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JP2003272870A - Organic el element - Google Patents

Organic el element

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Publication number
JP2003272870A
JP2003272870A JP2002072345A JP2002072345A JP2003272870A JP 2003272870 A JP2003272870 A JP 2003272870A JP 2002072345 A JP2002072345 A JP 2002072345A JP 2002072345 A JP2002072345 A JP 2002072345A JP 2003272870 A JP2003272870 A JP 2003272870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
hole
transporting
organic
mixed
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.)
Granted
Application number
JP2002072345A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4032783B2 (en
Inventor
Harumi Suzuki
晴視 鈴木
Kazue Kojima
和重 小島
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.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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 Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2002072345A priority Critical patent/JP4032783B2/en
Publication of JP2003272870A publication Critical patent/JP2003272870A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4032783B2 publication Critical patent/JP4032783B2/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element that is capable of securing appropriate luminescence, while suppressing short circuit between electrodes by making the organic layers thick. <P>SOLUTION: This is an organic EL element S1 in which, as a layer made of hole transporting material, a hole injection layer 30, a hole transporting mixing layer 40, and a hole transporting layer 50 are interposed between a positive electrode 20 and a luminous layer 60 made of organic EL material, and an electron transporting layer 70 made of electron transporting material is interposed between the luminous layer 60 and a negative electrode 80. The hole transporting mixing layer 40 is made by mixing at least two kinds or more of hole transporting materials, and one material out of the two kinds or more of the hole transporting materials in the mixing layer 40 has higher hole transporting capability than the other hole transporting materials. The hole transporting mixing layer 40 is thickest out of the layers 30-50 made of hole transporting material. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、有機EL(エレク
トロルミネッセンス)素子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) device.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機EL素子は、陽極と有機EL材料か
らなる発光層との間に正孔輸送性材料からなる層が挟ま
れており、発光層と陰極との間に電子輸送性材料からな
る層が挟まれてなるものである。ここで、陽極と陰極と
の間の層は有機化合物からなる有機層となっている。
2. Description of the Related Art In an organic EL device, a layer made of a hole transporting material is sandwiched between an anode and a light emitting layer made of an organic EL material, and an electron transporting material is made between a light emitting layer and a cathode. It is composed of sandwiched layers. Here, the layer between the anode and the cathode is an organic layer made of an organic compound.

【0003】そして、電極間すなわち陽極と陰極との間
に電界を印加することにより、陽極からは正孔輸送性材
料からなる層を介して正孔が発光層に注入され、陰極か
らは電子が電子輸送性材料からなる層を介して電子が発
光層に注入される。そして、発光層にて正孔と電子とが
再結合し、そのとき生じるエネルギーによって発光層が
発光するようになっている。
Then, by applying an electric field between the electrodes, that is, between the anode and the cathode, holes are injected from the anode into the light emitting layer through the layer made of the hole transporting material, and electrons are emitted from the cathode. Electrons are injected into the light emitting layer through the layer made of the electron transporting material. Then, holes and electrons are recombined in the light emitting layer, and the energy generated at that time causes the light emitting layer to emit light.

【0004】このような有機EL素子は自己発光のた
め、視認性に優れ、かつ数V〜数十Vの低電圧駆動が可
能なため駆動回路を含めた軽量化が可能である。そこ
で、有機EL素子は、薄膜型ディスプレイ、照明、バッ
クライトとしての活用が期待されている。
Since such an organic EL element emits light by itself, it is excellent in visibility and can be driven at a low voltage of several V to several tens of V, so that the weight including the drive circuit can be reduced. Therefore, the organic EL element is expected to be used as a thin film type display, lighting, and backlight.

【0005】また、有機EL素子は色バリエーションが
豊富であることも特徴である。また、複数の発光色を組
み合わせる混色によってさまざまな発光が可能となるこ
とも特徴である。
The organic EL element is also characterized by abundant color variations. Another feature is that various colors can be emitted by mixing a plurality of colors.

【0006】有機EL素子には上記利点もあるが、有機
層の厚さが薄いため、微小な異物や、経時的な有機膜お
よび電極の形態変化による電極間の短絡が起きやすいと
いった問題がある。
Although the organic EL element has the above-mentioned advantages, it has a problem that since the thickness of the organic layer is thin, minute foreign matters and short circuits between the electrodes due to changes in the morphology of the organic film and the electrodes over time easily occur. .

【0007】これに対して、例えば、一般に2層以上の
正孔輸送性材料のうち導電性が高く且つ厚くしても正孔
輸送性の落ちにくい材料を、厚くする手法を採ることが
考えられる。導電性が高く且つ厚くしても正孔輸送性の
落ちにくい材料としては、銅フタロシアニンに代表され
るポルフィリン系材料やスターバーストアミン系材料な
どが用いられる。
On the other hand, for example, it is generally possible to adopt a method of thickening a material having a high conductivity and a hole transporting property which is not easily deteriorated even if it is thickened, out of two or more layers of the hole transporting material. . A porphyrin-based material represented by copper phthalocyanine, a starburst amine-based material, or the like is used as a material having high conductivity and having a high hole-transport property even if it is thick.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者等の検討によれば、これらポルフィリン系材料やスタ
ーバーストアミン系材料を、正孔輸送性材料からなる層
のうち陽極と接する正孔注入層として用いた場合、次の
ような問題が生じることがわかった。
However, according to the study by the present inventors, a hole injection layer in which these porphyrin-based materials and starburst amine-based materials are in contact with the anode among layers made of the hole-transporting material is used. It has been found that the following problems occur when used as.

【0009】まず、ポルフィリン系材料では、結晶性が
高いため、厚くしすぎる(例えば30nm以上)と逆に
凹凸を増加させ、電極間(陽極と陰極との間)の短絡が
起きやすくなる。さらに、陽極までもが覆いきれないた
めに、ダークスポットが多くなることもわかった。
First, since the porphyrin-based material has high crystallinity, if it is made too thick (for example, 30 nm or more), concavity and convexity are increased, and a short circuit between electrodes (between the anode and the cathode) is likely to occur. It was also found that the dark spots increased because the anode could not be covered.

【0010】一方、スターバーストアミン系材料など
は、室温レベルでは厚くしても問題ないが、もともと形
態変化が大きいため、厚くするほど高温における形態変
化が大きくなる。すると、下地である陽極との密着性が
悪化し、剥離を発生するなどによって短絡にいたらなく
とも正孔の注入特性が低下し、輝度低下にいたる。
On the other hand, a starburst amine-based material or the like can be thickened at room temperature level, but since the morphological change is large originally, the thicker it is, the larger the morphological change at high temperature becomes. Then, the adhesion with the anode as the base is deteriorated, and the hole injection characteristic is deteriorated even if a short circuit is not caused due to peeling or the like, resulting in a decrease in brightness.

