JP6369747B2 - Electroluminescent device - Google Patents

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
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Description

本発明は、電界発光素子に関するものである。   The present invention relates to an electroluminescent device.

電界発光素子は、例えば、数V〜数十V程度の低電圧で発光が可能であり、また、蛍光性有機化合物の種類を選択することにより種々の色の発光が可能なことから、様々な発光素子、表示素子などへの応用が期待されている。   The electroluminescent element can emit light at a low voltage of, for example, several volts to several tens of volts, and can emit various colors by selecting the type of the fluorescent organic compound. Applications to light-emitting elements, display elements, and the like are expected.

電界発光素子は、陽極から正孔を、陰極から電子を注入し、それぞれを発光層まで輸送した後に、両キャリアを再結合させて発光を得るデバイスである。陽極から発光層へ正孔を注入、輸送するためには、通常0.3から1eV程度のエネルギー障壁を越えねばならず、デバイス構成に相応した電圧を必要とする。このため、青色発光素子や燐光発光素子のような障壁の大きな素子では、駆動電圧に起因する消費電力の大きさが問題であった。   An electroluminescent element is a device that emits light by injecting holes from an anode and electrons from a cathode, transporting them to a light emitting layer, and then recombining both carriers. In order to inject and transport holes from the anode to the light emitting layer, the energy barrier usually has to exceed 0.3 to 1 eV, and a voltage corresponding to the device configuration is required. For this reason, in a device with a large barrier such as a blue light-emitting device or a phosphorescent light-emitting device, the power consumption due to the drive voltage is a problem.

このようなエネルギー障壁に起因する駆動電圧を低減する目的で、電子アクセプター、あるいは電子ドナーを有機材料中にドーピングする手法が試みられている。これらのデバイスでは、有機材料を強制的に酸化、あるいは還元することで、それぞれ正孔、あるいは電子を有機層中に発生させ、注入障壁を大幅に低下することが可能となった。   In order to reduce the driving voltage due to such an energy barrier, a technique of doping an electron acceptor or an electron donor into an organic material has been attempted. In these devices, by forcibly oxidizing or reducing the organic material, holes or electrons are generated in the organic layer, respectively, and the injection barrier can be greatly reduced.

電子アクセプターを使用する場合、通常は典型的な正孔注入材料、あるいは正孔輸送材料であるトリアリールアミンにドーピングする場合がほとんどであるが、特許文献1にはアントラセン誘導体にドーピングした事例が示されている。電子アクセプターを、イオン化ポテンシャルの大きなアントラセン誘導体にドーピングして正孔注入層とし、かつ正孔輸送層にもアントラセン誘導体を用いることで、陽極から発光層までの正孔注入障壁の改善に成功している。   When an electron acceptor is used, in most cases, a typical hole injection material or a triarylamine which is a hole transport material is usually doped. However, Patent Document 1 shows an example of doping an anthracene derivative. Has been. We succeeded in improving the hole injection barrier from the anode to the light-emitting layer by doping an anthracene derivative with a large ionization potential into a hole injection layer and using an anthracene derivative in the hole transport layer. Yes.

しかしながら、正孔注入層と正孔輸送層にアントラセン誘導体を用いただけでは、陰極から発光層への電子注入障壁は残っており、更なる低電圧化の余地を残している。また、発光層と電子輸送層の障壁が残っていると、層間の障壁部にキャリアが集中して局所的な発熱が生ずることで、素子寿命が低下する問題が生じてしまう。   However, if only an anthracene derivative is used for the hole injection layer and the hole transport layer, an electron injection barrier from the cathode to the light emitting layer remains, leaving room for further voltage reduction. Further, if the barrier between the light emitting layer and the electron transport layer remains, carriers are concentrated in the barrier portion between the layers, and local heat is generated, thereby causing a problem that the device lifetime is reduced.

特開2012−99830号公報JP 2012-99830 A

そこで本発明は、正孔注入層から電子注入層に至るまでの正孔および電子の注入障壁を改善することで、低電圧駆動で長寿命の電界発光素子を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a long-life electroluminescent device that is driven at a low voltage by improving a hole and electron injection barrier from the hole injection layer to the electron injection layer.

上記の目的を達成するため、本発明の電界発光素子は、陽極および陰極からなる一対の電極間に、少なくとも1層の発光層を含む積層された複数の有機層が挟持された電界発光素子において、前記複数の有機層の全ての層にアントラセン誘導体が含まれていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the electroluminescent device of the present invention is an electroluminescent device in which a plurality of stacked organic layers including at least one luminescent layer are sandwiched between a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode. The anthracene derivative is contained in all of the plurality of organic layers.

アントラセン誘導体は、高い熱安定性や優れたキャリア輸送性から発光層のホスト材料として広く用いられている。本発明では発光層を含む全ての有機層にアントラセン誘導体を用いることで、陽極から発光層までの正孔注入障壁および陰極から発光層までの電子注入障壁を全て解消することができる。その結果、極めて低電圧で駆動が可能な電界発光素子の作成が可能となる。また、発光層と電子輸送層の障壁が解消されることで、層間へのキャリア集中による素子の寿命低下も解消することができる。   Anthracene derivatives are widely used as a host material for the light-emitting layer because of high thermal stability and excellent carrier transportability. In the present invention, by using an anthracene derivative in all organic layers including the light emitting layer, all of the hole injection barrier from the anode to the light emitting layer and the electron injection barrier from the cathode to the light emitting layer can be eliminated. As a result, it is possible to create an electroluminescent element that can be driven at an extremely low voltage. Further, since the barrier between the light emitting layer and the electron transport layer is eliminated, it is possible to eliminate a decrease in the lifetime of the device due to carrier concentration between the layers.

また、本発明の電界発光素子は、陽極と発光層との間にアントラセン誘導体を含む正孔注入層を有し、かつ前記正孔注入層に電子アクセプターがドーピングされていることを特徴とする。   The electroluminescent device of the present invention is characterized in that a hole injection layer containing an anthracene derivative is provided between the anode and the light emitting layer, and the hole injection layer is doped with an electron acceptor.

アントラセン誘導体に電子アクセプターをドーピングし、正のキャリアであるホールを強制的に発生させることで、陽極とオーミックコンタクトが可能となる。このため、陽極からの注入障壁を大幅に下げることが可能になり、陽極からアントラセン誘導体への正孔注入が可能となる。   Doping an anthracene derivative with an electron acceptor to forcibly generate holes that are positive carriers enables ohmic contact with the anode. For this reason, the injection barrier from the anode can be greatly lowered, and holes can be injected from the anode into the anthracene derivative.

また、本発明の電界発光素子は、陰極と発光層との間にアントラセン誘導体を含む電子注入層を有し、かつ前記電子注入層に電子ドナーがドーピングされていることを特徴とする。 The electroluminescent device of the present invention is characterized in that an electron injection layer containing an anthracene derivative is provided between the cathode and the light emitting layer, and the electron injection layer is doped with an electron donor.

