各々アリール基を表し、rおよびsは各々0または1〜5の整数である。]6. The organic EL device of claim 5, wherein the aromatic tertiary amine is a tetraaryldiamine derivative represented by the following formula (II):[In formula (II), Ar1, Ar2, Ar3and Ar4each represents an aryl group, Ar1 ~Ar4At least one of R is a polycyclic aryl group derived from a fused ring or ring assembly having two or more benzene rings.11and R12R each represents an alkyl group, and p and q each represent 0 or an integer from 1 to 4.13and R14each represents an aryl group, and r and s each represent 0 or an integer from 1 to 5. 7. 前記発光層が、少なくとも1層の正孔注入性および/または正孔輸送性の 層と少なくとも1層の電子注入性および/または電子輸送性の層とで挟持される 請求の範囲第1項〜第6項のいずれかの有機EL素子。7. The organic EL device of any one of claims 1 to 6, wherein the light-emitting layer is sandwiched between at least one hole-injecting and/or hole-transporting layer and at least one electron-injecting and/or electron-transporting layer. 8. 前記正孔注入性および/または輸送性の層に、さらにルブレンがドーパン トとしてドープされた請求の範囲第1項、第2項、第3項または第7項の有機E L素子。8. The organic EL device of claim 1, 2, 3, or 7, wherein the hole injection and/or transport layer is further doped with rubrene as a dopant. 9. 光の取り出し側にカラーフィルターおよび/または蛍光変換フィルターを 配置し、カラーフィルターおよび/または蛍光変換フィルターを通して光を取り 出すように構成した請求の範囲第1項〜第8項のいずれかの有機EL素子。9. The organic EL element of any one of claims 1 to 8, wherein a color filter and/or a fluorescence conversion filter is disposed on the light extraction side, and the light is extracted through the color filter and/or the fluorescence conversion filter. 10. バイポーラ型発光層を含む2層以上の発光層を有し、この発光層より陽 極側の層として正孔注入性および/または輸送性の層を有し、陰極側の層として 電子注入性および/または輸送性の層を有し、 前記2層以上の発光層がバイポーラ型発光層同士の組合せ、またはバイポーラ 型発光層と、このバイポーラ型発光層より陽極側の正孔輸送性の発光層および/ もしくは陰極側の電子輸送性の発光層との組合せである有機EL素子。10. An organic EL device having two or more light-emitting layers including a bipolar light-emitting layer, a hole-injecting and/or transporting layer on the anode side of the light-emitting layer, and an electron-injecting and/or transporting layer on the cathode side, wherein the two or more light-emitting layers are a combination of bipolar light-emitting layers, or a combination of a bipolar light-emitting layer and a hole-transporting light-emitting layer on the anode side of the bipolar light-emitting layer and/or an electron-transporting light-emitting layer on the cathode side. 11. バイポーラ型発光層が正孔注入輸送性化合物と電子注入輸送性化合物と を含有する混合層である請求の範囲第10項の有機EL素子。11. The organic EL device of claim 10, wherein the bipolar light-emitting layer is a mixed layer containing a hole injecting and transporting compound and an electron injecting and transporting compound. 12. 前記2層以上の発光層がすべて混合層である請求の範囲第11項の有機 EL素子。12. The organic EL element of claim 11, wherein the two or more light-emitting layers are all mixed layers. 13. 前記2層以上の発光層の少なくとも1層にドーパートがドープされた請 求の範囲第10項〜第12項のいずれかの有機EL素子。13. The organic EL device of any one of claims 10 to 12, wherein at least one of the two or more light-emitting layers is doped with a dopant. 14. 前記2層以上の発光層のすべてにドーパートがドープされた請求の範囲 第10項〜第13項のいずれかの有機EL素子。14. The organic EL device of any one of claims 10 to 13, wherein all of the two or more light-emitting layers are doped with a dopant. 15. 前記2層以上の発光層の発光特性が互いに異なり、発光極大波長が長波 長側の発光層を陽極側に設ける請求の範囲第10項〜第14項のいずれかの有機 EL素子。15. The organic EL element of any one of claims 10 to 14, wherein the two or more light-emitting layers have different light-emitting characteristics, and the light-emitting layer having the longer maximum emission wavelength is disposed closer to the anode. 16. 前記ドーパントが、ナフタセン骨格を有する化合物である請求の範囲第 13項〜第15項のいずれかの有機EL素子。16. The organic EL device of any one of claims 13 to 15, wherein the dopant is a compound having a naphthacene skeleton. 17. 前記ドーパントが、下記式(I)で示されるクマリンである請求の範囲 第13項〜第16項のいずれかの有機EL素子。 [式(I)中、R1、R2およびR3は各々水素原子、シアノ基、カルボキシル基、ア ルキル基、アリール基、アシル基、エステル基または複素環基を表し、これらは 同一でも異なるものであってもよく、R1〜R3は各々互いに結合して環を形成し てもよい。R4およびR7は各々水素原子、アルキル基またはアリール基を表し、 R5およびR6は各々アルキル基またはアリール基を表し、R4とR5、R5とR6お よびR6とR7は各々互いに結合して環を形成してもよい。]17. The organic EL device according to any one of claims 13 to 16, wherein the dopant is a coumarin represented by the following formula (I): [In formula (I), R1 , R2 , and R3 each represent a hydrogen atom, a cyano group, a carboxyl group, an alkyl group, an aryl group, an acyl group, an ester group, or a heterocyclic group, which may be the same or different, and R1 to R3 may each be bonded to each other to form a ring. R4 and R7 each represent a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group. R5 and R6 each represent an alkyl group or an aryl group, and R4 and R5 , R5 and R6 , and R6 and R7 may each be bonded to each other to form a ring.] 18. 前記正孔注入輸送性化合物が芳香族三級アミンであり、前記電子注入輸 送性化合物がキノリノナト金属錯体である請求の範囲第11項〜第17項のいず れかの有機EL素子。18. The organic EL device according to any one of claims 11 to 17, wherein the hole injecting and transporting compound is an aromatic tertiary amine, and the electron injecting and transporting compound is a quinolinonato metal complex.
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