【0011】また、導電性が高く厚くしても正孔輸送性
の落ちにくい材料を、発光層と接する正孔輸送層として
用いた場合でも、当該正孔輸送層を厚くしていくと、正
孔の移動距離が長くなったり、単位長あたりの電界強度
が低下する。そのために、発光効率が落ちるという問題
が生じる。
Further, even when a material having a high conductivity and having a high hole transport property even if it is thick is used as the hole transport layer in contact with the light emitting layer, if the hole transport layer is made thicker, the positive hole transport layer becomes positive. The movement distance of the hole becomes long, and the electric field strength per unit length decreases. Therefore, there arises a problem that the luminous efficiency is reduced.

【0012】そこで、本発明は上記問題に鑑み、有機層
を厚くして電極間の短絡を抑制しつつ、適切な発光を確
保することの可能な有機EL素子を提供することを目的
とする。
Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an organic EL element capable of ensuring proper light emission while suppressing the short circuit between electrodes by thickening the organic layer.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、陽極(20)と有機E
L材料からなる発光層(60)との間に正孔輸送性材料
からなる層(30、40、50)が挟まれており、発光
層と陰極(80)との間に電子輸送性材料からなる層
(70)が挟まれてなる有機EL素子において、正孔輸
送性材料からなる層は、少なくとも2種類以上の正孔輸
送性材料が混合されてなる混合層(40)を含むもので
あり、混合層における2種類以上の正孔輸送性材料の一
つの材料が他の正孔輸送性材料よりも正孔輸送能力が高
い材料となっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1, the anode (20) and the organic E are used.
A layer (30, 40, 50) made of a hole transporting material is sandwiched between the light emitting layer (60) made of an L material, and an electron transporting material is made between the light emitting layer and the cathode (80). In the organic EL device in which the layer (70) formed by sandwiching the layer (70) is sandwiched, the layer formed by the hole transport material includes the mixed layer (40) formed by mixing at least two kinds of hole transport materials. One of the two or more kinds of hole transporting materials in the mixed layer is a material having a higher hole transporting capacity than the other hole transporting materials.

【0014】それによれば、上記混合層においては、混
合層としたがゆえに当該混合層を厚くしたときの結晶度
合や形態変化を小さくできるので、厚くしても凹凸の増
加等を生じにくくできる。また、混合層を構成する一つ
の正孔輸送性材料を他よりも正孔輸送能力が高い材料と
することによって、混合層を厚くしても正孔輸送機能を
確保することができる。
According to this, since the above-mentioned mixed layer is a mixed layer, the degree of crystallinity and morphological change when the mixed layer is thickened can be reduced, so that even if the mixed layer is thickened, increase in unevenness or the like is less likely to occur. Further, by using one hole-transporting material forming the mixed layer as a material having a higher hole-transporting ability than the other material, the hole-transporting function can be ensured even if the mixed layer is thickened.

【0015】したがって、本発明によれば、正孔輸送機
能を落とすことなく、正孔輸送性材料からなる層を厚く
することができる。その結果、有機層を厚くして電極間
の短絡を抑制しつつ、適切な発光を確保することの可能
な有機EL素子を提供することができる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to thicken the layer made of the hole transporting material without degrading the hole transporting function. As a result, it is possible to provide an organic EL element capable of ensuring proper light emission while suppressing the short circuit between the electrodes by thickening the organic layer.

【0016】また、請求項2に記載の発明では、正孔輸
送能力が高い材料は、その価電子帯最高準位が当該材料
を含む混合層(40)に相接する陽極側の層(20、3
0)の価電子帯最高準位に対して±0.2eV以内とな
っているものであることを特徴とする。
According to the second aspect of the present invention, the material having a high hole transporting ability has a layer (20) on the anode side whose valence band highest level is in contact with the mixed layer (40) containing the material. Three
It is characterized in that it is within ± 0.2 eV with respect to the highest level of the valence band of 0).

【0017】ここで、混合層(40)に相接する陽極側
の層とは、陽極(20)でも良いし、陽極と混合層との
間の正孔輸送性材料からなる層(30)でも良い。
Here, the layer on the anode side in contact with the mixed layer (40) may be the anode (20) or the layer (30) made of a hole transporting material between the anode and the mixed layer. good.

【0018】混合層における正孔輸送能力が高い材料の
価電子帯最高準位と混合層に相接する陽極側の層の価電
子帯最高準位との差が大きすぎると、エネルギー障壁が
大きく当該相接する陽極側の層から混合層へ正孔が注入
されにくくなる。そのため、上記価電子帯最高準位の差
は±0.2eV以内であることが好ましい。
If the difference between the highest valence band level of the material having a high hole transport ability in the mixed layer and the highest valence band level of the layer adjacent to the mixed layer on the anode side is too large, the energy barrier becomes large. It becomes difficult for holes to be injected from the adjacent layers on the anode side into the mixed layer. Therefore, the difference between the highest valence band levels is preferably within ± 0.2 eV.

【0019】また、正孔輸送機能を落とすことなく正孔
輸送性材料からなる層(30、40、50)を厚くする
ためには、請求項3に記載の発明のように、混合層(4
0)における正孔輸送能力が高い材料として、正孔の移
動度が1×10-3cm2/V・sec以上の材料を採用
することが好ましい。
Further, in order to increase the thickness of the layer (30, 40, 50) made of the hole transporting material without degrading the hole transporting function, the mixed layer (4
It is preferable to adopt a material having a hole mobility of 1 × 10 −3 cm 2 / V · sec or more as the material having a high hole transporting ability in 0).

【0020】具体的に、混合層(40)における正孔輸
送能力が高い材料としては、請求項4に記載の発明のよ
うに、ポルフィリン系材料、スターバーストアミン系材
料、ペンタセン系材料のいずれか一つを採用することが
できる。
Specifically, as the material having a high hole transporting ability in the mixed layer (40), any one of the porphyrin-based material, the starburst amine-based material and the pentacene-based material can be used as in the invention of claim 4. One can be adopted.

【0021】また、請求項5に記載の発明のように、混
合層(40)において、正孔輸送能力が高い材料に混合
される正孔輸送性材料としては、三級アミン系材料を採
用することができる。
Further, as in the fifth aspect of the invention, in the mixed layer (40), as the hole transporting material mixed with the material having a high hole transporting ability, a tertiary amine type material is adopted. be able to.

【0022】特に、正孔輸送能力が高い材料として、ポ
ルフィリン系材料やペンタセン系材料を用いた場合、こ
れらの材料はその結晶性の高さから着色していることが
多い。そのような場合、第三級アミン系材料を混合させ
れば、混合層として結晶性を下げることができるため
に、着色度合を低減でき、また、凹凸に関しても低減す
ることができる。
In particular, when a porphyrin-based material or a pentacene-based material is used as a material having a high hole-transporting ability, these materials are often colored due to their high crystallinity. In such a case, if a tertiary amine-based material is mixed, the crystallinity of the mixed layer can be lowered, so that the degree of coloring can be reduced and unevenness can be reduced.

【0023】また、請求項6に記載の発明では、正孔輸
送性材料からなる層(30、40、50)は複数層から
なり、これら複数層のうち混合層(40)が最も厚い層
であることを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 6, the layer (30, 40, 50) made of the hole transporting material is composed of a plurality of layers, and the mixed layer (40) is the thickest layer among these layers. It is characterized by being.