アントラセン誘導体に電子ドナーをドーピングし、負のキャリアである電子を強制的に発生させることで、陰極とオーミックコンタクトが可能となる。このため、陰極からの注入障壁を大幅に下げることが可能になり、陰極からアントラセン誘導体への電子注入が可能となる。   Doping an anthracene derivative with an electron donor to forcibly generate electrons that are negative carriers enables ohmic contact with the cathode. For this reason, the injection barrier from the cathode can be greatly lowered, and electrons can be injected from the cathode into the anthracene derivative.

また、本発明の電界発光素子は、前記複数の有機層の全てに、同一のアントラセン誘導体が含まれていることを特徴とする。 Moreover, the electroluminescent element of the present invention is characterized in that the same anthracene derivative is contained in all of the plurality of organic layers.

アントラセン誘導体は、極端な電子受容性置換基にて置換された場合、または極端な電子供与性置換基にて置換された場合を除けば、似通ったエネルギー準位を示すが、このような場合でも0.1eV程度の障壁が生ずることがあり、電圧上昇の原因となる。しかしながら有機層の全てに、同一のアントラセン誘導体を用いることで、正孔および電子障壁はゼロとなり、最小の駆動電圧での駆動が可能となる。   Anthracene derivatives show similar energy levels except when substituted with extreme electron-accepting substituents or when substituted with extreme electron-donating substituents. A barrier of about 0.1 eV may occur, causing a voltage increase. However, by using the same anthracene derivative for all of the organic layers, the hole and electron barriers become zero, and driving with the minimum driving voltage becomes possible.

また、本発明の電界発光素子は、前記発光層が下記一般式(I)の化合物を含むことを特徴とする。

Figure 0006369747

(一般式(I)におけるAは多環芳香族化合物である。Lは多環芳香族化合物とシアノ基を結ぶ連結基であり、置換または無置換のアリール基、置換または無置換の複素環基を示す。m、n、xは価数を表し、1〜10の何れかの整数である。) Moreover, the electroluminescent element of this invention is characterized by the said light emitting layer containing the compound of the following general formula (I).
Figure 0006369747

(A in the general formula (I) is a polycyclic aromatic compound. L is a linking group connecting the polycyclic aromatic compound and the cyano group, and is a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group. M, n, and x represent a valence and are any integer of 1 to 10.)

発光層を含む全ての有機層にアントラセン誘導体を用い、正孔および電子の注入障壁を解消することで低電圧駆動の電界発光素子の作成が可能となるが、その一方で素子内でのキャリアトラップ性が低下し、再結合が起こりにくくなる。この問題は、十分なキャリアトラップ性を持つ一般式(I)の化合物を発光層にドーピングすることで解消することが出来る。この結果、低電圧、長寿命で、かつ高効率な電界発光素子を作成することが可能となる。   By using anthracene derivatives in all organic layers including the light-emitting layer and eliminating the hole and electron injection barrier, it is possible to create low-voltage-driven electroluminescent devices, but on the other hand, carrier traps in the device And the recombination is less likely to occur. This problem can be solved by doping the light emitting layer with a compound of the general formula (I) having a sufficient carrier trapping property. As a result, it is possible to produce an electroluminescent element having a low voltage, a long life, and a high efficiency.

本発明によれば、正孔注入層から電子注入層に至るまでの正孔および電子の注入障壁を改善することで、低電圧駆動で長寿命の電界発光素子を提供することができる。 According to the present invention, by improving the hole and electron injection barrier from the hole injection layer to the electron injection layer, it is possible to provide a long-life electroluminescent device driven at a low voltage.

本実施形態の素子の概略である。It is the outline of the element of this embodiment.

本発明の実施の形態について図1を参照しながら説明する。図1に示すように、電界発光素子1は、基板2上に、陽極3、正孔注入層4、正孔輸送層5、発光層6、電子輸送層7、電子注入層8、陰極9を順次有する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the electroluminescent device 1 includes an anode 3, a hole injection layer 4, a hole transport layer 5, a light emitting layer 6, an electron transport layer 7, an electron injection layer 8, and a cathode 9 on a substrate 2. Have sequentially.

基板2は、透明または半透明の材料から形成されていることが好ましく、例えば、ガラス板、透明プラスチックシート、半透明プラスチックシート、石英、透明セラミックスあるいはこれらを組み合わせた複合シートがある。なお、基板2は、不透明な材料から形成されていてもよい。この場合は、基板2の反対側から光を取り出す素子構造とすればよい。さらに、基板2に、例えば、カラーフィルター膜、色変換膜、誘電体反射膜などを組み合わせることにより、発光色をコントロールしてもよい。基板2の膜厚は、特に限定されないが、0.1〜50mm程度であるのが好ましく、0.1〜10mmであるのがより好ましい。 The substrate 2 is preferably formed of a transparent or translucent material, such as a glass plate, a transparent plastic sheet, a translucent plastic sheet, quartz, transparent ceramics, or a composite sheet combining these. The substrate 2 may be formed from an opaque material. In this case, an element structure in which light is extracted from the opposite side of the substrate 2 may be used. Furthermore, the emission color may be controlled by combining the substrate 2 with, for example, a color filter film, a color conversion film, a dielectric reflection film, or the like. Although the film thickness of the board | substrate 2 is not specifically limited, It is preferable that it is about 0.1-50 mm, and it is more preferable that it is 0.1-10 mm.

陽極3は、比較的仕事関数の大きい金属、合金または電気電導性化合物を電極物質として使用することが好ましい。陽極3に使用する電極物質としては、例えば、金、白金、銀、銅、コバルト、ニッケル、パラジウム、バナジウム、タングステン、酸化錫、酸化亜鉛、ITO(インジウム・ティン・オキサイド)、ポリチオフェン、ポリピロールなどがある。これらの電極物質は、単独で使用してもよく、複数併用してもよい。陽極3は、これらの電極物質を、例えば、蒸着法、スパッタリング法などの気相成長法により、基板2の上に形成することができる。また、陽極3は、一層構造であっても、多層構造であってもよい。このような陽極3の膜厚は、特に限定されないが、10〜500nm程度であるのが好ましく、30〜200nm程度であるのがより好ましい。 The anode 3 preferably uses a metal, an alloy or an electrically conductive compound having a relatively large work function as an electrode material. Examples of the electrode material used for the anode 3 include gold, platinum, silver, copper, cobalt, nickel, palladium, vanadium, tungsten, tin oxide, zinc oxide, ITO (indium tin oxide), polythiophene, and polypyrrole. is there. These electrode materials may be used alone or in combination. The anode 3 can form these electrode materials on the substrate 2 by, for example, a vapor phase growth method such as a vapor deposition method or a sputtering method. The anode 3 may have a single layer structure or a multilayer structure. Although the film thickness of such an anode 3 is not specifically limited, It is preferable that it is about 10-500 nm, and it is more preferable that it is about 30-200 nm.

