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JP2001110568A - Organic light emitting device - Google Patents

Organic light emitting device

Info

Publication number
JP2001110568A
JP2001110568A JP28436199A JP28436199A JP2001110568A JP 2001110568 A JP2001110568 A JP 2001110568A JP 28436199 A JP28436199 A JP 28436199A JP 28436199 A JP28436199 A JP 28436199A JP 2001110568 A JP2001110568 A JP 2001110568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
emitting device
organic light
polymer
electron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28436199A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisanori Sugiura
久則 杉浦
Hitoshi Hisada
均 久田
Tetsuya Sato
徹哉 佐藤
Mikiko Matsuo
三紀子 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP28436199A priority Critical patent/JP2001110568A/en
Publication of JP2001110568A publication Critical patent/JP2001110568A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い発光効率を有するポリマー分散型の有機
発光素子を提供する。 【解決手段】 発光層が、特定のホール輸送性能をもつ
電荷輸送性ポリマー3Aと、特定の電子輸送性能をもつ
電荷輸送材3B、及び発光材3Cからなることにより、
高い発光効率を有するポリマー分散型の有機発光素子を
提供することができる。
(57) [Problem] To provide a polymer-dispersed organic light-emitting device having high luminous efficiency. SOLUTION: The light emitting layer comprises a charge transporting polymer 3A having a specific hole transporting performance, a charge transporting material 3B having a specific electron transporting performance, and a light emitting material 3C,
A polymer-dispersed organic light-emitting device having high luminous efficiency can be provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は平面光源や平板状デ
ィスプレイに使用される有機発光素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic light emitting device used for a flat light source or a flat display.

【0002】[0002]

【従来の技術】電場発光素子は、自発光のため視認性が
高く、薄型化が可能なため、平板状ディスプレイ等の表
示素子として注目を集めている。中でも、有機化合物を
発光体とする有機EL素子は、無機EL素子と比較して
低電圧駆動が可能なこと、大面積化が容易なこと、適当
な色素を選ぶことにより、所望の発光色を容易に得られ
ること等の特徴を有し、次世代ディスプレイとして活発
に開発が行われている。
2. Description of the Related Art An electroluminescent element has attracted attention as a display element such as a flat display because it has high visibility due to self light emission and can be made thin. Above all, an organic EL element using an organic compound as a light-emitting element can achieve a desired emission color by being able to be driven at a low voltage, being easy to increase in area, and selecting an appropriate dye as compared with an inorganic EL element. It has features such as being easily obtained, and is being actively developed as a next-generation display.

【0003】有機発光体を用いたEL素子としては、例
えば厚さ1μm以下のアントラセン蒸着膜に30Vの電
圧を印加することにより、青色発光が得られている(Thi
n Solid Films, 94(1982) 171)。しかし、この素子は高
電圧を印加しても十分な輝度が得られず、さらに発光効
率を向上する必要があった。
As an EL element using an organic light-emitting material, blue light emission is obtained by applying a voltage of 30 V to an anthracene vapor-deposited film having a thickness of 1 μm or less (Thi).
n Solid Films, 94 (1982) 171). However, this device did not provide sufficient luminance even when a high voltage was applied, and it was necessary to further improve the luminous efficiency.

【0004】これに対し、Tangらは透明電極(陽極)、
ホール輸送層、電子輸送性の発光層、仕事関数の低い金
属を用いた陰極を積層することにより、発光効率の向上
を図り、10V以下の印加電圧で、1000cd/m2の輝
度を実現した(Appl.Phys.Lett., 51(1987) 913)。
On the other hand, Tang et al. Have a transparent electrode (anode),
By stacking a hole transport layer, an electron transporting light emitting layer, and a cathode using a metal having a low work function, the luminous efficiency was improved, and a luminance of 1000 cd / m 2 was realized with an applied voltage of 10 V or less ( Appl. Phys. Lett., 51 (1987) 913).

【0005】さらに、ホール輸送層と電子輸送層で発光
層を挟み込んだ3層構造の素子(Jpn.J.Appl Phys., 27
(1988) L269)や、発光層にドーピングされた色素からの
発光を得る素子(J.Appl.Phys., 65(1989)3610)が報告さ
れている。
Further, a device having a three-layer structure in which a light emitting layer is sandwiched between a hole transport layer and an electron transport layer (Jpn. J. Appl Phys., 27
(1988) L269) and an element (J. Appl. Phys., 65 (1989) 3610) that obtains light emission from a dye doped in a light emitting layer.

【0006】一方、上記構成の素子が全て真空蒸着法な
どのドライプロセスにより各層を形成するのに対し、ス
ピンコート法やキャスト法などの、いわゆる湿式成膜法
で素子を形成する方法がある(例えば、特開平第3−7
90号、特開平第3−171590号等)。
On the other hand, while all the elements having the above-described structure form each layer by a dry process such as a vacuum evaporation method, there is a method of forming an element by a so-called wet film forming method such as a spin coating method or a casting method ( For example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-7
No. 90, JP-A-3-171590 and the like).

【0007】すなわち、前記ホール輸送層、電子輸送
層、発光層を形成する材料の少なくとも1種以上を、ポ
リマーバインダーとともに適当な溶媒に溶解し、これを
電極表面に塗布して発光層を形成した後、さらに発光層
上に電極を蒸着法等で形成するものである。以下、こう
して作製された有機発光素子を従来の積層型発光素子に
対してポリマー分散型発光素子という。
That is, at least one of the materials for forming the hole transport layer, the electron transport layer, and the light emitting layer is dissolved in a suitable solvent together with a polymer binder, and the solution is applied to the electrode surface to form a light emitting layer. Thereafter, an electrode is further formed on the light emitting layer by a vapor deposition method or the like. Hereinafter, the organic light-emitting device thus manufactured is referred to as a polymer-dispersed light-emitting device with respect to a conventional stacked light-emitting device.

【0008】ドライプロセスにより作製する有機発光素
子と比べて、ポリマー分散型発光素子の有利な点とし
て、以下の点が挙げられる。 (1)蒸着等のドライプロセスでは成膜が困難な材料も
使用可能である。 (2)ドライプロセスでは制御が困難な微量のドーピン
グも容易に実現できる。 (3)大面積化が容易。 (4)低コストで作製できる。 (5)複数の発光材を導入することにより、容易に各発
光材からの発光を同時に得ることができる(白色発光が
可能)。 (6)従来の積層型発光素子は、各層がアモルファス状
態であるのに対し、ポリマー分散型発光素子は、各材料
がポリマーバインダーに分散されているため熱的に安定
である。
Advantages of the polymer-dispersed light-emitting device compared to an organic light-emitting device manufactured by a dry process include the following. (1) Materials that are difficult to form in a dry process such as vapor deposition can be used. (2) A small amount of doping, which is difficult to control in a dry process, can be easily realized. (3) Large area is easy. (4) It can be manufactured at low cost. (5) By introducing a plurality of light emitting materials, light emission from each light emitting material can be easily obtained simultaneously (white light emission is possible). (6) In the conventional stacked light emitting device, each layer is in an amorphous state, whereas in the polymer dispersed light emitting device, each material is dispersed in a polymer binder, so that it is thermally stable.

【0009】従来のポリマー分散型発光素子の発光層の
構成としては、ポリビニルカルバゾールに発光材として
ペリノン誘導体あるいはトリス(8−キノリノラト)ア
ルミニウムを分散したもの、ポリカーボネートに発光材
としてトリス(8−キノリノラト)アルミニウム及びテ
トラフェニルベンジジンを分散したもの、等がある(例
えば、特開平3−790号公報、特開平3−17159
0号公報等)。
The structure of the light emitting layer of the conventional polymer dispersed light emitting device is a dispersion of a perinone derivative or tris (8-quinolinolato) aluminum as a light emitting material in polyvinyl carbazole, and tris (8-quinolinolato) as a light emitting material in polycarbonate. Aluminum and tetraphenylbenzidine are dispersed (for example, JP-A-3-790, JP-A-3-17159).
No. 0).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ポリマー分散型発光素
子は、上記した利点がある反面、従来の積層型発光素子
に比べて発光効率が低いという課題がある。
The polymer-dispersed light-emitting device has the above-mentioned advantages, but has a problem that its luminous efficiency is lower than that of the conventional stacked-type light-emitting device.