【0024】上述したように、混合層を厚くしても正孔
輸送機能を確保することができることから、正孔輸送性
材料からなる層が複数層からなる場合、これら複数層の
うち混合層を最も厚い層にすることができる。
As described above, since the hole transporting function can be ensured even if the mixed layer is thickened, when the layer made of the hole transporting material is composed of a plurality of layers, the mixed layer among the plurality of layers is selected. It can be the thickest layer.

【0025】また、請求項7に記載の発明では、正孔輸
送性材料からなる層(40、50)は、陽極(20)に
接する正孔注入層(40)とこの正孔注入層よりも発光
層(60)側に位置する正孔輸送層(50)とからな
り、混合層(40)は正孔注入層として構成されている
ことを特徴とする。
Further, in the invention as set forth in claim 7, the layer (40, 50) made of the hole transporting material is more than the hole injection layer (40) in contact with the anode (20) and the hole injection layer. The mixed layer (40) comprises a hole transport layer (50) located on the light emitting layer (60) side, and is configured as a hole injection layer.

【0026】また、請求項8に記載の発明では、正孔輸
送性材料からなる層(30、40、50)は、陽極(2
0)に接する正孔注入層(30)とこの正孔注入層より
も発光層(60)側に位置する正孔輸送層(40、5
0)とからなり、混合層(40)は正孔輸送層として構
成されていることを特徴とする。
Further, in the invention described in claim 8, the layer (30, 40, 50) made of the hole transporting material is the anode (2
0) in contact with the hole injection layer (30) and the hole transport layer (40, 5) located closer to the light emitting layer (60) than the hole injection layer.
0) and the mixed layer (40) is configured as a hole transport layer.

【0027】このように、混合層(40)は正孔注入層
や正孔輸送層として用いることができる。
Thus, the mixed layer (40) can be used as a hole injection layer or a hole transport layer.

【0028】特に、請求項8に記載の有機EL素子のよ
うに、混合層(40)を正孔輸送層として用いた場合に
は、請求項9に記載の発明のように、正孔注入層(3
0)として結晶性が高いポルフィリン系材料を採用する
ことが好ましい。これは、このポルフィリン系材料から
なる正孔注入層と陽極との密着性を高いものにできるた
めである。
In particular, when the mixed layer (40) is used as the hole transport layer as in the organic EL device according to claim 8, the hole injection layer as in the invention according to claim 9 is obtained. (3
It is preferable to adopt a porphyrin-based material having high crystallinity as 0). This is because the hole injection layer made of the porphyrin-based material and the anode can have high adhesion.

【0029】また、請求項10に記載の発明では、正孔
輸送性材料からなる層(30、40、50)全体の厚さ
が、陽極(20)の厚さ以上であることを特徴とする。
Further, the invention according to claim 10 is characterized in that the thickness of the entire layer (30, 40, 50) made of the hole transporting material is not less than the thickness of the anode (20). .

【0030】陽極は通常パターニングされるので、陽極
の非形成部では陽極の端面に段差が生じる。有機層は陽
極の上およびこの段差部分の上にも形成されるが、当該
段差部分にて有機層の厚さが薄くなりやすく、その薄く
なった部分にて電極間の短絡が生じやすくなる。
Since the anode is usually patterned, a step is formed on the end face of the anode in the portion where the anode is not formed. Although the organic layer is formed on the anode and also on the step portion, the thickness of the organic layer is likely to be thin at the step portion, and a short circuit between electrodes is likely to occur at the thin portion.

【0031】そこで、本発明のように、正孔輸送性材料
からなる層全体の厚さを陽極の厚さ以上と厚くすること
で、上記段差部分における有機層の厚さを確保すること
ができるため、好ましい。
Therefore, as in the present invention, the thickness of the organic layer in the step portion can be secured by increasing the thickness of the entire layer made of the hole transporting material to the thickness of the anode or more. Therefore, it is preferable.

【0032】さらに言うならば、正孔輸送性材料からな
る層の方を電子輸送性材料からなる層よりも厚くするこ
とが好ましい。これは、一般に電子輸送性材料が正孔の
移動度も有しており、逆バイアスに対して電流が流れる
のに対し、正孔輸送性材料が逆バイアスに対して電流が
ほとんど流れない性質を持っているため、正孔輸送性材
料からなる層の方をより厚くすれば、逆バイアスによる
電流のリークを適切に防止できることによる。
Furthermore, it is preferable to make the layer made of the hole transporting material thicker than the layer made of the electron transporting material. This is because the electron transporting material generally has hole mobility, and a current flows in the reverse bias, whereas the hole transporting material has a property that almost no current flows in the reverse bias. Therefore, if the layer made of the hole transporting material is made thicker, the current leakage due to the reverse bias can be appropriately prevented.

【0033】また、請求項11に記載の発明のように、
正孔輸送性材料からなる層(30、40、50)は3層
以上の層からなるものにできる。
According to the invention described in claim 11,
The layer (30, 40, 50) made of the hole transporting material can be made of three or more layers.

【0034】また、上記各手段では、正孔輸送機能を落
とすことなく、正孔輸送性材料からなる層を厚くするこ
とにより、有機層を厚くして電極間の短絡を抑制しつ
つ、適切な発光を確保することを可能とした。
Further, in each of the above means, the layer made of the hole transporting material is made thick without degrading the hole transporting function, so that the organic layer is made thicker and the short circuit between the electrodes is suppressed, and at the same time, it is suitable. It was possible to secure luminescence.

【0035】さらに、検討を進めた結果、上下電極間の
短絡を防止するために、電子輸送性材料からなる層を厚
くしつつ、電子輸送機能を落とさないようにした場合で
も、同様の効果があることを見出した。請求項12〜請
求項17の発明はこの知見に基づいて創出されたもので
ある。
As a result of further study, the same effect can be obtained even if the electron transporting function is not deteriorated while the layer made of the electron transporting material is thickened in order to prevent a short circuit between the upper and lower electrodes. I found that there is. The inventions of claims 12 to 17 were created based on this finding.

【0036】すなわち、請求項12に記載の発明では、
陽極(20)と有機EL材料からなる発光層(60)と
の間に正孔輸送性材料からなる層(30、50)が挟ま
れており、発光層と陰極(80)との間に電子輸送性材
料からなる層(72)が挟まれてなる有機EL素子にお
いて、電子輸送性材料からなる層は、少なくとも2種類
以上の電子輸送性材料が混合されてなる混合層(72)
を含むものであり、混合層における2種類以上の電子輸
送性材料の一つの材料が他の電子輸送性材料よりも電子
輸送能力が高い材料となっていることを特徴とする。
That is, according to the invention of claim 12,
A layer (30, 50) made of a hole transporting material is sandwiched between an anode (20) and a light emitting layer (60) made of an organic EL material, and an electron is provided between the light emitting layer and the cathode (80). In an organic EL device in which a layer (72) made of a transport material is sandwiched, the layer made of an electron transport material is a mixed layer (72) formed by mixing at least two kinds of electron transport materials.
One of the two or more types of electron transporting materials in the mixed layer is a material having a higher electron transporting capacity than the other electron transporting materials.