正孔注入層4は陽極3からの正孔の注入を容易にする機能、注入された正孔を輸送し、正孔輸送層5に注入する機能を含有する層である。本実施形態で用いる正孔注入層4は、アントラセン誘導体を含む層であり、より好ましくは電子アクセプターとアントラセン誘導体を含む混合層である。アントラセン誘導体は高い熱安定性や優れたキャリア輸送性を示す材料であり、通常は5.5eVから6.0eVの仕事関数を有する。このため、5.0eV前後の仕事関数を有する一般的な陽極3からの正孔注入は困難であるが、アントラセン誘導体に電子アクセプターをドーピングし、正のキャリアであるホールを強制的に発生させることで、陽極3とオーミックコンタクトが可能となり、陽極からの正孔注入が容易になる。混合層は、電子アクセプターとアントラセン誘導体がそれぞれ単独であっても、電子アクセプターもしくはアントラセン誘導体が2種類以上混合されたものでもよい。さらに、その他の物質を用いて、複数の材料の混合層であっても良い。混合層中のアントラセン誘導体の割合は通常は主成分であり、体積換算で50%以上であるが、ホール注入に関して主体的役割を果たす場合は第2成分以下であってもよく、体積換算で10%から50%であってもよい。正孔注入層4の膜厚は、特に限定されないが、5〜150nm程度であるのが好ましく、10〜80nm程度であるのがより好ましい。 The hole injection layer 4 is a layer containing a function of facilitating injection of holes from the anode 3 and a function of transporting the injected holes and injecting them into the hole transport layer 5. The hole injection layer 4 used in this embodiment is a layer containing an anthracene derivative, and more preferably a mixed layer containing an electron acceptor and an anthracene derivative. Anthracene derivatives are materials exhibiting high thermal stability and excellent carrier transport properties, and usually have a work function of 5.5 eV to 6.0 eV. For this reason, although it is difficult to inject holes from a general anode 3 having a work function of around 5.0 eV, an electron acceptor is doped into an anthracene derivative to forcibly generate holes that are positive carriers. Thus, ohmic contact with the anode 3 is possible, and hole injection from the anode is facilitated. The mixed layer may be a single electron acceptor and an anthracene derivative, or a mixture of two or more electron acceptors or anthracene derivatives. Furthermore, a mixed layer of a plurality of materials may be used using other substances. The ratio of the anthracene derivative in the mixed layer is usually the main component and is 50% or more in terms of volume. However, in the case where it plays a main role with respect to hole injection, it may be the second component or less. % To 50%. The film thickness of the hole injection layer 4 is not particularly limited, but is preferably about 5 to 150 nm, and more preferably about 10 to 80 nm.

正孔注入層4に用いられるアントラセン誘導体としては、特に限定されることは無いが、カルバゾールやジベンゾフラン等の極性基を置換基に有するアントラセン誘導体が陽極への密着性の観点から好ましく用いることができる。カルバゾールやジベンゾフランは、他に、全ての置換基が炭化水素化合物により形成されるアントラセン誘導体も好ましく用いることができる。   Although it does not specifically limit as an anthracene derivative used for the positive hole injection layer 4, The anthracene derivative which has polar groups, such as carbazole and dibenzofuran, as a substituent can be used preferably from a viewpoint of the adhesiveness to an anode. . In addition to carbazole and dibenzofuran, anthracene derivatives in which all substituents are formed by hydrocarbon compounds can also be preferably used.

以下に、カルバゾールやジベンゾフランを置換基に有するアントラセン誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。

Figure 0006369747
Specific examples of the anthracene derivative having carbazole or dibenzofuran as a substituent are shown below, but are not limited thereto.
Figure 0006369747

電子アクセプターとしては、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化ルテニウム、酸化レニウム、酸化タングステン、酸化亜鉛、酸化錫、酸化鉄、酸化モリブデンなどの無機化合物の他、ヘキサシアノアザトリフェニレンやその誘導体のような有機物を用いることもできるが、電子アクセプターとしての能力が高く、アントラセン誘導体と共蒸着によって成膜することのできる酸化バナジウム、酸化タングステン、酸化モリブデンが最良である。 Electron acceptors include vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, ruthenium oxide, rhenium oxide, tungsten oxide, zinc oxide, tin oxide, iron oxide, molybdenum oxide, and other inorganic compounds, as well as hexacyanoazatriphenylene and its derivatives. However, vanadium oxide, tungsten oxide, and molybdenum oxide, which have a high ability as an electron acceptor and can be formed by co-evaporation with an anthracene derivative, are the best.

正孔輸送層5は正孔注入層4から注入された正孔を発光層6へ注入する機能を有する層である。また、正孔注入層4に電子アクセプターが含まれる場合は、発光層6と接触することで、励起子を消光してしまうため、正孔注入層4と発光層6を接触させない緩衝層としての機能も果たしている。本実施形態ではアントラセン誘導体を用いる。 The hole transport layer 5 is a layer having a function of injecting holes injected from the hole injection layer 4 into the light emitting layer 6. In addition, when the hole injection layer 4 contains an electron acceptor, the exciton is quenched by contact with the light emitting layer 6, so that the hole injection layer 4 and the light emitting layer 6 are not brought into contact with each other. It also plays a function. In this embodiment, an anthracene derivative is used.

正孔輸送層5に用いられるアントラセン誘導体としては、特に限定されることは無いが、キャリアの輸送性に優れた、全ての置換基が炭化水素化合物により形成されるアントラセン誘導体が好ましい。   The anthracene derivative used for the hole transport layer 5 is not particularly limited, but an anthracene derivative excellent in carrier transportability and in which all substituents are formed of a hydrocarbon compound is preferable.

発光層6は、注入された正孔および電子の輸送機能、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化合物を含有する層であり、キャリアの輸送や薄膜構造体としての機能を有するホスト材料と、発光の機能を有する発光ドーパントを含んでいる。本実施形態では、ホスト材料にはアントラセン誘導体を用いる。 The light emitting layer 6 is a layer containing a compound having a function of transporting injected holes and electrons, and a function of generating excitons by recombination of holes and electrons, and functions as carrier transport and a thin film structure. And a light-emitting dopant having a light-emitting function. In this embodiment, an anthracene derivative is used as the host material.