【0011】すなわち積層型発光素子では、陽極からホ
ール輸送層にホールが注入され、陰極から電子輸送性の
発光層あるいは電子輸送層に電子が注入される。そし
て、これらのホールと電子が発光層中で再結合した際、
励起子が形成され、この励起子が基底状態に遷移する際
に発光する。ここで、電子輸送とホール輸送がそれぞれ
機能分離されているため、電子・ホールの再結合は各層
の界面近傍でのみ起こる。従って、励起子の生成が効率
よく起こり、発光効率も向上する。
That is, in the stacked light emitting device, holes are injected from the anode into the hole transport layer, and electrons are injected from the cathode into the electron transporting light emitting layer or the electron transport layer. And when these holes and electrons recombine in the light emitting layer,
Excitons are formed and emit light when the excitons transition to the ground state. Here, since electron transport and hole transport are functionally separated, recombination of electrons and holes occurs only near the interface between the layers. Therefore, exciton generation occurs efficiently, and luminous efficiency also improves.

【0012】さらに、ホール及び電子の注入について
も、陽極、陰極との注入障壁が小さくなるように各電極
に接する層の材料を選択すれば、注入が容易に行え、低
電圧での駆動が可能となる。
Further, regarding the injection of holes and electrons, if the material of the layer in contact with each electrode is selected so that the injection barrier between the anode and the cathode is reduced, the injection can be easily performed and the driving at a low voltage is possible. Becomes

【0013】これに対して、ポリマー分散型発光素子の
場合、主として単層構成のため、上記した積層型発光素
子のようなホール・電子の再結合及び励起子の生成が局
所的に起こるものではなく、また、電極からのホール・
電子の注入障壁も大きいため、発光効率の向上が困難で
あった。
On the other hand, in the case of the polymer-dispersed light-emitting device, since it mainly has a single-layer structure, recombination of holes and electrons and generation of excitons occur locally, as in the above-described stacked light-emitting device. No hole from the electrode
Since the electron injection barrier is large, it has been difficult to improve the luminous efficiency.

【0014】本発明は、上記課題を解決するもので、ポ
リマー分散型の有機発光素子においても、高い発光効率
および低駆動電圧を実現するものである。
The present invention solves the above-mentioned problems, and realizes high luminous efficiency and low driving voltage even in a polymer-dispersed organic light-emitting device.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】我々は、前期目的を達成
するため鋭意検討を行った結果、ポリマー分散型発光素
子において、ポリマー中に特定のキャリア移動度を有す
る電荷輸送材を含むこと、あるいは特定のキャリア移動
度を有する電荷輸送性ポリマーを用いることにより、電
流−輝度効率を向上できることを見出した。さらに特定
のイオン化ポテンシャルを有するホール注入層を陽電極
及び発光層間に挿入するか、あるいは特定のイオン化ポ
テンシャルを有するホール輸送材を発光層中に含むこと
により、駆動電圧の低減を図れることを見出した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to achieve the above object, we have found that a polymer-dispersed light emitting device contains a charge transport material having a specific carrier mobility in a polymer, or It has been found that by using a charge transporting polymer having a specific carrier mobility, current-luminance efficiency can be improved. Furthermore, it has been found that the drive voltage can be reduced by inserting a hole injection layer having a specific ionization potential between the positive electrode and the light emitting layer, or by including a hole transport material having a specific ionization potential in the light emitting layer. .

【0016】具体的には、本願の請求項1の発明の有機
発光素子は、陽電極及び陰電極間に少なくとも1層の発
光層を有する有機発光素子において、前記発光層が、電
荷輸送材、発光材、及びこれらを分散させるためのポリ
マーからなる有機発光素子である。
Specifically, the organic light-emitting device according to the first aspect of the present invention is an organic light-emitting device having at least one light-emitting layer between a positive electrode and a negative electrode, wherein the light-emitting layer is a charge transport material; An organic light emitting device comprising a light emitting material and a polymer for dispersing the light emitting material.

【0017】また本願の請求項2の発明は、請求項1記
載のポリマーが、電荷輸送性ポリマーである有機発光素
子としたものである。
Further, the invention of claim 2 of the present application is an organic light emitting device wherein the polymer of claim 1 is a charge transporting polymer.

【0018】また本願の請求項3の発明は、請求項1記
載のポリマーが、ホール輸送性ポリマーである有機発光
素子としたものである。
The invention according to claim 3 of the present application is an organic light-emitting device in which the polymer according to claim 1 is a hole transporting polymer.

【0019】また本願の請求項4の発明は、請求項3記
載の有機発光素子において、電荷輸送材が電子輸送材で
ある有機発光素子である。
The invention according to claim 4 of the present application is the organic light emitting device according to claim 3, wherein the charge transporting material is an electron transporting material.

【0020】また本願の請求項5の発明は、請求項3ま
たは4記載のホール輸送性ポリマーのキャリア移動度が
1×10-7cm2/V・s以上である有機発光素子としたもの
である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an organic light emitting device in which the hole transporting polymer according to the third or fourth aspect has a carrier mobility of 1 × 10 −7 cm 2 / V · s or more. is there.

【0021】また本願の請求項6の発明は、請求項4ま
たは5記載の電子輸送材のキャリア移動度が5×10-8
cm2/V・s以上である有機発光素子としたものである。
According to the invention of claim 6 of the present application, the carrier mobility of the electron transporting material according to claim 4 or 5 is 5 × 10 −8.
An organic light-emitting device having a cm 2 / V · s or more was obtained.

【0022】また本願の請求項7の発明は、請求項4〜
6記載の電子輸送材の含有率が、前記ポリマーに対して
30〜120重量%である有機発光素子としたものであ
る。
The invention of claim 7 of the present application is directed to claims 4 to
7. An organic light-emitting device according to item 6, wherein the content of the electron transporting material is 30 to 120% by weight based on the polymer.

【0023】また本願の請求項8の発明は、請求項4〜
7記載のホール輸送性ポリマーのイオン化ポテンシャル
が、前記発光材のイオン化ポテンシャルよりも大きく、
かつ前記電子輸送材の電子親和力が、前記発光材の電子
親和力よりも小さい有機発光素子としたものである。
The invention of claim 8 of the present application is directed to claims 4 to
7. The ion transport potential of the hole transporting polymer according to 7 is higher than the ion potential of the luminescent material,
In addition, the electron transport material has an electron affinity smaller than that of the light emitting material.

【0024】また本願の請求項9の発明は、請求項3〜
8記載のポリマーが、一般式(化1)で表される繰り返
し単位を有するポリ−N−ビニルカルバゾールである有
機発光素子としたものである。
[0024] The invention of claim 9 of the present application is directed to claims 3 to
8. The organic light-emitting device according to item 8, wherein the polymer is poly-N-vinylcarbazole having a repeating unit represented by the general formula (Formula 1).

【0025】また本願の請求項10の発明は、請求項4
〜9記載の電子輸送材が、オキサゾール誘導体、オキサ
ジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラジン誘導
体、アルダジン誘導体のうち少なくとも1種からなる有
機発光素子としたものである。
The invention of claim 10 of the present application is directed to claim 4
9. The electron transporting material according to any one of items 1 to 9, wherein the electron transporting material is an organic light emitting device comprising at least one of an oxazole derivative, an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a pyrazine derivative, and an aldazine derivative.

【0026】また本願の請求項11の発明は、請求項4
〜9記載の電子輸送材が、キノリノール錯体またはその
誘導体からなる有機発光素子としたものである。
The invention of claim 11 of the present application is directed to claim 4
9. The electron transporting material according to any one of items 1 to 9, wherein the electron transporting material is an organic light emitting device comprising a quinolinol complex or a derivative thereof.

【0027】また本願の請求項12の発明は、請求項1
1記載の電子輸送材が、トリス(8−キノリノラト)ア
ルミニウムまたはその誘導体からなる有機発光素子とし
たものである。
The invention of claim 12 of the present application is directed to claim 1
The electron transporting material according to 1 is an organic light emitting device comprising tris (8-quinolinolato) aluminum or a derivative thereof.

【0028】また本願の請求項13の発明は、請求項1
〜12記載の有機発光素子において、陽電極と発光層の
間にホール注入層を有する有機発光素子である。
Further, the invention of claim 13 of the present application is the invention of claim 1
13. The organic light-emitting device according to any one of items 12 to 12, further comprising a hole injection layer between the positive electrode and the light-emitting layer.