【0037】それによれば、上記混合層においては、混
合層としたがゆえに当該混合層を厚くしたときの結晶度
合や形態変化を小さくできるので、厚くしても凹凸の増
加等を生じにくくできる。また、混合層を構成する一つ
の電子輸送性材料を他よりも電子輸送能力が高い材料と
することによって、混合層を厚くしても電子輸送機能を
確保することができる。
According to this, since the above-mentioned mixed layer is a mixed layer, the degree of crystallinity and morphological change can be reduced when the mixed layer is thickened, so that even if the mixed layer is thickened, increase in unevenness or the like is less likely to occur. Further, by using one electron-transporting material forming the mixed layer as a material having a higher electron-transporting ability than the other, the electron-transporting function can be ensured even if the mixed layer is thickened.

【0038】したがって、本発明によれば、電子輸送機
能を落とすことなく、電子輸送性材料からなる層を厚く
することができる。その結果、有機層を厚くして電極間
の短絡を抑制しつつ、適切な発光を確保することの可能
な有機EL素子を提供することができる。
Therefore, according to the present invention, the layer made of the electron transporting material can be thickened without deteriorating the electron transporting function. As a result, it is possible to provide an organic EL element capable of ensuring proper light emission while suppressing the short circuit between the electrodes by thickening the organic layer.

【0039】また、請求項13に記載の発明では、電子
輸送能力が高い材料は、その伝導帯最低準位が、当該材
料を含む混合層(72)に相接する陰極側の層(80)
の伝導帯最低準位に対して±0.2eV以内となってい
るものであることを特徴とする。
Further, in the invention according to claim 13, the material having a high electron transporting capacity has a conduction band lowest level which is in contact with the mixed layer (72) containing the material and is on the side of the cathode (80).
It is characterized in that it is within ± 0.2 eV with respect to the lowest level of the conduction band.

【0040】ここで、混合層(72)に相接する陰極側
の層とは、陰極(80)でも良いし、陰極と混合層との
間の電子輸送性材料からなる層でも良い。
Here, the layer on the cathode side in contact with the mixed layer (72) may be the cathode (80) or a layer made of an electron transporting material between the cathode and the mixed layer.

【0041】混合層における電子輸送能力が高い材料の
伝導帯最低準位と混合層に相接する陰極側の層の伝導帯
最低準位との差が大きすぎると、エネルギー障壁が大き
く当該相接する陰極側の層から混合層へ電子が注入され
にくくなる。そのため、上記伝導帯最低準位の差は±
0.2eV以内であることが好ましい。
If the difference between the conduction band lowest level of the material having a high electron transporting ability in the mixed layer and the conduction band lowest level of the layer on the cathode side which is in contact with the mixed layer is too large, the energy barrier becomes large, and the contact band becomes large. It becomes difficult for electrons to be injected from the cathode side layer into the mixed layer. Therefore, the difference between the conduction band lowest levels is ±
It is preferably within 0.2 eV.

【0042】また、電子輸送機能を落とすことなく電子
輸送性材料からなる層(72)を厚くするためには、請
求項14に記載の発明のように、混合層(72)におけ
る電子輸送能力が高い材料として、電子の移動度が1×
10-5cm2/V・sec以上の材料を採用することが
好ましい。
In order to increase the thickness of the layer (72) made of an electron-transporting material without deteriorating the electron-transporting function, the electron-transporting ability of the mixed layer (72) may be increased as in the invention of claim 14. As a high material, electron mobility is 1x
It is preferable to use a material of 10 −5 cm 2 / V · sec or more.

【0043】具体的に、混合層(72)における電子輸
送能力が高い材料としては、請求項15に記載の発明の
ように、ピレン化合物、ジフェニルアントラセン、ジス
チリルベンゼン誘導体、スピロ化合物、オキサジアゾー
ル骨格を有する材料のいずれか一つを採用できる。
Specifically, as the material having a high electron transporting ability in the mixed layer (72), a pyrene compound, a diphenylanthracene, a distyrylbenzene derivative, a spiro compound and an oxadiazole may be used as in the invention of claim 15. Any one of the materials having a skeleton can be adopted.

【0044】また、請求項16に記載の発明のように、
混合層(72)において、電子輸送能力が高い材料に混
合される電子輸送性材料としては、アルミキレート系材
料を採用することができる。
According to the sixteenth aspect of the present invention,
In the mixed layer (72), an aluminum chelate-based material can be used as the electron transporting material mixed with the material having a high electron transporting ability.

【0045】このアルミキレート系材料は、上記したピ
レン化合物、ジフェニルアントラセン、ジスチリルベン
ゼン誘導体、スピロ化合物、オキサジアゾール骨格を有
する材料よりも伝導帯最低準位が低い。そのため、混合
層とすることにより、陰極側の層と混合層とのエネルギ
ー障壁を小さくして陰極側から混合層への電子の注入性
を向上させる。
This aluminum chelate-based material has a lower conduction band minimum level than the above-mentioned materials having a pyrene compound, diphenylanthracene, distyrylbenzene derivative, spiro compound, or oxadiazole skeleton. Therefore, by using the mixed layer, the energy barrier between the layer on the cathode side and the mixed layer is reduced, and the injection property of electrons from the cathode side to the mixed layer is improved.

【0046】また、請求項17に記載の発明では、電子
輸送性材料からなる層は複数層からなり、これら複数層
のうち混合層が最も厚い層であることを特徴とする。
Further, the invention according to claim 17 is characterized in that the layer made of the electron transporting material is composed of a plurality of layers, and the mixed layer is the thickest layer among the plurality of layers.

【0047】上述したように、混合層を厚くしても電子
輸送機能を確保することができることから、電子輸送性
材料からなる層が複数層からなる場合、これら複数層の
うち混合層を最も厚い層にすることができる。
As described above, since the electron transporting function can be ensured even if the mixed layer is thickened, when the layer made of the electron transporting material is composed of a plurality of layers, the mixed layer is the thickest among the plurality of layers. Can be layered.

【0048】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一
例である。
The reference numerals in parentheses for each means described above are examples showing the correspondence with specific means described in the embodiments described later.

【0049】[0049]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。なお、以下の各実施形態相互におい
て同一部分には、図中、同一符号を付してある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described. The same parts in each of the following embodiments are given the same reference numerals in the drawings.

【0050】(第1実施形態)図1は本発明の第1実施
形態に係る有機EL素子S1の概略断面構成を示す図で
ある。基板10は、ガラスなどの可視光に対して透明性
を有する基板である。この基板10の一面上には、陽極
20、正孔輸送性材料からなる層30、40、50、発
光層60、電子輸送性材料からなる層70、陰極80が
順次積層されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a schematic sectional structure of an organic EL element S1 according to a first embodiment of the present invention. The substrate 10 is a substrate that is transparent to visible light, such as glass. On one surface of the substrate 10, an anode 20, layers 30, 40 and 50 made of a hole transporting material, a light emitting layer 60, a layer 70 made of an electron transporting material, and a cathode 80 are sequentially laminated.