発光層6にホスト材料として用いられるアントラセン誘導体としては、特に限定されることは無いが、正孔輸送性、電子輸送性の何れにも優れ、高い蛍光量子効率を示すなどの理由で、全ての置換基が炭化水素化合物により形成されるアントラセン誘導体が好ましい。発光層6中のアントラセン誘導体の割合は、ホスト材料であることから通常は主成分であり、体積換算で50%以上であるが、キャリアの輸送や励起子の生成に主体的な役割を果たしている場合は第2成分以下であってもよく、体積換算で10%から50%であってもよい。   The anthracene derivative used as the host material for the light-emitting layer 6 is not particularly limited, but is excellent in both hole transporting properties and electron transporting properties, and exhibits high fluorescence quantum efficiency. Anthracene derivatives in which the substituent is formed by a hydrocarbon compound are preferred. The ratio of the anthracene derivative in the light emitting layer 6 is usually a main component because it is a host material, and is 50% or more in terms of volume, but plays a main role in carrier transport and exciton generation. In the case, it may be the second component or less, and may be 10% to 50% in terms of volume.

以下に、発光層6に用いることのできるアントラセン誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。また、これらのアントラセン誘導体は正孔輸送層5、電子輸送層7にも好ましく用いられる他、正孔注入層4、電子注入層8に用いることもできる。

Figure 0006369747


Although the specific example of the anthracene derivative which can be used for the light emitting layer 6 is shown below, it is not limited to these. Further, these anthracene derivatives are preferably used for the hole transport layer 5 and the electron transport layer 7, and can also be used for the hole injection layer 4 and the electron injection layer 8.
Figure 0006369747


発光ドーパントは、正孔と電子の再結合により生成した励起子エネルギーにより発光する化合物である。高い発光量子収率を有する材料が好ましく、加えて正孔や電子をトラップする機能を有する材料がより好ましい。本実施形態では、通常の電界発光素子で用いられている発光ドーパントを用いることができ、具体的には、芳香族炭化水素、芳香族アミン化合物、スチリルアミン化合物、シアノ基を置換基に有する芳香族炭化水素化合物、キナクリドン、クマリン、ローダミンなどを用いることができる。 The luminescent dopant is a compound that emits light by exciton energy generated by recombination of holes and electrons. A material having a high emission quantum yield is preferable, and a material having a function of trapping holes and electrons is more preferable. In the present embodiment, a light emitting dopant used in a normal electroluminescent device can be used. Specifically, an aromatic hydrocarbon, an aromatic amine compound, a styrylamine compound, an aromatic having a cyano group as a substituent. Group hydrocarbon compounds, quinacridone, coumarin, rhodamine and the like can be used.

本実施形態の電界発光素子では、正孔輸送層5と発光層6との界面、あるいは発光層6と電子輸送層7との界面に注入障壁が無いため、発光ドーパントには通常よりも強力なキャリアトラップ性が必要となる。このような発光ドーパントとしては、正孔トラップ性ドーパントであれば、1分子に2個以上のトリアリールアミン構造を有する芳香族アミン化合物、あるいは電子トラップ性ドーパントであれば、シアノ基を置換基に有する芳香族炭化水素化合物などがより好ましい。   In the electroluminescent element of this embodiment, since there is no injection barrier at the interface between the hole transport layer 5 and the light emitting layer 6 or the interface between the light emitting layer 6 and the electron transport layer 7, the light emitting dopant is stronger than usual. Carrier trapping is required. As such a light-emitting dopant, if it is a hole trapping dopant, an aromatic amine compound having two or more triarylamine structures per molecule, or if it is an electron trapping dopant, a cyano group is used as a substituent. An aromatic hydrocarbon compound or the like is more preferable.

シアノ基を置換基に有する芳香族炭化水素化合物としては下記構造の一般式(I)で示される化合物が特に好ましい。

Figure 0006369747

(一般式(I)におけるAは多環芳香族化合物である。Lは多環芳香族化合物とシアノ基を結ぶ連結基であり、置換または無置換のアリール基、置換または無置換の複素環基を示す。m、n、xは価数を表し、1〜10の何れかの整数である。) As the aromatic hydrocarbon compound having a cyano group as a substituent, a compound represented by the general formula (I) having the following structure is particularly preferable.
Figure 0006369747

(A in the general formula (I) is a polycyclic aromatic compound. L is a linking group connecting the polycyclic aromatic compound and the cyano group, and is a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group. M, n, and x represent a valence and are any integer of 1 to 10.)

Aで表される多環芳香族化合物は、特に限定されることは無いがフルオランテン誘導体が好ましく、特にベンゾフルオランテンが好ましい。この場合、価数mは1または2であることが好ましい。Lは連結基であり、通常はフェニレン基、ナフチレン基等の低分子量の炭化水素化合物である。価数Xは連結基の数を表し、通常は1から3である。価数nは連結基L上のシアノ基の数を表し、通常は1から5である。   The polycyclic aromatic compound represented by A is not particularly limited, but a fluoranthene derivative is preferable, and benzofluoranthene is particularly preferable. In this case, the valence m is preferably 1 or 2. L is a linking group and is usually a low molecular weight hydrocarbon compound such as a phenylene group or a naphthylene group. The valence X represents the number of linking groups and is usually 1 to 3. The valence n represents the number of cyano groups on the linking group L, and is usually 1 to 5.

以下に一般式(I)の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。

Figure 0006369747
Figure 0006369747
Specific examples of general formula (I) are shown below, but are not limited thereto.
Figure 0006369747
Figure 0006369747

発光ドーパントのホスト化合物に対する含有量は通常0.01〜20wt%であり、さらには0.1〜15wt%であることが好ましい。 The content of the luminescent dopant with respect to the host compound is usually 0.01 to 20 wt%, and more preferably 0.1 to 15 wt%.

発光層6には、さらにその他の化合物を含有させても良い。キャリア輸送材料を混ぜることで発光層のキャリア輸送性を調節できる他、蛍光色素を混ぜることで発光色を変換して使用することができる。このような化合物としては、例えば、キナクリドン、ルブレン、スチリル系色素などの色素化合物、トリアリールアミン誘導体などのキャリア輸送性化合物が挙げられる。   The light emitting layer 6 may further contain other compounds. In addition to adjusting the carrier transport property of the light emitting layer by mixing a carrier transporting material, the light emitting color can be converted and used by mixing a fluorescent dye. Examples of such compounds include dye compounds such as quinacridone, rubrene, and styryl dyes, and carrier transporting compounds such as triarylamine derivatives.

発光層6の膜厚は、特に限定されないが、0.1〜100nm程度が好ましく、1〜50nm程度がより好ましい。   Although the film thickness of the light emitting layer 6 is not specifically limited, About 0.1-100 nm is preferable and about 1-50 nm is more preferable.

電子輸送層7は、電子注入層8から注入された電子を発光層6に輸送する機能を有する層である。本実施形態では、アントラセン誘導体を用いる。アントラセン誘導体の具体例は、B−1〜B−11に示したものを用いることができるが、これらに限定されるものではない。   The electron transport layer 7 is a layer having a function of transporting electrons injected from the electron injection layer 8 to the light emitting layer 6. In this embodiment, an anthracene derivative is used. Specific examples of the anthracene derivative may be those shown in B-1 to B-11, but are not limited thereto.