【0029】また本願の請求項14の発明は、請求項1
3記載のホール注入層のイオン化ポテンシャル(Ip
(h))、前記ポリマーのイオン化ポテンシャル(Ip
(p))、前記陽電極のイオン化ポテンシャルあるいは仕
事関数(Ip(a))の関係が、以下の式で表される有機発
光素子である。
Further, the invention of claim 14 of the present application is the invention of claim 1
3. The ionization potential (Ip) of the hole injection layer described in 3.
(h)), the ionization potential (Ip
(p)), an organic light-emitting device in which the relationship between the ionization potential or work function (Ip (a)) of the positive electrode is represented by the following equation.

【0030】Ip(a)<Ip(h)<Ip(p) また本願の請求項15の発明は、請求項13または14
記載のホール注入層が、ポリアニリン誘導体、ポリチオ
フェン誘導体、アモルファスカーボンのうち少なくとも
1種からなる有機発光素子としたものである。
Ip (a) <Ip (h) <Ip (p) Further, the invention of claim 15 of the present application is directed to claim 13 or 14
The hole injection layer described above is an organic light emitting device comprising at least one of a polyaniline derivative, a polythiophene derivative, and amorphous carbon.

【0031】また本願の請求項16の発明は、請求項1
〜15記載の有機発光素子において、陰電極と発光層の
間に、電子注入層を有する有機発光素子である。
Further, the invention of claim 16 of the present application is the invention of claim 1
16. The organic light-emitting device according to any one of Items 15 to 15, further comprising an electron injection layer between the negative electrode and the light-emitting layer.

【0032】また本願の請求項17の発明は、請求項1
6記載の電子注入層の電子親和力あるいは仕事関数が、
前記陰電極の仕事関数よりも小さい有機発光素子であ
る。
Further, the invention of claim 17 of the present application is the invention of claim 1
6. The electron affinity or work function of the electron injection layer according to item 6,
An organic light emitting device having a work function smaller than the work function of the negative electrode.

【0033】また本願の請求項18の発明は、請求項1
7記載の電子注入層が、ジリチウムフタロシアニン、ジ
ソディウムフタロシアニン、有機ホウ素錯化合物のうち
少なくとも1種からなる有機発光素子としたものであ
る。
Further, the invention of claim 18 of the present application is the invention of claim 1
7. The electron injection layer according to item 7, wherein the electron injection layer is an organic light emitting device comprising at least one of dilithium phthalocyanine, disodium phthalocyanine, and an organic boron complex compound.

【0034】また本願の請求項19の発明は、請求項1
8記載の電子注入層が、4,4,8,8−テトラキス
(1H−ピラゾール−1−イル)ピラザボールからなる
有機発光素子としたものである。
[0034] The invention of claim 19 of the present application is the invention of claim 1.
8. The organic light-emitting device according to item 8, wherein the electron injection layer comprises 4,4,8,8-tetrakis (1H-pyrazol-1-yl) pyraza ball.

【0035】また本願の請求項20の発明は、請求項1
〜19記載の有機発光素子において、電荷輸送材が、ホ
ール輸送材及び電子輸送材をそれぞれ少なくとも1種以
上含む有機発光素子である。
Further, the invention of claim 20 of the present application is the invention of claim 1
20. The organic light-emitting device according to any one of Items 19 to 19, wherein the charge transporting material includes at least one or more hole transporting materials and at least one electron transporting material.

【0036】また本願の請求項21の発明は、請求項2
0記載のホール輸送材のイオン化ポテンシャルが、前記
ポリマーのイオン化ポテンシャルよりも小さい有機発光
素子である。
The invention of claim 21 of the present application is the invention of claim 2
0 is an organic light-emitting device in which the hole transport material has an ionization potential lower than the ionization potential of the polymer.

【0037】また本願の請求項22の発明は、請求項2
0〜21記載のホール輸送材の含有率が、前記ポリマー
に対して10〜120重量%である有機発光素子とした
ものである。
The invention of claim 22 of the present application is the invention of claim 2
An organic light-emitting device having a hole transport material content of 0 to 21 in an amount of 10 to 120% by weight based on the polymer.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。図1は本発明に係る有機発光素子の1例を示
す断面図である。図1において、1は基板、2は陽電
極、3は発光層、4は陰電極である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a sectional view showing one example of the organic light emitting device according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is a positive electrode, 3 is a light emitting layer, and 4 is a negative electrode.

【0039】基板1は、本発明の有機発光素子を坦持で
きるものであればよく、ガラスあるいはポリカーボネー
ト、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタ
レートなどの樹脂フィルムなどの透明基板、またはシリ
コンなどの不透明基板を用いることができる。
The substrate 1 is only required to support the organic light-emitting device of the present invention. A transparent substrate such as glass or a resin film such as polycarbonate, polymethyl methacrylate, or polyethylene terephthalate, or an opaque substrate such as silicon is used. be able to.

【0040】陽電極2,陰電極4のうち、少なくとも一
方は透明あるいは半透明である必要があり、そのどちら
か一方あるいは両方の電極を通して発光層からの発光を
外部に取り出す。陽電極2としては通常、インジウムテ
ィンオキサイド(ITO)、酸化錫などの透明電極を用
いることが多いが、NI、Au、Pt、Pdなどの金属
電極を用いてもよい。ITO膜はその透明性を向上さ
せ、または抵抗率を低下させる目的で、スパッタ、エレ
クトロンビーム蒸着、イオンプレーティングなどの成膜
方法が採用されている。また、膜厚は必要とされるシー
ト抵抗値と可視光透過率から決定されるが、有機発光素
子では比較的駆動電流密度が高いため、シート抵抗値を
小さくするため1000Å以上の厚さで用いられること
が多い。陰電極4としては、Al、Ag、Auなどの金
属、MgAg合金、AlLi合金などの仕事関数の低い
金属と比較的仕事関数が大きく安定な金属の合金、Li
/Al、LiF/Alなどの仕事関数の低い金属と仕事
関数の高い金属の積層電極などを用いることができる。
これら陰電極の形成には蒸着法やスパッタ法が好まし
い。なお、図1では、下から基板/陽電極/発光層/陰
電極の順の構成となっているが、必ずしもこの順に積層
する必要はなく、下から基板/陰電極/発光層/陽電極
の順としてもよい。また、図1において、基板1側の電
極すなわち陽電極2のみが透明で、陰電極4が不透明な
場合、発光を外部に取り出すためには基板1も透明基板
である必要がある。
At least one of the positive electrode 2 and the negative electrode 4 needs to be transparent or translucent, and light emitted from the light emitting layer is extracted to the outside through one or both electrodes. Usually, a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO) or tin oxide is often used as the positive electrode 2, but a metal electrode such as NI, Au, Pt, or Pd may be used. For the purpose of improving the transparency or reducing the resistivity of the ITO film, a film forming method such as sputtering, electron beam evaporation, or ion plating is employed. The film thickness is determined from the required sheet resistance value and visible light transmittance. However, since the organic light emitting element has a relatively high driving current density, it is used at a thickness of 1000 mm or more to reduce the sheet resistance value. Is often done. Examples of the cathode 4 include alloys of metals such as Al, Ag, and Au, metals having low work functions such as MgAg alloys and AlLi alloys, and metals having relatively large work functions and stable metals.
A stacked electrode of a metal having a low work function and a metal having a high work function, such as / Al and LiF / Al, can be used.
A vapor deposition method or a sputtering method is preferred for forming these negative electrodes. In FIG. 1, although the structure is such that the substrate / positive electrode / light-emitting layer / negative electrode is arranged from the bottom, it is not always necessary to stack in this order. It may be in order. In FIG. 1, when only the electrode on the substrate 1 side, that is, the positive electrode 2 is transparent and the negative electrode 4 is opaque, the substrate 1 also needs to be a transparent substrate in order to extract light emission to the outside.