【0051】陽極20は透明電極として構成され、透明
導電膜であるITO(インジウム−錫の酸化物)やイン
ジウム−亜鉛の酸化物よりなり、スパッタリング法等に
より形成されている。陽極20の膜厚は100nm〜1
μm程度にできる。本例では、陽極20はITOよりな
り、その膜厚は100nm程度としている。
The anode 20 is formed as a transparent electrode, is made of ITO (indium-tin oxide) or indium-zinc oxide, which is a transparent conductive film, and is formed by a sputtering method or the like. The film thickness of the anode 20 is 100 nm to 1
It can be about μm. In this example, the anode 20 is made of ITO and its thickness is about 100 nm.

【0052】正孔輸送性材料からなる層30〜50は、
陽極20側から順に形成された正孔注入層30、正孔輸
送性混合層40、正孔輸送層50から構成されている。
陽極20に接する正孔注入層30は、ポルフィリン系材
料等からなり、本例では、真空蒸着法により成膜された
厚さ10nmのポルフィリン系材料である銅フタロシア
ニンの膜としている。
The layers 30 to 50 made of the hole transporting material are
It is composed of a hole injection layer 30, a hole transporting mixed layer 40, and a hole transport layer 50 which are sequentially formed from the anode 20 side.
The hole injection layer 30 in contact with the anode 20 is made of a porphyrin-based material or the like. In this example, it is a film of copper phthalocyanine that is a 10-nm-thick porphyrin-based material formed by vacuum deposition.

【0053】正孔輸送性混合層40はその上の正孔輸送
層50とともに、正孔注入層30よりも発光層60側に
位置する正孔輸送層を構成しており、特に、本例では、
正孔輸送性混合層40は、正孔注入層30に接する正孔
輸送層として構成されている。
The hole-transporting mixed layer 40, together with the hole-transporting layer 50 thereon, constitutes a hole-transporting layer located closer to the light-emitting layer 60 than the hole-injecting layer 30. In particular, in this example, ,
The hole transporting mixed layer 40 is configured as a hole transporting layer in contact with the hole injection layer 30.

【0054】正孔輸送性混合層40は、少なくとも2種
類以上の正孔輸送性材料が混合されてなる混合層であ
り、この正孔輸送性混合層40における2種類以上の正
孔輸送性材料の一つの材料が他の正孔輸送性材料よりも
正孔輸送能力が高い材料となっている。
The hole transporting mixed layer 40 is a mixed layer in which at least two kinds of hole transporting materials are mixed, and two or more kinds of hole transporting materials in the hole transporting mixed layer 40. One of the materials has a higher hole transporting ability than the other hole transporting materials.

【0055】本例では、正孔輸送性混合層40は、正孔
輸送能力が比較的高い材料である銅フタロシアニンと正
孔輸送能力が比較的低い材料であるトリフェニルアミン
4量体とを真空蒸着法を用いて共蒸着することにより成
膜された厚さ60nmの膜である。
In the present example, the hole transporting mixed layer 40 is formed by vacuuming copper phthalocyanine, which is a material having a relatively high hole transporting ability, and triphenylamine tetramer, which is a material having a relatively low hole transporting ability. It is a film having a thickness of 60 nm formed by co-evaporation using an evaporation method.

【0056】この混合層40における正孔輸送能力の高
い材料と低い材料との混合比は、限定するものではない
が、1:10〜10:1を選ぶことが可能である。正孔
輸送能力の高い材料の性質によるが、発光効率を高める
場合は、正孔輸送能力の高い材料の比を多くした方がよ
い。ただし、正孔輸送能力の高い材料の結晶性が高い場
合は、その比を高くすると、混合層40を厚くした場合
に凹凸が大きくなり電極の短絡が発生しやすくなる傾向
にあるので、注意を要する。
The mixing ratio of the material having a high hole transporting ability and the material having a low hole transporting ability in the mixed layer 40 is not limited, but it is possible to select 1:10 to 10: 1. Depending on the nature of the material having a high hole-transporting ability, it is preferable to increase the ratio of the material having a high hole-transporting ability in order to improve the light emission efficiency. However, when the crystallinity of the material having a high hole-transporting ability is high, if the ratio is increased, the unevenness tends to be large and the electrode short circuit tends to occur when the mixed layer 40 is thick. It costs.

【0057】また、正孔輸送性混合層40の上に形成さ
れた正孔輸送層50は、三級アミン系材料等からなり、
本例では、真空蒸着法により成膜された厚さ20nmの
三級アミン系材料であるトリフェニルアミン4量体の膜
としている。
The hole-transporting layer 50 formed on the hole-transporting mixed layer 40 is made of a tertiary amine-based material or the like,
In this example, a film of triphenylamine tetramer, which is a tertiary amine-based material and has a thickness of 20 nm, is formed by vacuum evaporation.

【0058】ここで、正孔輸送性混合層40における正
孔輸送能力が高い材料は、その価電子帯最高準位が当該
材料を含む混合層40に相接する陽極20側の層の価電
子帯最高準位に対して±0.2eV以内となっているも
のであることが好ましい。本例では、混合層40に相接
する陽極20側の層は、銅フタロシアニンからなる正孔
注入層30である。
Here, the material having a high hole-transporting ability in the hole-transporting mixed layer 40 has the highest valence band level of the valence electrons of the layer on the side of the anode 20 in contact with the mixed layer 40 containing the material. It is preferably within ± 0.2 eV with respect to the highest band level. In this example, the layer on the anode 20 side that is in contact with the mixed layer 40 is the hole injection layer 30 made of copper phthalocyanine.

【0059】このような価電子帯最高準位の関係が好ま
しいのは、正孔輸送性混合層40における正孔輸送能力
が高い材料の価電子帯最高準位と該混合層40に相接す
る陽極20側の層30の価電子帯最高準位との差が±
0.2eVよりも大きいと、エネルギー障壁が大きく当
該陽極20側の層30から混合層40へ正孔が注入され
にくくなることによる。
It is preferable that the valence band highest level has such a relationship that the valence band highest level of the material having a high hole transporting ability in the hole transporting mixed layer 40 is in contact with the mixed layer 40. The difference from the highest level of the valence band of the layer 30 on the anode 20 side is ±
When it is larger than 0.2 eV, the energy barrier is large and it becomes difficult to inject holes from the layer 30 on the anode 20 side to the mixed layer 40.