電子輸送層7の膜厚は、特に限定されないが、0.1〜200nm程度であるのが好ましく、1〜100nm程度がより好ましい。 Although the film thickness of the electron carrying layer 7 is not specifically limited, About 0.1-200 nm is preferable and about 1-100 nm is more preferable.

電子注入層8は、陰極9からの電子の注入を容易にする機能の他、陰極9との密着性を高める機能を有するものである。本実施形態では、アントラセン誘導体を用いる。 The electron injection layer 8 has a function of facilitating injection of electrons from the cathode 9 and a function of improving adhesion with the cathode 9. In this embodiment, an anthracene derivative is used.

電子注入層8に用いられるアントラセン誘導体としては、特に限定されることは無いが、ピリジンやピリミジン、キノキサリン、イミダゾピリジン、イミダゾピリミジン、オキサジアゾール、フェナントロリン等の含窒素複素環を置換基に有するアントラセン誘導体が好ましい。これらのアントラセン誘導体は、陰極への密着性が良好である他、陰極からの電子注入性が優れている材料である。他に、全ての置換基が炭化水素化合物により形成されるアントラセン誘導体も好ましく用いることができる。   The anthracene derivative used for the electron injection layer 8 is not particularly limited, but anthracene having a nitrogen-containing heterocyclic ring such as pyridine, pyrimidine, quinoxaline, imidazopyridine, imidazopyrimidine, oxadiazole, phenanthroline as a substituent. Derivatives are preferred. These anthracene derivatives are materials having excellent adhesion to the cathode and excellent electron injection from the cathode. In addition, anthracene derivatives in which all substituents are formed by hydrocarbon compounds can also be preferably used.

以下に、含窒素複素環を置換基に有するアントラセン誘導体の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。

Figure 0006369747
Specific examples of the anthracene derivative having a nitrogen-containing heterocycle as a substituent are shown below, but are not limited thereto.
Figure 0006369747

電子注入層8に用いられるアントラセン誘導体には、電子ドナーとして機能する化合物をドーピングして用いても良い。アントラセン誘導体に電子ドナーをドーピングし、負のキャリアを強制的に発生させることで、陰極とオーミックコンタクトが可能となり、陰極からの電子注入をより容易にすることができる。このような電子ドナーしては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属およびその酸化物やハロゲン化物、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属およびその酸化物やハロゲン化物などを用いることができる。   The anthracene derivative used for the electron injection layer 8 may be doped with a compound that functions as an electron donor. By doping an anthracene derivative with an electron donor and forcibly generating negative carriers, ohmic contact with the cathode becomes possible, and electron injection from the cathode can be facilitated. As such an electron donor, alkali metals such as lithium, sodium, and potassium and oxides and halides thereof, alkaline earth metals such as calcium and magnesium, oxides and halides thereof, and the like can be used.

電子注入層8の膜厚は、特に限定されないが、0.01〜100nm程度であるのが好ましく、0.01〜10nm程度がより好ましい。   The thickness of the electron injection layer 8 is not particularly limited, but is preferably about 0.01 to 100 nm, and more preferably about 0.01 to 10 nm.

陰極9は、比較的仕事関数の小さい金属およびその塩、合金、または電気電導性化合物を電極構成物質として使用することができる。例えば、金属として、リチウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、インジウム、ルテニウム、チタニウム、マンガン、イットリウム、アルミニウム、酸化物として酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、弗化物として、弗化リチウム、弗化ナトリウム、弗化カルシウム、弗化マグネシウム、合金として、リチウム−インジウム合金、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−カルシウム合金、アルミニウム−マグネシウム合金、電気電導性化合物としてグラファイト薄膜などを挙げることができる。 For the cathode 9, a metal having a relatively small work function and a salt thereof, an alloy, or an electrically conductive compound can be used as an electrode constituent material. For example, lithium, sodium, calcium, magnesium, indium, ruthenium, titanium, manganese, yttrium, aluminum as metal, lithium oxide, sodium oxide, calcium oxide, magnesium oxide as oxide, lithium fluoride, fluoride as fluoride Sodium, calcium fluoride, magnesium fluoride, alloys include lithium-indium alloy, sodium-potassium alloy, magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, aluminum-lithium alloy, aluminum-calcium alloy, aluminum-magnesium alloy, electrical conduction Examples of the functional compound include a graphite thin film.

これらの電極構成物質は、単独で使用してもよく、あるいは複数併用してもよい。陰極9は、これらの電極物質を、例えば、蒸着法、スパッタリング法、イオン化蒸着法、イオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法などの方法により、電子注入層8の上に形成することができる。また、陰極9は一層構造であっても、多層構造であってもよい。なお、電界発光素子の発光を効率よく取り出すために、陽極3または陰極9の少なくとも一方の電極が、透明ないし半透明であることが好ましく、一般に、400nmから800nmまでの可視光波長領域での光の透過率が80%以上となるように陽極3または陰極9の材料、厚みを設定することがより好ましい。 These electrode constituent materials may be used alone or in combination. The cathode 9 can be formed of these electrode materials on the electron injection layer 8 by a method such as vapor deposition, sputtering, ionized vapor deposition, ion plating, or cluster ion beam. The cathode 9 may have a single layer structure or a multilayer structure. In order to efficiently extract light emitted from the electroluminescent element, it is preferable that at least one of the anode 3 and the cathode 9 is transparent or translucent. Generally, light in a visible light wavelength region from 400 nm to 800 nm is used. More preferably, the material and thickness of the anode 3 or the cathode 9 are set so that the transmittance is 80% or more.

陰極9の厚さは、電極としての機能を十分に果たせる程度に低抵抗となる厚みが必要である。特に限定されないが、10〜3000nm程度であるのが好ましく、10〜1000nm程度がより好ましい。   The thickness of the cathode 9 needs to be low enough to sufficiently function as an electrode. Although not particularly limited, it is preferably about 10 to 3000 nm, and more preferably about 10 to 1000 nm.

以下、本発明の具体的な実施例を比較例とともに示し、本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, specific examples of the present invention will be shown together with comparative examples, and the present invention will be described in more detail.

(実施例1)
ガラス基板上にRFスパッタ法で、ITO透明電極薄膜を100nmの厚さに成膜し、パターニングした。このITO透明電極付きガラス基板を、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た。透明電極表面をUV/O洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した
Example 1
An ITO transparent electrode thin film having a thickness of 100 nm was formed on a glass substrate by RF sputtering and patterned. This glass substrate with an ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone and ethanol, and then pulled up from boiling ethanol and dried. After the surface of the transparent electrode was washed with UV / O 3, it was fixed to a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less.