【0041】発光層は、電荷輸送材3B、発光材3C、
及びこれらを分散させるためのポリマー3Aからなる。
ポリマー材料としては、電荷輸送性のポリマーが好まし
く、中でもホール輸送性のポリマーが好ましい。ホール
輸送性のポリマーは、そのキャリア移動度が1×10-7
cm2/V・s以上のものが好ましく、特には、一般式(化
1)で表される繰り返し単位を有するポリ−N−ビニル
カルバゾールが好ましい。ホール輸送性ポリマーを用い
た場合、電荷輸送材としては、電子輸送材を用いること
が好ましい。さらに、電子輸送材のキャリア移動度は、
5×10-8cm2/V・s以上のものが好ましい。特には、オ
キサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾ
ール誘導体、ピラジン誘導体、アルダジン誘導体、キノ
リノール錯体及びその誘導体が好ましい。また、電子輸
送材の含有率は、前記ポリマーに対して30〜120重
量%であることが好ましい。すなわち、含有率が30重
量%未満では電子輸送能が十分でなく、120重量%よ
り多ければポリマーへの分散性が悪くなる。発光材とし
ては、ホール・電子再結合に応答して発光を示す蛍光物
質あるいは燐光物質を用いればよく、特に強い蛍光ある
いは燐光を示す物質としては、シアニン色素、メロシア
ニン色素、スチリル系色素、アントラセン誘導体、ポル
フィリン誘導体、フタロシアニン誘導体、クマリン、D
CM、ナイルレッドなどの色素及びレーザ色素を用いる
ことができる。また、発光材としては、該発光材のイオ
ン化ポテンシャルが前記ホール輸送性ポリマーのイオン
化ポテンシャルよりも小さく、かつ該発光材の電子親和
力が前記電子輸送材の電子親和力よりも大きい物質が好
ましい。
The light emitting layer comprises a charge transport material 3B, a light emitting material 3C,
And polymer 3A for dispersing them.
As the polymer material, a charge transporting polymer is preferable, and among them, a hole transporting polymer is preferable. The hole transporting polymer has a carrier mobility of 1 × 10 −7.
cm 2 / V · s or more is preferable, and poly-N-vinyl carbazole having a repeating unit represented by the general formula (Formula 1) is particularly preferable. When a hole transporting polymer is used, it is preferable to use an electron transporting material as the charge transporting material. Furthermore, the carrier mobility of the electron transport material is
It is preferably at least 5 × 10 −8 cm 2 / V · s. In particular, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, pyrazine derivatives, aldazine derivatives, quinolinol complexes and derivatives thereof are preferred. Further, the content of the electron transporting material is preferably 30 to 120% by weight based on the polymer. That is, when the content is less than 30% by weight, the electron transporting ability is not sufficient, and when the content is more than 120% by weight, the dispersibility in the polymer becomes poor. As the luminescent material, a fluorescent substance or a phosphorescent substance which emits light in response to hole / electron recombination may be used. Particularly, substances which exhibit strong fluorescence or phosphorescence include cyanine dyes, merocyanine dyes, styryl dyes, and anthracene derivatives. , Porphyrin derivative, phthalocyanine derivative, coumarin, D
Dyes such as CM and Nile Red and laser dyes can be used. Further, as the light emitting material, a substance in which the ionization potential of the light emitting material is lower than the ionization potential of the hole transporting polymer and the electron affinity of the light emitting material is higher than the electron affinity of the electron transporting material is preferable.

【0042】本発明の有機発光素子の発光機構は、以下
の通りである。すなわち、図1の構成の有機発光素子に
おいて、陽電極2、陰電極4間に図に示す方向に電圧を
印加すると、陽電極2からホールが、陰電極4から電子
が発光層3に注入される。そして、注入されたホールは
陰電極4に、電子は陽電極2に向かって流れ出す。発光
層中でホールと電子が再結合し、これに応答して発光層
中の発光材から蛍光あるいは燐光が発せられる。ここ
で、発光の電流効率(注入された電流に対する発光の効
率)を決定する主な因子として、以下の点が挙げられ
る。 (1)注入電流に対するホールと電子の再結合効率 (2)再結合に伴う発光材の励起子生成効率 (3)発光材の励起子からの発光量子効率 上記のうち、(2)と(3)については、ほぼ発光材そ
のものの性質で決定されるものである。一方、(1)の
ホールと電子の再結合効率については、ホールと電子の
バランスに最も影響を受ける。すなわち、ホールと電子
のバランスが悪ければ、過剰なキャリアは電極から注入
されても発光層中で再結合せずに反対側の電極まで到達
してしまい、発光に寄与しない無駄な電流となる。そこ
で、発光層中での各キャリアの移動度を上げてやれば、
ホールと電子のバランスよく流れ、発光効率も向上す
る。具体的には、ホールの移動度が1×10-7cm2/V・s
以上、電子の移動度が5×10-8cm2/V・s以上であるこ
とが好ましい。
The light emitting mechanism of the organic light emitting device of the present invention is as follows. That is, in the organic light emitting device having the configuration shown in FIG. 1, when a voltage is applied between the positive electrode 2 and the negative electrode 4 in the direction shown in the figure, holes are injected from the positive electrode 2 and electrons are injected into the light emitting layer 3 from the negative electrode 4. You. The injected holes flow toward the negative electrode 4 and the electrons flow toward the positive electrode 2. The holes and electrons are recombined in the light emitting layer, and in response to this, the light emitting material in the light emitting layer emits fluorescence or phosphorescence. Here, the following factors can be cited as main factors for determining the current efficiency of light emission (the efficiency of light emission with respect to the injected current). (1) Recombination efficiency of holes and electrons with respect to injection current (2) Exciton generation efficiency of luminescent material due to recombination (3) Emission quantum efficiency from excitons of luminescent material Among the above, (2) and (3) ) Is substantially determined by the properties of the luminescent material itself. On the other hand, the recombination efficiency of holes and electrons in (1) is most affected by the balance between holes and electrons. In other words, if the balance between holes and electrons is poor, excess carriers reach the opposite electrode without recombination in the light-emitting layer even if injected from the electrode, resulting in a useless current that does not contribute to light emission. Therefore, if the mobility of each carrier in the light emitting layer is increased,
The holes and electrons flow in a well-balanced manner, and the luminous efficiency also improves. Specifically, the mobility of the hole is 1 × 10 −7 cm 2 / V · s
As described above, the electron mobility is preferably 5 × 10 −8 cm 2 / V · s or more.

【0043】図2〜図4は、本発明に係る有機発光素子
の別の例を示す断面図である。図2〜図4において、5
はホール注入層、6は電子注入層、3Dはホール輸送
材、3Eは電子輸送材である。
FIGS. 2 to 4 are cross-sectional views showing another example of the organic light emitting device according to the present invention. 2 to 4, 5
Is a hole injection layer, 6 is an electron injection layer, 3D is a hole transport material, and 3E is an electron transport material.

【0044】ホール注入層5は、陽電極2から発光層3
へのホール注入を補助する目的で挿入される。ホール注
入層5としては、そのイオン化ポテンシャル(Ip(h))
と、前記ポリマーのイオン化ポテンシャル(Ip(p))及び
前記陽電極のイオン化ポテンシャルあるいは仕事関数(I
p(a))との関係が、Ip(a)<Ip(h)<Ip(p)となる材料を用
いることが好ましい。特には、ポリアニリン誘導体、ポ
リチオフェン誘導体、アモルファスカーボンのうち、少
なくとも1種からなることが好ましい。
The hole injection layer 5 is formed between the positive electrode 2 and the light emitting layer 3.
Inserted to assist hole injection into As the hole injection layer 5, its ionization potential (Ip (h))
And the ionization potential of the polymer (Ip (p)) and the ionization potential or work function (I
It is preferable to use a material that satisfies Ip (a) <Ip (h) <Ip (p) with respect to p (a)). In particular, it is preferable that the material be at least one of a polyaniline derivative, a polythiophene derivative, and amorphous carbon.

【0045】電子注入層6は、陰電極4から発光層3へ
の電子注入を補助する目的で挿入される。電子注入層6
としては、その電子親和力あるいは仕事関数が、前記陰
電極の仕事関数よりも小さい材料を用いることが望まし
い。特には、ジリチウムフタロシアニン、ジソディウム
フタロシアニン、有機ホウ素錯化合物のうち少なくとも
1種からなることが好ましい。ホール輸送材3Dは、ホ
ール注入層と同様に陽電極2から発光層3へのホール注
入を補助する目的で導入される。ただしホール注入層5
とは異なり、陽電極2と発光層3の間に層として挿入さ
れるのではなく、発光層中に直接分散される。ホール輸
送材3Dとしては、そのイオン化ポテンシャルが、前記
ポリマーのイオン化ポテンシャルよりも小さい材料を用
いることが好ましい。また、ホール輸送材の含有率は、
前記ポリマーに対して10〜120重量%であることが
好ましい。すなわち、10重量%未満では十分なホール
注入ができず、120重量%より多ければポリマーへの
分散性が悪くなる。
The electron injection layer 6 is inserted for the purpose of assisting electron injection from the negative electrode 4 into the light emitting layer 3. Electron injection layer 6
It is preferable to use a material whose electron affinity or work function is smaller than the work function of the negative electrode. In particular, it is preferable to be composed of at least one of dilithium phthalocyanine, disodium phthalocyanine, and an organic boron complex compound. The hole transporting material 3D is introduced for the purpose of assisting the hole injection from the positive electrode 2 to the light emitting layer 3 similarly to the hole injection layer. However, hole injection layer 5
Unlike this, instead of being inserted as a layer between the positive electrode 2 and the light emitting layer 3, they are dispersed directly in the light emitting layer. As the hole transport material 3D, it is preferable to use a material whose ionization potential is smaller than the ionization potential of the polymer. The content of the hole transport material is
It is preferably from 10 to 120% by weight based on the polymer. That is, if the amount is less than 10% by weight, sufficient hole injection cannot be performed, and if the amount is more than 120% by weight, dispersibility in a polymer becomes poor.