【0060】ここで、本例において、陽極20を構成す
るITO膜の価電子帯最高準位(HOMOレベル)は
5.0eVである。また、銅フタロシアニンについて
は、価電子帯最高準位が5.2eV、伝導帯最低準位
(LUMOレベル)が3.5eVであり、エネルギーギ
ャップは1.7eVである。なお、トリフェニルアミン
4量体については、価電子帯最高準位が5.4eV、伝
導帯最低準位が2.4eVであり、エネルギーギャップ
は3.0eVである。
In this example, the highest valence band level (HOMO level) of the ITO film forming the anode 20 is 5.0 eV. Regarding copper phthalocyanine, the valence band highest level is 5.2 eV, the conduction band lowest level (LUMO level) is 3.5 eV, and the energy gap is 1.7 eV. The triphenylamine tetramer has a valence band highest level of 5.4 eV, a conduction band lowest level of 2.4 eV, and an energy gap of 3.0 eV.

【0061】そして、本例では、上記正孔輸送能力が高
い材料と混合層40に相接する陽極20側の層(正孔注
入層)30とは共に銅フタロシアニンであるため、これ
ら両者の価電子帯最高準位の差は0eVとなっている。
In this example, the material having a high hole-transporting ability and the layer 30 (hole-injecting layer) 30 on the side of the anode 20 which is in contact with the mixed layer 40 are both copper phthalocyanine, and therefore the value of both of them is high. The difference in the highest level of the electron band is 0 eV.

【0062】また、正孔輸送性混合層40における正孔
輸送能力が高い材料は、正孔輸送性混合層40における
正孔輸送機能を確保するためのもので、正孔の移動度が
高い方が好ましい。具体的には、正孔の移動度が1×1
-3cm2/V・sec以上の材料であることが好まし
い。ちなみに、トリフェニルアミン4量体に代表される
三級アミン系材料の正孔の移動度は1×10-3cm2
V・secよりも小さい。
The material having a high hole transporting ability in the hole transporting mixed layer 40 is for ensuring the hole transporting function in the hole transporting mixed layer 40 and has a high hole mobility. Is preferred. Specifically, the hole mobility is 1 × 1.
It is preferable that the material is 0 −3 cm 2 / V · sec or more. By the way, the hole mobility of a tertiary amine material represented by a triphenylamine tetramer is 1 × 10 −3 cm 2 /
It is smaller than Vsec.

【0063】このような1×10-3cm2/V・sec
以上の正孔の移動度を有する正孔輸送性材料としては、
上記した銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン系
材料、m−MTBATA(価電子帯最高準位:5.0e
V、伝導帯最低準位:1.9eV、エネルギーギャッ
プ:3.1eV)に代表されるスターバーストアミン系
材料、ペンタセン(価電子帯最高準位:5.2eV)に
代表されるペンタセン系材料等を使用することができ
る。
Such 1 × 10 −3 cm 2 / V · sec
As a hole transporting material having the above hole mobility,
Porphyrin-based material typified by the above-mentioned copper phthalocyanine, m-MTBATA (valence band highest level: 5.0e
V, conduction band lowest level: 1.9 eV, energy gap: 3.1 eV), starburst amine-based material, pentacene (valence band highest level: 5.2 eV), pentacene-based material, etc. Can be used.

【0064】つまり、正孔輸送性混合層40における正
孔輸送能力が高い材料としては、これらポルフィリン系
材料、スターバーストアミン系材料、ペンタセン系材料
等から選択された材料を採用することができる。
That is, as the material having a high hole transporting ability in the hole transporting mixed layer 40, a material selected from these porphyrin-based materials, starburst amine-based materials, pentacene-based materials and the like can be adopted.

【0065】また、正孔輸送性混合層40において、正
孔輸送能力が高い材料に混合される正孔輸送性材料とし
ては、トリフェニルアミン4量体に代表される三級アミ
ン系材料等を採用することができる。
In the hole transporting mixed layer 40, as the hole transporting material mixed with the material having a high hole transporting ability, a tertiary amine material represented by triphenylamine tetramer or the like is used. Can be adopted.

【0066】特に、正孔輸送能力が高い材料として、ポ
ルフィリン系材料やペンタセン系材料を用いた場合、こ
れらの材料はその結晶性の高さから着色していることが
多い。そのような場合、第三級アミン系材料を混合させ
れば、混合層として結晶性を下げることができるため
に、着色度合を低減でき、また、凹凸に関しても低減す
ることができる。
In particular, when a porphyrin-based material or a pentacene-based material is used as a material having a high hole-transporting ability, these materials are often colored due to their high crystallinity. In such a case, if a tertiary amine-based material is mixed, the crystallinity of the mixed layer can be lowered, so that the degree of coloring can be reduced and unevenness can be reduced.

【0067】例えば、ポルフィリン系材料である銅フタ
ロシアニンの場合、それ自体が青く赤色の吸収特性を有
している。そのため、銅フタロシアニンを例えば正孔輸
送層として用いると、赤色系の発光層を有する有機EL
素子では発光効率を低下させるという問題がある。
For example, in the case of copper phthalocyanine, which is a porphyrin-based material, itself has blue and red absorption characteristics. Therefore, when copper phthalocyanine is used as a hole transport layer, for example, an organic EL device having a red light emitting layer is obtained.
The device has a problem of reducing luminous efficiency.

【0068】これに対して、銅フタロシアニンと三級ア
ミン系材料と混合させた混合層40では、銅フタロシア
ニンの単独層と比較して結晶性を下げることができるた
め、赤色の吸収特性を抑制できる。また、膜の凹凸に関
しても低減することができ、電極20、80間の短絡を
効果的に抑制することができる。
On the other hand, in the mixed layer 40 in which copper phthalocyanine and a tertiary amine-based material are mixed, the crystallinity can be lowered as compared with a single layer of copper phthalocyanine, so that the red absorption characteristic can be suppressed. . Further, the unevenness of the film can be reduced, and the short circuit between the electrodes 20 and 80 can be effectively suppressed.

【0069】また、本実施形態において、上記のポルフ
ィリン系材料、スターバーストアミン系材料、ペンタセ
ン系材料等は、正孔注入層30にも採用することができ
る。本実施形態のように、正孔輸送性混合層40を正孔
輸送層として用いた場合、本例のように、正孔注入層3
0として結晶性が高いポルフィリン系材料を採用すれ
ば、このポルフィリン系材料からなる正孔注入層30と
陽極20との密着性を高いものにでき、好ましい。
In the present embodiment, the porphyrin-based material, starburst amine-based material, pentacene-based material and the like described above can also be used in the hole injection layer 30. When the hole transporting mixed layer 40 is used as the hole transporting layer as in this embodiment, the hole injecting layer 3 is used as in this example.
It is preferable to use a porphyrin-based material having high crystallinity as 0 because the hole injection layer 30 made of this porphyrin-based material can have high adhesion to the anode 20.

【0070】そして、図1に示すように、このように構
成された正孔輸送性材料からなる層30〜50の上に
は、有機EL材料からなる発光層60が形成されてい
る。本例では、発光層60は、蛍光色素としてのジメチ
ルキナクリドンを1wt%添加したトリスアルミキノリ
ノール(Alq3)を真空蒸着法によって成膜した厚さ
40nmの膜としている。
Then, as shown in FIG. 1, a light emitting layer 60 made of an organic EL material is formed on the layers 30 to 50 made of the hole transporting material thus constituted. In this example, the light emitting layer 60 is a film having a thickness of 40 nm formed by vacuum deposition of trisaluminoquinolinol (Alq3) containing 1 wt% of dimethylquinacridone as a fluorescent dye.