次に、真空蒸着装置のホルダーに基板を固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した。減圧状態を保ったまま、例示化合物A−3と、電子アクセプターとしての酸化モリブデンとを、体積比95:5で、全体の蒸着速度0.1nm/secとして60nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。 Next, the substrate was fixed to a holder of a vacuum vapor deposition apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less. While maintaining the reduced pressure state, Exemplified Compound A-3 and molybdenum oxide as an electron acceptor were vapor-deposited at a volume ratio of 95: 5 to a thickness of 60 nm with an overall vapor deposition rate of 0.1 nm / sec. An injection layer was formed.

次に、減圧状態を保ったまま、例示化合物B−7のみを蒸着速度0.1nm/secで10nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, only Exemplified Compound B-7 was deposited to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、ホスト材料として例示化合物B−7と、発光ドーパントとして例示化合物C−8を、発光ドーパントの含有量を3wt%で、全体の蒸着速度0.1nm/secとして40nmの厚さに共蒸着し、発光層とした。   Furthermore, while maintaining the reduced pressure state, the exemplified compound B-7 as the host material, the exemplified compound C-8 as the luminescent dopant, the content of the luminescent dopant is 3 wt%, and the overall deposition rate is 0.1 nm / sec, 40 nm. The light emitting layer was co-evaporated to a thickness of 1.

次に、減圧状態を保ったまま、電子輸送層として例示化合物B−7のみを25nm、続けて電子注入層として例示化合物D−4を5nm、蒸着速度0.1nm/secで蒸着した。   Next, while maintaining the reduced pressure state, only Exemplified Compound B-7 was deposited as an electron transport layer at 25 nm, and subsequently Exemplified Compound D-4 was deposited as an electron injection layer at 5 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec.

次いで、LiFを蒸着速度0.1nm/secで1.2nmの厚さに蒸着して電子注入電極とし、保護電極としてAlを100nm蒸着し、最後にガラス封止して電界発光素子を得た。   Next, LiF was deposited to a thickness of 1.2 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron injection electrode, Al was deposited to 100 nm as a protective electrode, and finally glass sealed to obtain an electroluminescent device.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2500cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は5.26V、寿命時間は1230hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. The electroluminescence device obtained blue light emission of 2500 cd / m 2 , the driving voltage was 5.26 V, and the lifetime was 1230 h.

(実施例2)
発光ドーパントを例示化合物C−8から下記構造の例示化合物E−1に変えた以外は、実施例1と同様にして電解発光素子を作成した。
(Example 2)
An electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 1 except that the luminescent dopant was changed from the exemplified compound C-8 to the exemplified compound E-1 having the following structure.

Figure 0006369747
Figure 0006369747

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2100cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は5.13V、寿命時間は900hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2100 cd / m 2 , the driving voltage was 5.13 V, and the lifetime was 900 h.

(実施例3)
ガラス基板上にRFスパッタ法で、ITO透明電極薄膜を100nmの厚さに成膜し、パターニングした。このITO透明電極付きガラス基板を、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た。透明電極表面をUV/O洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した
(Example 3)
An ITO transparent electrode thin film having a thickness of 100 nm was formed on a glass substrate by RF sputtering and patterned. This glass substrate with an ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone and ethanol, and then pulled up from boiling ethanol and dried. After the surface of the transparent electrode was washed with UV / O 3, it was fixed to a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less.

次に、真空蒸着装置のホルダーに基板を固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した。減圧状態を保ったまま、例示化合物B−7と、電子アクセプターとしての酸化モリブデンとを、体積比95:5で、全体の蒸着速度0.1nm/secとして60nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。 Next, the substrate was fixed to a holder of a vacuum vapor deposition apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less. While maintaining the reduced pressure state, Exemplified Compound B-7 and molybdenum oxide as an electron acceptor were vapor-deposited at a volume ratio of 95: 5 to a thickness of 60 nm with an overall vapor deposition rate of 0.1 nm / sec. An injection layer was formed.

次に、減圧状態を保ったまま、例示化合物B−7のみを蒸着速度0.1nm/secで10nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, only Exemplified Compound B-7 was deposited to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、ホスト材料として例示化合物B−7と、発光ドーパントとして例示化合物C−8を、発光ドーパントの含有量を3wt%で、全体の蒸着速度0.1nm/secとして40nmの厚さに共蒸着し、発光層とした。   Furthermore, while maintaining the reduced pressure state, the exemplified compound B-7 as the host material, the exemplified compound C-8 as the luminescent dopant, the content of the luminescent dopant is 3 wt%, and the overall deposition rate is 0.1 nm / sec, 40 nm. The light emitting layer was co-evaporated to a thickness of 1.

次に、減圧状態を保ったまま、電子輸送層として例示化合物B−7のみを25nm、続けて電子注入層として例示化合物D−4を5nm、蒸着速度0.1nm/secで蒸着した。   Next, while maintaining the reduced pressure state, only Exemplified Compound B-7 was deposited as an electron transport layer at 25 nm, and subsequently Exemplified Compound D-4 was deposited as an electron injection layer at 5 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec.

次いで、LiFを蒸着速度0.1nm/secで1.2nmの厚さに蒸着して電子注入電極とし、保護電極としてAlを100nm蒸着し、最後にガラス封止して電界発光素子を得た。   Next, LiF was deposited to a thickness of 1.2 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron injection electrode, Al was deposited to 100 nm as a protective electrode, and finally glass sealed to obtain an electroluminescent device.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2600cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は4.97V、寿命時間1270hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2600 cd / m 2 , the driving voltage was 4.97 V, and the lifetime was 1270 h.

(実施例4)
全ての例示化合物B−7を例示化合物B−4に変えた以外は実施例3と同様に電界発光素子を作成した。
Example 4
An electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 3 except that all the exemplified compounds B-7 were changed to the exemplified compound B-4.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2700cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は5.03V、寿命時間1330hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2700 cd / m 2 , the driving voltage was 5.03 V, and the lifetime was 1330 h.

(実施例5)
発光ドーパントを例示化合物C−8から例示化合物C−9に変えた以外は、実施例3と同様にして電界発光素子を作成した。
(Example 5)
An electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 3 except that the luminescent dopant was changed from Exemplified Compound C-8 to Exemplified Compound C-9.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは3200cd/mの青緑色の発光が得られ、駆動電圧は4.88V、寿命時間は1370hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue-green light of 3200 cd / m 2 , the driving voltage was 4.88 V, and the lifetime was 1370 h.

(実施例6)
ガラス基板上にRFスパッタ法で、ITO透明電極薄膜を100nmの厚さに成膜し、パターニングした。このITO透明電極付きガラス基板を、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た。透明電極表面をUV/O洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した
(Example 6)
An ITO transparent electrode thin film having a thickness of 100 nm was formed on a glass substrate by RF sputtering and patterned. This glass substrate with an ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone and ethanol, and then pulled up from boiling ethanol and dried. After the surface of the transparent electrode was washed with UV / O 3, it was fixed to a substrate holder of a vacuum evaporation apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less.