【0046】前記ホール注入層5,電子注入層6、ホー
ル輸送材3Dの導入による効果を、図を用いて説明す
る。図5〜図8は、本発明に係る有機発光素子のエネル
ギーダイアグラムである。
The effect of introducing the hole injection layer 5, the electron injection layer 6, and the hole transport material 3D will be described with reference to the drawings. 5 to 8 are energy diagrams of the organic light emitting device according to the present invention.

【0047】図5は陽電極/発光層(ホール輸送性ポリ
マー+電子輸送材+発光材)/陰電極の構成の有機発光
素子、図6は陽電極/ホール注入層/発光層(ホール輸
送性ポリマー+電子輸送材+発光材)/陰電極の構成の
有機発光素子のエネルギーダイアグラム及びその動作機
構を表す。前述した通り、有機発光素子に電圧を印加し
た場合、陽電極からホールが、陰電極から電子が発光層
に注入される。さらに詳しくは、図5に示すように、両
キャリアは注入障壁のより小さい物質、すなわちホール
は発光層中のホール輸送性ポリマーに、電子は発光層中
の電子輸送材に注入される。ここで、両キャリア(ホー
ル及び電子)の注入障壁が小さいほど注入は容易に起こ
り、駆動電圧は低下する。従って電流効率が同じでも、
駆動電圧の低減により、発光の電力効率(投入電力に対
する発光の効率)を向上させることができる。そこで、
例えばイオン化ポテンシャルが陽電極とホール輸送性ポ
リマーの間にあるようなホール注入層を挿入した場合、
図6に示すようにホール注入障壁は緩和され、駆動電圧
も低減できる。さらに、図5に示すようにホール注入障
壁が電子注入障壁に比べて大きい場合、ホール注入障壁
を小さくすることにより、ホール注入量と電子注入量の
バランスがよくなるため、前述したような効果で電流効
率の向上も期待できる。
FIG. 5 shows an organic light-emitting device having a structure of a positive electrode / light-emitting layer (hole transporting polymer + electron transporting material + light-emitting material) / negative electrode, and FIG. 6 shows a positive electrode / hole injection layer / light-emitting layer (hole transporting property). 2 shows an energy diagram of an organic light-emitting device having a configuration of (polymer + electron transport material + light-emitting material) / negative electrode and its operation mechanism. As described above, when a voltage is applied to the organic light emitting device, holes are injected from the positive electrode and electrons are injected from the negative electrode into the light emitting layer. More specifically, as shown in FIG. 5, both carriers are injected into a substance having a smaller injection barrier, that is, holes are injected into the hole transporting polymer in the light emitting layer, and electrons are injected into the electron transporting material in the light emitting layer. Here, the smaller the injection barrier of both carriers (holes and electrons), the easier the injection occurs, and the lower the driving voltage. Therefore, even if the current efficiency is the same,
By reducing the driving voltage, the power efficiency of light emission (the efficiency of light emission with respect to input power) can be improved. Therefore,
For example, when inserting a hole injection layer where the ionization potential is between the positive electrode and the hole transporting polymer,
As shown in FIG. 6, the hole injection barrier is reduced, and the driving voltage can be reduced. Furthermore, when the hole injection barrier is larger than the electron injection barrier as shown in FIG. 5, the hole injection barrier is made smaller to improve the balance between the hole injection amount and the electron injection amount. Improvements in efficiency can also be expected.

【0048】また、図7は陽電極/発光層(ホール輸送
性ポリマー+電子輸送材+発光材)/電子注入層/陰電
極の構成の有機発光素子のエネルギーダイアグラムであ
る。ホール注入障壁と同様に、電子注入障壁について
も、陰電極に比べて小さい電子親和力をもつ電子注入層
を挿入することにより、図7に示すように障壁を小さく
することができ、駆動電圧の低減及び発光効率を向上で
きる。
FIG. 7 is an energy diagram of an organic light emitting device having a structure of a positive electrode / a light emitting layer (a hole transporting polymer + an electron transporting material + a light emitting material) / an electron injecting layer / a negative electrode. Similarly to the hole injection barrier, the electron injection barrier having an electron affinity smaller than that of the negative electrode can be inserted into the electron injection layer to reduce the barrier as shown in FIG. And luminous efficiency can be improved.

【0049】一方、図8は陽電極/発光層(ホール輸送
性ポリマー+ホール輸送材+電子輸送材+発光材)/陰
電極の構成の有機発光素子のエネルギーダイアグラムで
ある。この場合、ホール輸送材のイオン化ポテンシャル
がホール輸送性ポリマーよりも小さいため、図に示すよ
うにホールは陽電極から直接発光層中のホール輸送材に
注入され、ホール輸送性ポリマーに注入された場合に比
べて注入障壁は小さくなる。従って、ホール注入層を挿
入した場合と同様に、駆動電圧を低減できると同時に電
流効率の向上も期待できる。
On the other hand, FIG. 8 is an energy diagram of an organic light emitting device having a structure of a positive electrode / a light emitting layer (a hole transporting polymer + a hole transporting material + an electron transporting material + a light emitting material) / a negative electrode. In this case, since the ion transport potential of the hole transport material is smaller than that of the hole transport polymer, holes are directly injected from the positive electrode into the hole transport material in the light emitting layer, as shown in the figure, and are injected into the hole transport polymer. The injection barrier is smaller than that of the first embodiment. Therefore, as in the case where the hole injection layer is inserted, the drive voltage can be reduced and the current efficiency can be improved.

【0050】もちろん、上記構成の組み合わせ、すなわ
ちホール注入層及び電子注入層の両方を挿入、あるいは
発光層をホール輸送性ポリマー+ホール輸送材+電子輸
送材+発光材として、さらに電子注入層を挿入する等の
構成としてもよい。
Of course, a combination of the above constitutions, that is, both a hole injection layer and an electron injection layer are inserted, or an electron injection layer is further inserted by using a light emitting layer as a hole transporting polymer + a hole transporting material + an electron transporting material + a light emitting material. Alternatively, the configuration may be such that

【0051】次に、具体的な実施例に基づいてさらに詳
細に説明する。
Next, a more detailed description will be given based on specific embodiments.