【0071】さらに、発光層60の上の電子輸送層70
は、電子輸送性材料からなる層であり、本例では、真空
蒸着法により成膜された厚さ20nmのAlq3の膜と
している。なお、Alq3については、価電子帯最高準
位が5.8eV、伝導帯最低準位が3.0eV、エネル
ギーギャップが2.8eVである。
Further, the electron transport layer 70 on the light emitting layer 60.
Is a layer made of an electron transporting material, and in this example, it is an Alq3 film having a thickness of 20 nm formed by a vacuum evaporation method. Alq3 has a valence band highest level of 5.8 eV, a conduction band lowest level of 3.0 eV, and an energy gap of 2.8 eV.

【0072】電子輸送層70の上に形成された陰極80
は、電子輸送層70へ電子を注入するための電極であ
り、金属等を真空蒸着法等により成膜することで得られ
る。本例では、陰極80は、電子輸送層70側から厚さ
0.5nmのLiFの膜を形成し、その上に厚さ100
nmのAlからなる膜を形成した2層構造をなすもので
ある。
Cathode 80 formed on the electron transport layer 70
Is an electrode for injecting electrons into the electron transport layer 70, and is obtained by depositing a metal or the like by a vacuum deposition method or the like. In this example, as the cathode 80, a LiF film having a thickness of 0.5 nm is formed from the side of the electron transport layer 70, and a film having a thickness of 100 is formed thereon.
It has a two-layer structure in which a film made of Al of nm is formed.

【0073】このような有機EL素子S1においては、
陽極20と陰極80との間に電界を印加することによ
り、陽極20からは正孔輸送性材料からなる層30〜5
0を介して発光層60に正孔が注入され、陰極80から
は電子輸送層70を介して電子が発光層60に注入さ
れ、発光層60にて正孔と電子とが再結合し、そのとき
生じるエネルギーによって発光層60が発光する。本例
では、発光層60中のジメチルキナクリドンによる緑色
発光が得られる。
In such an organic EL element S1,
By applying an electric field between the anode 20 and the cathode 80, the layers 30 to 5 made of the hole-transporting material are emitted from the anode 20.
Holes are injected into the light emitting layer 60 through 0, electrons are injected into the light emitting layer 60 from the cathode 80 through the electron transport layer 70, and the holes and electrons are recombined in the light emitting layer 60. The light emitting layer 60 emits light due to the energy generated at that time. In this example, green light emission due to dimethylquinacridone in the light emitting layer 60 is obtained.

【0074】ところで、本実施形態では、正孔輸送性材
料からなる層30〜50を、少なくとも2種類以上の正
孔輸送性材料が混合されてなる正孔輸送性混合層40を
含むものとし、該混合層40における2種類以上の正孔
輸送性材料の一つの材料を他の正孔輸送性材料よりも正
孔輸送能力が高い材料とした独自の構成を採用してい
る。
By the way, in this embodiment, the layers 30 to 50 made of the hole transporting material are assumed to include the hole transporting mixed layer 40 in which at least two kinds of hole transporting materials are mixed. A unique structure is adopted in which one material of the two or more kinds of hole transporting materials in the mixed layer 40 is a material having a higher hole transporting capacity than the other hole transporting materials.

【0075】それによれば、正孔輸送性混合層40にお
いては、2種以上の材料を混合した混合層としたがゆえ
に、当該混合層40を厚くしたときの結晶度合や形態変
化を小さくすることができる。そのため、該混合層40
を厚くしても膜表面の凹凸の増加や陽極20からの剥離
等を生じにくくできる。
According to this, since the hole transporting mixed layer 40 is a mixed layer in which two or more kinds of materials are mixed, the crystallinity and the morphological change when the mixed layer 40 is thickened should be reduced. You can Therefore, the mixed layer 40
Even if the thickness is increased, it is possible to make it difficult for the unevenness of the film surface to be increased or to be peeled from the anode 20.

【0076】また、正孔輸送性混合層40を構成する一
つの正孔輸送性材料を他よりも正孔輸送能力が高い材料
とすることによって、当該混合層40を厚くしても正孔
輸送機能を確保することができる。
Further, by making one hole-transporting material forming the hole-transporting mixed layer 40 a material having a higher hole-transporting ability than the other, even if the mixed layer 40 is thickened, the hole-transporting material can be transported. The function can be secured.

【0077】そのため、上述した本例では、正孔輸送性
材料からなる複数の層30〜50において、正孔注入層
30を10nm、正孔輸送性混合層40を60nm、正
孔輸送層50を20nmというように、正孔輸送性混合
層40を最も厚い層としている。
Therefore, in the above-described present example, in the plurality of layers 30 to 50 made of the hole transporting material, the hole injecting layer 30 is 10 nm, the hole transporting mixed layer 40 is 60 nm, and the hole transporting layer 50 is. The hole transporting mixed layer 40 is the thickest layer such as 20 nm.

【0078】このように、本実施形態によれば、正孔輸
送機能を落とすことなく、正孔輸送性材料からなる層3
0〜50を厚くすることができる。その結果、有機層3
0、40、50、60、70全体の厚さを厚くして電極
20、80間の短絡を抑制しつつ、適切な発光を確保す
ることの可能な有機EL素子S1を提供することができ
る。
As described above, according to this embodiment, the layer 3 made of the hole-transporting material can be used without lowering the hole-transporting function.
0 to 50 can be thickened. As a result, the organic layer 3
It is possible to provide the organic EL element S1 capable of ensuring proper light emission while suppressing the short circuit between the electrodes 20 and 80 by increasing the overall thickness of 0, 40, 50, 60 and 70.

【0079】このような本実施形態の効果について、具
体的に検証した例を示す。本実施形態の有機EL素子S
1としては、上記例に示した各材料および各膜厚を有す
るものを用いた。ここで、正孔輸送性混合層40におけ
る銅フタロシアニン(CuPc)とトリフェニルアミン
4量体(TPTE)との混合比は、CuPc:TPTE
=2:1とした。
An example in which the effect of this embodiment is specifically verified will be shown. Organic EL element S of this embodiment
As 1 was used one having each material and each film thickness shown in the above example. Here, the mixture ratio of the copper phthalocyanine (CuPc) and the triphenylamine tetramer (TPTE) in the hole transporting mixed layer 40 is CuPc: TPTE.
= 2: 1.

【0080】また、比較例として図2に示すような有機
EL素子を作製した。このものは、図1に示す有機EL
素子S1において正孔輸送性混合層40を無くしたもの
である。つまり、正孔輸送性材料からなる層を、銅フタ
ロシアニンからなる厚さ10nmの正孔注入層30とト
リフェニルアミン4量体からなる正孔輸送層50とから
構成したものである。
As a comparative example, an organic EL device as shown in FIG. 2 was produced. This is the organic EL shown in FIG.
This is a device in which the hole transporting mixed layer 40 is eliminated in the element S1. That is, the layer made of the hole transport material is composed of the hole injection layer 30 made of copper phthalocyanine and having a thickness of 10 nm and the hole transport layer 50 made of triphenylamine tetramer.