次に、真空蒸着装置のホルダーに基板を固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した。減圧状態を保ったまま、例示化合物B−7と、電子アクセプターとしての酸化モリブデンとを、体積比95:5で、全体の蒸着速度0.1nm/secとして60nmの厚さに蒸着し、正孔注入層とした。 Next, the substrate was fixed to a holder of a vacuum vapor deposition apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less. While maintaining the reduced pressure state, Exemplified Compound B-7 and molybdenum oxide as an electron acceptor were vapor-deposited at a volume ratio of 95: 5 to a thickness of 60 nm with an overall vapor deposition rate of 0.1 nm / sec. An injection layer was formed.

次に、減圧状態を保ったまま、例示化合物B−7のみを蒸着速度0.1nm/secで10nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。   Next, while maintaining the reduced pressure state, only Exemplified Compound B-7 was deposited to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form a hole transport layer.

さらに、減圧状態を保ったまま、ホスト材料として例示化合物B−7と、発光ドーパントとして例示化合物C−8を、発光ドーパントの含有量を3wt%で、全体の蒸着速度0.1nm/secとして40nmの厚さに共蒸着し、発光層とした。   Furthermore, while maintaining the reduced pressure state, the exemplified compound B-7 as the host material, the exemplified compound C-8 as the luminescent dopant, the content of the luminescent dopant is 3 wt%, and the overall deposition rate is 0.1 nm / sec, 40 nm. The light emitting layer was co-evaporated to a thickness of 1.

次に、減圧状態を保ったまま、電子輸送層として例示化合物B−7のみを25nm、続けて電子注入層として例示化合物B−7とLi金属とを体積比95:5で5nm、蒸着速度0.1nm/secで蒸着した。   Next, while maintaining the reduced pressure state, only Exemplified Compound B-7 was 25 nm as the electron transport layer, and subsequently Exemplified Compound B-7 and Li metal as the electron injection layer were 5 nm at a volume ratio of 95: 5, and the deposition rate was 0. Vapor deposition was performed at 1 nm / sec.

次いで、LiFを蒸着速度0.1nm/secで1.2nmの厚さに蒸着して電子注入電極とし、保護電極としてAlを100nm蒸着し、最後にガラス封止して電界発光素子を得た。   Next, LiF was deposited to a thickness of 1.2 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron injection electrode, Al was deposited to 100 nm as a protective electrode, and finally glass sealed to obtain an electroluminescent device.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2500cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は4.82V、寿命時間1180hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2500 cd / m 2 , the driving voltage was 4.82 V, and the lifetime was 1180 h.

(実施例7)
電子注入層に、Li金属に変えてLiFを用いた以外は実施例6と同様に電界発光素子を作成した。
(Example 7)
An electroluminescent element was prepared in the same manner as in Example 6 except that LiF was used instead of Li metal for the electron injection layer.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2700cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は4.95V、寿命時間1320hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2700 cd / m 2 , the driving voltage was 4.95 V, and the lifetime was 1320 h.

(実施例8)
電子注入層におけるB−7をD−4に変えた以外は実施例6と同様に電界発光素子を作成した。
(Example 8)
An electroluminescent element was produced in the same manner as in Example 6 except that B-7 in the electron injection layer was changed to D-4.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2800cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は4.99V、寿命時間1410hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2800 cd / m 2 , the driving voltage was 4.99 V, and the lifetime was 1410 h.

(実施例9)
電子注入層におけるB−7をD−8に変えた以外は実施例6と同様に電界発光素子を作成した。
Example 9
An electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 6 except that B-7 in the electron injection layer was changed to D-8.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2600cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は5.08V、寿命時間1350hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2600 cd / m 2 , the driving voltage was 5.08 V, and the lifetime was 1350 h.

(実施例10)
全ての例示化合物B−7を例示化合物B−11に変えた以外は実施例6と同様に電界発光素子を作成した。
(Example 10)
An electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 6 except that all the exemplified compounds B-7 were changed to the exemplified compounds B-11.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2100cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は4.72V、寿命時間1570hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2100 cd / m 2 , the driving voltage was 4.72 V, and the lifetime was 1570 h.

(実施例11)
正孔注入層における酸化モリブデンを酸化バナジウムに変えた以外は実施例3と同様に電界発光素子を作成した。
(Example 11)
An electroluminescent element was prepared in the same manner as in Example 3 except that the molybdenum oxide in the hole injection layer was changed to vanadium oxide.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2600cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は5.08V、寿命時間1350hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2600 cd / m 2 , the driving voltage was 5.08 V, and the lifetime was 1350 h.

(比較例1)
ガラス基板上にRFスパッタ法で、ITO透明電極薄膜を100nmの厚さに成膜し、パターニングした。このITO透明電極付きガラス基板を、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た。透明電極表面をUV/O洗浄した後、真空蒸着装置の基板ホルダーに固定して、槽内を1×10−4Pa以下まで減圧した。
(Comparative Example 1)
An ITO transparent electrode thin film having a thickness of 100 nm was formed on a glass substrate by RF sputtering and patterned. This glass substrate with an ITO transparent electrode was subjected to ultrasonic cleaning using a neutral detergent, acetone and ethanol, and then pulled up from boiling ethanol and dried. After the surface of the transparent electrode was washed with UV / O 3, it was fixed to a substrate holder of a vacuum deposition apparatus, and the inside of the tank was depressurized to 1 × 10 −4 Pa or less.

次に、減圧状態を保ったまま、下記の例示化合物F−1を蒸着速度0.1nm/sec で30nmの膜厚に蒸着し、正孔注入層とした。   Next, the following exemplary compound F-1 was vapor-deposited to a film thickness of 30 nm at a vapor deposition rate of 0.1 nm / sec while maintaining the reduced pressure state to form a hole injection layer.

Figure 0006369747
Figure 0006369747

次いで、下記構造の例示化合物G−1を蒸着速度0.1nm/secで10nmの厚さに蒸着し、正孔輸送層とした。   Then, exemplary compound G-1 having the following structure was deposited at a deposition rate of 0.1 nm / sec to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer.

Figure 0006369747
Figure 0006369747

さらに、減圧状態を保ったまま、ホスト材料としての例示化合物B−7と、発光ドーパントとしての例示化合物C−8とを、体積比97:3で、全体の蒸着速度0.1nm/secとして40nmの厚さに蒸着し、発光層とした。   Further, while maintaining the reduced pressure state, the exemplified compound B-7 as the host material and the exemplified compound C-8 as the luminescent dopant were mixed at a volume ratio of 97: 3 with an overall deposition rate of 0.1 nm / sec to 40 nm. A light emitting layer was formed by vapor deposition.