【0052】(実施例1)図1の構成の有機発光素子を
下記の通り作製した。基板1として、厚さ0.7mmの
ガラス基板を用い、この上に陽電極2として、ITOを
スパッタ法により成膜した。ITOの膜厚は約1000
Å、シート抵抗は約15Ω/□とし、フォトリソグラフ
ィーにより、所望の形状にパターニングした。発光層3
としては、ポリマー3Aとしてポリ−N−ビニルカルバ
ゾール(PVK)(分子量約28000)を、電荷輸送
材3Bとしてトリス(8−キノリノラト)アルミニウム
(Alq3)を、発光材3Cとしてレーザ色素であるナ
イルレッドを用いた。PVKはホール輸送性ポリマーで
あり、そのキャリア移動度は約2×10-6cm2/V・sであ
る。また、Alq3は電子輸送材であり、そのキャリア
移動度は約2×10-6cm2/V・sである。各材料の混合比
率は、PVK:Alq3:ナイルレッド=100:6
0:0.2(重量比)とした。発光層の形成は、以下に
示す方法で行った。PVK300mg、Alq3180
mg、ナイルレッド0.6mgをトルエンとクロロホル
ム1:1の混合溶媒30mlに溶かし、1日間撹拌し
た。この溶液を、あらかじめ洗浄及び酸素プラズマ処理
した前記ITO付きガラス基板上にスピンコートして発
光層3を得た。スピンコートは、スピナーを用いて密閉
した状態で500rpm・10秒、1000rpm・3
0秒の条件で行い、その後、ホットプレートを用いて1
10℃で1分間熱処理を行った。発光層3の膜厚は約1
000Åであった。次に、陰極4としてLi/Al積層
電極を真空蒸着法により成膜した。成膜は、真空度約5
×10-6Torr下で行い、まずLiを約0.5Å/s
ecのレートで10Å蒸着した後、Alを約30Å/s
ecで1500Å蒸着した。陰極の形状は、マスクを用
いて所望のパターンを得た。
Example 1 An organic light-emitting device having the structure shown in FIG. 1 was manufactured as follows. A glass substrate having a thickness of 0.7 mm was used as a substrate 1, and ITO was formed thereon as a positive electrode 2 by a sputtering method. ITO film thickness is about 1000
(4) The sheet resistance was set to about 15 Ω / □, and patterned into a desired shape by photolithography. Light emitting layer 3
Are poly-N-vinylcarbazole (PVK) (molecular weight of about 28,000) as the polymer 3A, tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) as the charge transporting material 3B, and Nile Red which is a laser dye as the light emitting material 3C. Was used. PVK is a hole transporting polymer having a carrier mobility of about 2 × 10 −6 cm 2 / V · s. Alq 3 is an electron transporting material, and its carrier mobility is about 2 × 10 −6 cm 2 / V · s. The mixing ratio of each material is PVK: Alq 3 : Nile Red = 100: 6
0: 0.2 (weight ratio). The light emitting layer was formed by the method described below. PVK 300 mg, Alq 3 180
mg and Nile Red (0.6 mg) were dissolved in a mixed solvent of toluene and chloroform (1: 1) (30 ml) and stirred for 1 day. This solution was spin-coated on the glass substrate with ITO, which had been previously washed and subjected to oxygen plasma treatment, to obtain a light-emitting layer 3. Spin coating is performed at 500 rpm for 10 seconds and 1000 rpm for 3 seconds in a state of being sealed using a spinner.
This was performed under the condition of 0 second, and then 1 hour using a hot plate.
Heat treatment was performed at 10 ° C. for 1 minute. The thickness of the light emitting layer 3 is about 1
000Å. Next, a Li / Al laminated electrode was formed as a cathode 4 by a vacuum evaporation method. Film formation is about 5 degrees of vacuum
Performed under × 10 -6 Torr, first, Li was added to about 0.5Å / s.
After depositing 10 ° at a rate of ec, Al was deposited at about 30 ° / s
Evaporated at 1500 ° C. The desired shape of the cathode was obtained using a mask.

【0053】一方、各材料のエネルギーレベルについて
は、ITOのイオン化ポテンシャルが4.9eV、PV
Kのイオン化ポテンシャルが5.6eV、電子親和力が
2.0eV、Alq3のイオン化ポテンシャルが5.7
eV、電子親和力が3.0eV、ナイルレッドのイオン
化ポテンシャルが5.3eV、電子親和力が3.5e
V、Liの仕事関数が2.9eV、Alの仕事関数が
4.3eVである。
On the other hand, regarding the energy level of each material, the ionization potential of ITO is 4.9 eV, PV
The ionization potential of K is 5.6 eV, the electron affinity is 2.0 eV, and the ionization potential of Alq3 is 5.7.
eV, electron affinity is 3.0 eV, ionization potential of Nile Red is 5.3 eV, electron affinity is 3.5 e
The work functions of V and Li are 2.9 eV, and the work function of Al is 4.3 eV.

【0054】こうして作製した有機発光素子に図1に示
す方向に電圧を印加すると、素子はオレンジ色に発光し
た。この時の電流効率(cd/A)、輝度100cd/
2時の駆動電圧、及び輝度100cd/m2時の電力効
率(lm/W)を表1に示す。
When a voltage was applied to the organic light emitting device thus manufactured in the direction shown in FIG. 1, the device emitted orange light. At this time, current efficiency (cd / A) and luminance 100 cd /
Table 1 shows the drive voltage at m 2 and the power efficiency (lm / W) at a luminance of 100 cd / m 2 .

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】(実施例2)図2の構成の有機発光素子を
作製、評価した。基板1、陽電極2、発光層3、陰極4
は実施例1と同じ構成・膜厚とし、ホール注入層5とし
て、市販のポリチオフェン誘導体を挿入した。ホール注
入層の成膜は発光層と同様にスピンコート法を用いて行
い、膜厚は150Åとした。ここで使用したポリチオフ
ェン誘導体のイオン化ポテンシャルは、5.3eVであ
る。この素子の評価結果を(表1)に示す。
Example 2 An organic light emitting device having the structure shown in FIG. 2 was manufactured and evaluated. Substrate 1, positive electrode 2, light emitting layer 3, cathode 4
Has the same configuration and thickness as in Example 1, and a commercially available polythiophene derivative is inserted as the hole injection layer 5. The hole injection layer was formed by spin coating in the same manner as in the light emitting layer, and the film thickness was 150 °. The ionization potential of the polythiophene derivative used here is 5.3 eV. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0057】(実施例3)実施例2のホール注入層5と
して、ポリチオフェン誘導体の代わりに前記ポリチオフ
ェン誘導体と同等のイオン化ポテンシャルを示す市販の
ポリアニリン誘導体を用いた。ポリアニリン誘導体の成
膜は実施例2と同様に行い、膜厚は150Åとした。こ
の素子の評価結果を(表1)に示す。
Example 3 As the hole injection layer 5 of Example 2, a commercially available polyaniline derivative having an ionization potential equivalent to that of the polythiophene derivative was used instead of the polythiophene derivative. The film formation of the polyaniline derivative was performed in the same manner as in Example 2, and the film thickness was 150 °. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0058】(実施例4)実施例2のホール注入層5と
して、ポリチオフェン誘導体の代わりにアモルファスカ
ーボンを用いた。アモルファスカーボンは、スパッタ法
により形成し、膜厚は100Åとした。アモルファスカ
ーボンのイオン化ポテンシャルは、5.2eVである。
この素子の評価結果を(表1)に示す。
Example 4 As the hole injection layer 5 of Example 2, amorphous carbon was used instead of the polythiophene derivative. Amorphous carbon was formed by a sputtering method, and the film thickness was 100 °. The ionization potential of amorphous carbon is 5.2 eV.
Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0059】(実施例5)図3の構成の有機発光素子を
作製、評価した。基板1、陽電極2、発光層3は実施例
1と同じ構成・膜厚とし、発光層上に電子注入層6とし
て、ジリチウムフタロシアニンを成膜し、さらに陰電極
4としてAlを成膜した。ジリチウムフタロシアニンと
Alは、真空蒸着法により形成し、発光層3上にジリチ
ウムフタロシアニンを約0.3Å/secのレートで1
0Å成膜した後、Alを約30Å/secで1500Å
成膜した。ジリチウムフタロシアニンの電子親和力は
3.0eVである。この素子の評価結果を(表1)に示
す。
Example 5 An organic light emitting device having the structure shown in FIG. 3 was manufactured and evaluated. The substrate 1, the positive electrode 2, and the light emitting layer 3 had the same configuration and film thickness as in Example 1. Dilithium phthalocyanine was formed as the electron injection layer 6 on the light emitting layer, and Al was formed as the negative electrode 4. . Dilithium phthalocyanine and Al are formed by a vacuum evaporation method, and dilithium phthalocyanine is deposited on the light emitting layer 3 at a rate of about 0.3 ° / sec.
After forming the film at 0 °, the Al is deposited at 1500 ° at approximately 30 ° / sec.
A film was formed. Dilithium phthalocyanine has an electron affinity of 3.0 eV. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0060】(実施例6)実施例5の電子注入層6とし
て、ジリチウムフタロシアニンの代わりにこれと同等の
電子親和力を示すジソディウムフタロシアニンを用い
た。ジソディウムフタロシアニンの成膜は実施例5と同
様に行い、膜厚は10Åとした。この素子の評価結果を
(表1)に示す。
(Example 6) Instead of dilithium phthalocyanine, disodium phthalocyanine having the same electron affinity as the electron injection layer 6 of Example 5 was used. Film formation of disodium phthalocyanine was performed in the same manner as in Example 5, and the film thickness was 10 °. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0061】(実施例7)実施例5の電子注入層6とし
て、ジリチウムフタロシアニンの代わりに4,4,8,
8−テトラキス(1H−ピラゾール−1−イル)ピラザ
ボールを用いた。4,4,8,8−テトラキス(1H−
ピラゾール−1−イル)ピラザボールの成膜は実施例5
と同様に行い、膜厚は10Åとした。4,4,8,8−
テトラキス(1H−ピラゾール−1−イル)ピラザボー
ルの電子親和力は2.3eVである。この素子の評価結
果を(表1)に示す。
(Example 7) As the electron injection layer 6 of Example 5, instead of dilithium phthalocyanine, 4,4,8,
8-Tetrakis (1H-pyrazol-1-yl) pyrazaball was used. 4,4,8,8-tetrakis (1H-
(Pyrazol-1-yl) pyraza ball was formed in Example 5.
And the film thickness was 10 °. 4,4,8,8-
The electron affinity of tetrakis (1H-pyrazol-1-yl) pyrazaball is 2.3 eV. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0062】(実施例8)図4の構成の有機発光素子を
作製、評価した。基板1、陽電極2、陰電極4は実施例
1と同じ構成・膜厚とした。発光層3としては、ポリマ
ー3AとしてPVKを、ホール輸送材3DとしてN,
N’ージフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニ
ル)−1,1’−ビフェニルー4,4’−ジアミン(T
PD)を、電子輸送材3EとしてAlq3を、発光材3
Cとしてナイルレッドを用いた。TPDのイオン化ポテ
ンシャルは、5.4eVである。各材料の混合比率は、
PVK:Alq3:TPD:ナイルレッド=100:6
0:80:0.2(重量比)とした。発光層の形成は、
PVK300mg、Alq3180mg、TPD240
mg、ナイルレッド0.6mgをトルエンとクロロホル
ム1:1の混合溶媒50mlに溶かし、1日間撹拌した
後、実施例1と同様の方法で、前記ITO付きガラス基
板にスピンコートした。発光層3の膜厚は1000Åで
あった。さらにこの上に(実施例1)と同様に陰電極4
としてLi/Al積層電極を真空蒸着した。この素子の
評価結果を(表1)に示す。
Example 8 An organic light emitting device having the structure shown in FIG. 4 was manufactured and evaluated. The substrate 1, the positive electrode 2, and the negative electrode 4 had the same configuration and film thickness as those of the first embodiment. As the light emitting layer 3, PVK is used as the polymer 3A, and N,
N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (T
PD), Alq 3 as the electron transport material 3E, and the luminescent material 3
Nile red was used as C. The ionization potential of TPD is 5.4 eV. The mixing ratio of each material is
PVK: Alq 3 : TPD: Nile red = 100: 6
0: 80: 0.2 (weight ratio). The formation of the light emitting layer
PVK 300mg, Alq 3 180mg, TPD240
mg and Nile Red (0.6 mg) were dissolved in a mixed solvent of toluene and chloroform (1: 1) (50 ml), stirred for one day, and then spin-coated on the glass substrate with ITO in the same manner as in Example 1. The thickness of the light emitting layer 3 was 1000 °. Further, a negative electrode 4 was formed thereon similarly to (Example 1).
, A Li / Al laminated electrode was vacuum deposited. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0063】(実施例9)ホール注入層と、電子注入層
の両方を挿入した素子を作製した。すなわち、下から基
板/陽電極/ホール注入層/発光層/電子注入層/陰電
極とし、ホール注入層としては前記ポリチオフェン誘導
体を、電子注入層としては、前記ジリチウムフタロシア
ニンをそれぞれ実施例2、実施例5と同じ製法及び膜厚
で形成した。発光層は実施例1と同じ構成とし、陰電極
としてはAlを1500Å形成した。この素子の評価結
果を(表1)に示す。
(Example 9) An element having both a hole injection layer and an electron injection layer inserted was manufactured. That is, from the bottom, a substrate / a positive electrode / a hole injection layer / a light emitting layer / an electron injection layer / a negative electrode were used. The polythiophene derivative was used as the hole injection layer, and the dilithium phthalocyanine was used as the electron injection layer in Example 2, respectively. It was formed by the same manufacturing method and film thickness as in Example 5. The light emitting layer had the same structure as that of Example 1, and Al was formed at 1500 ° as a negative electrode. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0064】(比較例1)図1の構成において、発光層
をPVKとナイルレッドのみから構成し、それ以外は実
施例1と同様の有機発光素子を作製した。この素子の評
価結果を(表1)に示す。
(Comparative Example 1) An organic light-emitting device similar to that of Example 1 was manufactured except that the light-emitting layer was made of only PVK and Nile Red in the structure of FIG. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0065】(比較例2)図1の構成において、発光層
をPVK、TPD、ナイルレッドから構成し、それ以外
は実施例1と同様の有機発光素子を作製した。TPD
は、ホール輸送性は示すが、極めて小さい電子輸送性し
か示さない。この素子の評価結果を(表1)に示す。
Comparative Example 2 An organic light-emitting device similar to that of Example 1 was manufactured except that the light-emitting layer was made of PVK, TPD, and Nile Red in the structure of FIG. TPD
Shows hole transport properties, but shows only extremely small electron transport properties. Table 1 shows the evaluation results of the device.

【0066】電子輸送能の高い電荷輸送材を含まない比
較例1及び2に対して、実施例1に示すとおり、約2×
10-6cm2/V・sという高い電子移動度を持つAlq3
含む場合、電流効率を大きく向上することができた。ま
た、実施例2〜9に示すように、ホール注入層、電子注
入層を挿入するか、あるいは発光層中にホール注入を補
助する役割でホール輸送材を導入することにより、さら
に駆動電圧の低減および電力効率の向上を実現できた。
In comparison with Comparative Examples 1 and 2 which did not contain a charge transporting material having a high electron transporting ability, about 2 ×
When Alq 3 having a high electron mobility of 10 −6 cm 2 / V · s was included, the current efficiency could be greatly improved. Further, as shown in Examples 2 to 9, the drive voltage is further reduced by inserting a hole injection layer and an electron injection layer, or by introducing a hole transporting material into the light emitting layer to assist hole injection. And improved power efficiency.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る有機
発光素子によれば、発光層が、電荷輸送材、発光材、及
びこれらを分散させるためのポリマーからなり、これら
の材料が特定のキャリア輸送性あるいはイオン化ポテン
シャルをもつことにより、発光層中をホールと電子がバ
ランスよく流れるため、発光効率を向上できるものであ
る。
As described above, according to the organic light-emitting device of the present invention, the light-emitting layer is made of a charge transporting material, a light-emitting material, and a polymer for dispersing the same, and these materials are made of a specific material. By having a carrier transporting property or an ionization potential, holes and electrons flow in the light emitting layer in a well-balanced manner, so that luminous efficiency can be improved.

【0068】また、ホール注入層または電子注入層を挿
入するか、あるいは発光層中にホール注入を補助するホ
ール輸送材を導入することにより、ホールあるいは電子
の注入障壁を緩和し、さらに駆動電圧を低減し、発光効
率を向上できるものである。
Further, by inserting a hole injection layer or an electron injection layer, or introducing a hole transport material for assisting hole injection into the light emitting layer, the hole or electron injection barrier is relaxed and the driving voltage is further reduced. It can reduce the light emission efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る第1の実施例の有機発光素子の断
面図
FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic light-emitting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係る第2の実施例の有機発光素子の断
面図
FIG. 2 is a sectional view of an organic light emitting device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る第3の実施例の有機発光素子の断
面図
FIG. 3 is a sectional view of an organic light emitting device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明に係る第4の実施例の有機発光素子の断
面図
FIG. 4 is a sectional view of an organic light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明に係る第1の実施例の有機発光素子のエ
ネルギーダイアグラムを示す図
FIG. 5 is a diagram showing an energy diagram of the organic light emitting device of the first embodiment according to the present invention.

【図6】本発明に係る第2の実施例の有機発光素子のエ
ネルギーダイアグラムを示す図
FIG. 6 is a diagram showing an energy diagram of an organic light emitting device of a second embodiment according to the present invention.

【図7】本発明に係る第3の実施例の有機発光素子のエ
ネルギーダイアグラムを示す図
FIG. 7 is a diagram showing an energy diagram of an organic light emitting device of a third embodiment according to the present invention.