次に、減圧状態を保ったまま、電子輸送層として例示化合物B−7を25nm、続けて電子注入層としてトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3)を5nm、蒸着速度0.1nm/secで蒸着した。   Next, while maintaining the reduced pressure state, Exemplified Compound B-7 was 25 nm as the electron transport layer, and subsequently Tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3) was 5 nm as the electron injection layer at a deposition rate of 0.1 nm / sec. Vapor deposited.

次いで、LiFを蒸着速度0.1nm/secで0.5nmの厚さに蒸着して電子注入電極とし、保護電極としてAlを100nm蒸着し、最後にガラス封止して電界発光素子を得た。   Next, LiF was deposited to a thickness of 0.5 nm at a deposition rate of 0.1 nm / sec to form an electron injection electrode, Al was deposited to 100 nm as a protective electrode, and finally glass sealed to obtain an electroluminescent device.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは1100cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は8.87V、寿命時間480hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. From this electroluminescent element, blue light emission of 1100 cd / m 2 was obtained, the driving voltage was 8.87 V, and the lifetime was 480 h.

(比較例2)
発光ドーパントを例示化合物C−8から例示化合物E−1に変えた以外は、比較例1と同様にして電解発光素子を作成した。
(Comparative Example 2)
An electroluminescent device was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the luminescent dopant was changed from Exemplified Compound C-8 to Exemplified Compound E-1.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2500cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は9.24V、寿命時間は880hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2500 cd / m 2 , the driving voltage was 9.24 V, and the lifetime was 880 h.

(比較例3)
電子注入層として例示化合物D−4をトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(Alq3)に変えた以外は実施例3と同様にして電解発光素子を作成した。
(Comparative Example 3)
An electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 3 except that the exemplified compound D-4 was changed to tris (8-hydroxyquinoline) aluminum (Alq3) as the electron injection layer.

この電界発光素子に直流電流を印加し、電流密度50mA/cmの駆動条件で、輝度、電圧を測定した。さらに、同じ条件で駆動寿命の測定も行い、初期の輝度から半分の輝度になるまでの時間を寿命時間とした。この電界発光素子からは2300cd/mの青色発光が得られ、駆動電圧は6.19V、寿命時間1050hであった。 A direct current was applied to the electroluminescent element, and luminance and voltage were measured under a driving condition of a current density of 50 mA / cm 2 . Further, the drive life was measured under the same conditions, and the time from the initial brightness to half the brightness was defined as the life time. This electroluminescent element emitted blue light of 2300 cd / m 2 , the driving voltage was 6.19 V, and the lifetime was 1050 h.

以下に実施例および比較例の一覧を示す。

Figure 0006369747
A list of examples and comparative examples is shown below.
Figure 0006369747

以上のように、本発明に係る電界発光素子は、正孔注入層から電子注入層に至るまでの全ての層にアントラセン誘導体を用いることで、正孔および電子の注入障壁を大幅に改善できる。その結果として、低電圧駆動で長寿命の電界発光素子を提供することができ、自動車のインパネなどの表示部、テレビや携帯電話などのディスプレイ、照明などに好適に使用できる。   As described above, the electroluminescent device according to the present invention can significantly improve the hole and electron injection barrier by using anthracene derivatives in all layers from the hole injection layer to the electron injection layer. As a result, it is possible to provide an electroluminescent element with a low voltage drive and a long life, and can be suitably used for a display unit such as an instrument panel of a car, a display such as a television or a mobile phone, and illumination.

1 電界発光素子
2 基板
3 陽極
4 正孔注入層
5 正孔輸送層
6 発光層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electroluminescent element 2 Substrate 3 Anode 4 Hole injection layer 5 Hole transport layer 6 Light emitting layer 7 Electron transport layer 8 Electron injection layer 9 Cathode

Claims (5)

陽極および陰極からなる一対の電極間に、少なくとも1層の発光層と、正孔輸送層と、を含む積層された複数の有機層が挟持された電界発光素子において、前記複数の有機層の全ての層にアントラセン誘導体が含まれ、前記陰極と前記発光層との間にアントラセン誘導体を含む電子注入層を有し、かつ前記電子注入層に電子ドナーがドーピングされ、前記正孔輸送層はアントラセン誘導体のみからなることを特徴とする電界発光素子。 In an electroluminescent device in which a plurality of stacked organic layers including at least one light emitting layer and a hole transport layer are sandwiched between a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, all of the plurality of organic layers The layer includes an anthracene derivative, an electron injection layer including the anthracene derivative between the cathode and the light emitting layer, and the electron injection layer is doped with an electron donor, and the hole transport layer is an anthracene derivative An electroluminescent element comprising only the element. 陽極および陰極からなる一対の電極間に、少なくとも1層の発光層と、正孔輸送層と、を含む積層された複数の有機層が挟持された電界発光素子において、前記複数の有機層の全ての層にアントラセン誘導体が含まれ、前記陽極と前記発光層との間にアントラセン誘導体を含む正孔注入層を有し、かつ前記正孔注入層に電子アクセプターがドーピングされ、前記正孔輸送層はアントラセン誘導体のみからなることを特徴とする電界発光素子。  In an electroluminescent device in which a plurality of stacked organic layers including at least one light emitting layer and a hole transport layer are sandwiched between a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, all of the plurality of organic layers The layer includes an anthracene derivative, and has a hole injection layer containing the anthracene derivative between the anode and the light emitting layer, and the hole injection layer is doped with an electron acceptor, An electroluminescent device comprising only an anthracene derivative. 前記陰極と前記発光層との間にアントラセン誘導体を含む電子注入層を有し、かつ前記電子注入層に電子ドナーがドーピングされていることを特徴とする請求項2に記載の電界発光素子。 Electroluminescent device according an electron injection layer containing an anthracene derivative, and the electron donor to the electron injection layer is doped with Motomeko 2 you wherein between said light emitting layer and the cathode . 前記複数の有機層の全てに、同一のアントラセン誘導体が含まれていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の電界発光素子。 The electroluminescent device according to claim 1, wherein the plurality of organic layers all contain the same anthracene derivative. 前記発光層が下記一般式(I)の化合物を含むことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の電界発光素子。
Figure 0006369747
(一般式(I)におけるAは多環芳香族化合物である。Lは多環芳香族化合物とシアノ基を結ぶ連結基であり、置換または無置換のアリール基、置換または無置換の複素環基を示す。m、n、xは価数を表し、1〜10の何れかの整数である。
The said light emitting layer contains the compound of the following general formula (I), The electroluminescent element as described in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned.
Figure 0006369747
(A in the general formula (I) is a polycyclic aromatic compound. L is a linking group connecting the polycyclic aromatic compound and the cyano group, and is a substituted or unsubstituted aryl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic group. M, n, and x represent a valence and are any integer of 1-10.
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