【図8】本発明に係る第4の実施例の有機発光素子のエ
ネルギーダイアグラムを示す図
FIG. 8 is a diagram showing an energy diagram of an organic light emitting device of a fourth embodiment according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 陽電極 3 発光層 3A ポリマー 3B 電荷輸送材 3C 発光材 3D ホール輸送材 3E 電子輸送材 4 陰電極 5 ホール注入層 6 電子注入層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Positive electrode 3 Light emitting layer 3A polymer 3B Charge transport material 3C Light emitting material 3D Hole transport material 3E Electron transport material 4 Negative electrode 5 Hole injection layer 6 Electron injection layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 徹哉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 松尾 三紀子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 3K007 AB03 AB06 CA00 CA01 CA05 CA06 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tetsuya Sato 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Terms (reference) 3K007 AB03 AB06 CA00 CA01 CA05 CA06 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陽電極及び陰電極間に少なくとも1層の
発光層を有する有機発光素子であって、前記発光層が、
電荷輸送材、発光材、及びこれらを分散させるためのポ
リマーからなることを特徴とする有機発光素子。
1. An organic light emitting device having at least one light emitting layer between a positive electrode and a negative electrode, wherein the light emitting layer comprises:
An organic light-emitting device comprising a charge transport material, a light-emitting material, and a polymer for dispersing these materials.
【請求項2】 前記ポリマーが、電荷輸送性ポリマーで
あることを特徴とする請求項1記載の有機発光素子。
2. The organic light emitting device according to claim 1, wherein the polymer is a charge transporting polymer.
【請求項3】 前記ポリマーが、ホール輸送性ポリマー
であることを特徴とする請求項1記載の有機発光素子。
3. The organic light emitting device according to claim 1, wherein the polymer is a hole transporting polymer.
【請求項4】 前記電荷輸送材が、電子輸送材であるこ
とを特徴とする請求項3記載の有機発光素子。
4. The organic light emitting device according to claim 3, wherein the charge transporting material is an electron transporting material.
【請求項5】 前記ホール輸送性ポリマーのキャリア移
動度が、1×10-7cm 2/V・s以上であることを特徴とす
る請求項3または4記載の有機発光素子。
5. The carrier transfer of the hole transporting polymer.
Mobility is 1 × 10-7cm Two/ V · s or more
The organic light-emitting device according to claim 3 or 4, wherein
【請求項6】 前記電子輸送材のキャリア移動度が、5
×10-8cm2/V・s以上であることを特徴とする請求項4
または5記載の有機発光素子。
6. The carrier mobility of the electron transport material is 5
5. The method according to claim 4, wherein the pressure is not less than × 10 −8 cm 2 / V · s.
Or the organic light-emitting device according to 5.
【請求項7】 前記電子輸送材の含有率が、前記ポリマ
ーに対して30〜120重量%であることを特徴とする
請求項4〜6のいずれかに記載の有機発光素子。
7. The organic light emitting device according to claim 4, wherein the content of the electron transporting material is 30 to 120% by weight based on the weight of the polymer.
【請求項8】 前記ホール輸送性ポリマーのイオン化ポ
テンシャルが、前記発光材のイオン化ポテンシャルより
も大きく、かつ前記電子輸送材の電子親和力が、前記発
光材の電子親和力よりも小さいことを特徴とする請求項
4〜7のいずれかに記載の有機発光素子。
8. The method according to claim 1, wherein an ionization potential of the hole transporting polymer is higher than an ionization potential of the light emitting material, and an electron affinity of the electron transporting material is smaller than an electron affinity of the light emitting material. Item 8. The organic light-emitting device according to any one of Items 4 to 7.
【請求項9】 前記ポリマーが下記一般式(化1)で表
される繰り返し単位を有するポリ−N−ビニルカルバゾ
ールであることを特徴とする請求項3〜8のいずれかに
記載の有機発光素子。 【化1】
9. The organic light-emitting device according to claim 3, wherein the polymer is poly-N-vinylcarbazole having a repeating unit represented by the following general formula (Formula 1). . Embedded image
【請求項10】 前記電子輸送材が、オキサゾール誘導
体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピ
ラジン誘導体、アルダジン誘導体のうち少なくとも1種
からなることを特徴とする請求項4〜9のいずれかに記
載の有機発光素子。
10. The method according to claim 4, wherein the electron transporting material comprises at least one of an oxazole derivative, an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a pyrazine derivative, and an aldazine derivative. Organic light emitting device.
【請求項11】 前記電子輸送材が、キノリノール錯体
またはその誘導体からなることを特徴とする請求項4〜
9のいずれかに記載の有機発光素子。
11. The method according to claim 4, wherein the electron transporting material comprises a quinolinol complex or a derivative thereof.
10. The organic light-emitting device according to any one of 9.
【請求項12】 前記電子輸送材が、トリス(8−キノ
リノラト)アルミニウムまたはその誘導体からなること
を特徴とする請求項11記載の有機発光素子。
12. The organic light emitting device according to claim 11, wherein the electron transporting material is made of tris (8-quinolinolato) aluminum or a derivative thereof.
【請求項13】 前記陽電極と前記発光層の間に、ホー
ル注入層を有することを特徴とする請求項1〜12のい
ずれかに記載の有機発光素子。
13. The organic light emitting device according to claim 1, further comprising a hole injection layer between the positive electrode and the light emitting layer.
【請求項14】 前記ホール注入層のイオン化ポテンシ
ャル(Ip(h))、前記ポリマーのイオン化ポテンシャル
(Ip(p))、前記陽電極のイオン化ポテンシャルあるい
は仕事関数(Ip(a))の関係が、以下の式で表されるこ
とを特徴とする請求項13記載の有機発光素子。 Ip(a)<Ip(h)<Ip(p)
14. The relationship among the ionization potential (Ip (h)) of the hole injection layer, the ionization potential of the polymer (Ip (p)), the ionization potential of the positive electrode or the work function (Ip (a)) is as follows: The organic light emitting device according to claim 13, wherein the organic light emitting device is represented by the following formula. Ip (a) <Ip (h) <Ip (p)
【請求項15】 前記ホール注入層が、ポリアニリン誘
導体、ポリチオフェン誘導体、アモルファスカーボンの
うち少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1
3または14記載の有機発光素子。
15. The method according to claim 1, wherein the hole injection layer is made of at least one of a polyaniline derivative, a polythiophene derivative, and amorphous carbon.
15. The organic light-emitting device according to 3 or 14.
【請求項16】 前記陰電極と前記発光層の間に、電子
注入層を有することを特徴とする請求項1〜15のいず
れかに記載の有機発光素子。
16. The organic light emitting device according to claim 1, further comprising an electron injection layer between the cathode and the light emitting layer.
【請求項17】 前記電子注入層の電子親和力あるいは
仕事関数が、前記陰電極の仕事関数よりも小さいことを
特徴とする請求項16記載の有機発光素子。
17. The organic light emitting device according to claim 16, wherein an electron affinity or a work function of the electron injection layer is smaller than a work function of the negative electrode.
【請求項18】 前記電子注入層が、ジリチウムフタロ
シアニン、ジソディウムフタロシアニン、有機ホウ素錯
化合物のうち少なくとも1種からなることを特徴とする
請求項17記載の有機発光素子。
18. The organic light emitting device according to claim 17, wherein the electron injection layer is made of at least one of dilithium phthalocyanine, disodium phthalocyanine, and an organic boron complex compound.
【請求項19】 前記電子注入層が、4,4,8,8−
テトラキス(1H−ピラゾール−1−イル)ピラザボー
ルからなることを特徴とする請求項18記載の有機発光
素子。
19. The method according to claim 19, wherein the electron injection layer comprises 4,4,8,8-
The organic light-emitting device according to claim 18, comprising tetrakis (1H-pyrazol-1-yl) pyrazaball.
【請求項20】 前記電荷輸送材が、ホール輸送材及び
電子輸送材をそれぞれ少なくとも1種以上含むことを特
徴とする請求項1〜19のいずれかに記載の有機発光素
子。
20. The organic light emitting device according to claim 1, wherein the charge transporting material includes at least one kind of hole transporting material and at least one electron transporting material.
【請求項21】 前記ホール輸送材のイオン化ポテンシ
ャルが、前記ポリマーのイオン化ポテンシャルよりも小
さいことを特徴とする請求項20記載の有機発光素子。
21. The organic light emitting device according to claim 20, wherein an ionization potential of the hole transport material is smaller than an ionization potential of the polymer.
【請求項22】 前記ホール輸送材の含有率が、前記ポ
リマーに対して10〜120重量%であることを特徴と
する請求項20または21記載の有機発光素子。
22. The organic light emitting device according to claim 20, wherein the content of the hole transport material is 10 to 120% by weight based on the weight of the polymer.
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Cited By (3)

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