【0081】この図2に示す有機EL素子において、正
孔輸送層50の厚さを40nmと比較的薄くした場合を
比較例1、正孔輸送層50の厚さを80nmと比較的厚
くした場合を比較例2とする。つまり、比較例1は、本
実施形態の有機EL素子S1から単純に混合層40を無
くしたものであり、比較例2は、混合層40を無くした
分を補うように、正孔輸送層50を厚くしたものであ
る。
In the organic EL device shown in FIG. 2, the case where the thickness of the hole transport layer 50 is relatively thin as 40 nm is Comparative Example 1, and the case where the thickness of the hole transport layer 50 is relatively thick as 80 nm. Is referred to as Comparative Example 2. That is, in Comparative Example 1, the mixed layer 40 was simply removed from the organic EL element S1 of the present embodiment, and in Comparative Example 2, the hole transport layer 50 was added so as to compensate for the loss of the mixed layer 40. Is thickened.

【0082】これら本実施形態および両比較例1、2に
ついて、初期の電流と輝度の特性を示すものが図3であ
り、85℃環境で高温作動試験を行った時の輝度劣化特
性を示すものが図4である。
FIG. 3 shows the initial current and luminance characteristics of these embodiments and Comparative Examples 1 and 2, and shows the luminance deterioration characteristics when a high temperature operation test is performed in an 85 ° C. environment. Is shown in FIG.

【0083】図3、図4に示すように、比較例1と比べ
ると、本実施形態の構造の方が有機層が厚いため、発光
効率は多少低くなるものの、電極20、80間の短絡を
防止する効果が大きいことがわかる。図4に示すよう
に、有機層30〜70が薄い比較例1では、1200時
間程度で短絡が発生し、発光しなくなった。
As shown in FIGS. 3 and 4, as compared with Comparative Example 1, the structure of the present embodiment has a thicker organic layer, so that the light emission efficiency is somewhat lower, but a short circuit between the electrodes 20 and 80 occurs. It can be seen that the effect of prevention is great. As shown in FIG. 4, in Comparative Example 1 in which the organic layers 30 to 70 were thin, a short circuit occurred in about 1200 hours and no light was emitted.

【0084】また、単に正孔輸送層50を厚くしただけ
の比較例2と比べると、本実施形態の構造の方が、電流
に対する発光効率が高く、寿命が長いことがわかる。こ
れは、本実施形態では、正孔輸送性混合層40によっ
て、正孔輸送機能を落とさず且つ膜の凹凸や剥離等を抑
制しつつ有機層30〜70を厚くすることができるため
である。
Further, as compared with Comparative Example 2 in which the hole transport layer 50 is simply thickened, it is understood that the structure of this embodiment has a higher luminous efficiency with respect to current and a longer life. This is because, in the present embodiment, the hole transporting mixed layer 40 can thicken the organic layers 30 to 70 without reducing the hole transporting function and suppressing the unevenness and peeling of the film.

【0085】次に、本第1実施形態の変形例について述
べる。上記例では、正孔注入層30を10nm、正孔輸
送性混合層40を60nm、正孔輸送層50を20nm
として正孔輸送性材料からなる層30〜50全体の厚さ
を90nmとしている。また、ITOからなる陽極20
の厚さは100nmとしている。
Next, a modification of the first embodiment will be described. In the above example, the hole injection layer 30 is 10 nm, the hole transporting mixed layer 40 is 60 nm, and the hole transport layer 50 is 20 nm.
As a whole, the total thickness of the layers 30 to 50 made of the hole transporting material is 90 nm. In addition, the anode 20 made of ITO
Has a thickness of 100 nm.

【0086】ここにおいて、第1の変形例として、正孔
輸送性混合層40をさらに厚くして、正孔輸送性材料か
らなる層30〜50全体の厚さを陽極20の厚さ以上と
しても良い。例えば正孔輸送性混合層40の厚さを80
nmとした場合、正孔輸送性材料からなる層30〜50
全体の厚さは110nmとなり、陽極20の厚さ以上と
なる。これにより次のような利点がある。
Here, as a first modification, the hole transporting mixed layer 40 may be further thickened so that the total thickness of the layers 30 to 50 made of the hole transporting material is not less than the thickness of the anode 20. good. For example, the hole transporting mixed layer 40 has a thickness of 80.
In the case of nm, the layer 30 to 50 made of a hole transporting material
The total thickness is 110 nm, which is more than the thickness of the anode 20. This has the following advantages.

【0087】陽極は、通常、複数個の画素を構成するた
めにパターニングされるので、陽極の非形成部では陽極
の端面と基板との間に段差が生じる。有機層は陽極の上
およびこの段差部分の上にも形成されるが、当該段差部
分にて有機層の厚さが薄くなりやすく、その薄くなった
部分にて電極間の短絡が生じやすくなる。
Since the anode is usually patterned to form a plurality of pixels, a step is formed between the end face of the anode and the substrate in the portion where the anode is not formed. Although the organic layer is formed on the anode and also on the step portion, the thickness of the organic layer is likely to be thin at the step portion, and a short circuit between electrodes is likely to occur at the thin portion.

【0088】その点、正孔輸送性材料からなる層30〜
50全体の厚さを陽極20の厚さ以上と厚くすること
で、上記段差部分における有機層30〜70の厚さを確
保することができるため、好ましい。
In that respect, the layer 30 made of the hole transporting material is used.
It is preferable to make the thickness of the entire layer 50 as thick as the thickness of the anode 20 or more because the thickness of the organic layers 30 to 70 in the step portion can be secured.

【0089】さらに言うならば、正孔輸送性材料からな
る層30〜50の方を電子輸送性材料からなる層70よ
りも厚くすることが好ましい。これは、一般に電子輸送
性材料が正孔の移動度も有しており、逆バイアスに対し
て電流が流れるのに対し、正孔輸送性材料が逆バイアス
に対して電流がほとんど流れない性質を持っているた
め、正孔輸送性材料からなる層30〜50の方をより厚
くすれば、逆バイアスによる電流のリークを適切に防止
できることによる。
Furthermore, it is preferable to make the layers 30 to 50 made of the hole transporting material thicker than the layer 70 made of the electron transporting material. This is because the electron transporting material generally has hole mobility, and a current flows in the reverse bias, whereas the hole transporting material has a property that almost no current flows in the reverse bias. Therefore, if the layers 30 to 50 made of the hole transporting material are made thicker, the current leakage due to the reverse bias can be appropriately prevented.

【0090】また、図5は、第2の変形例としての有機
EL素子S11の概略断面構成を示す図である。本変形
例は、上記図1に示す有機EL素子S1において、正孔
注入層30を無くしたところが相違するものである。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic sectional structure of an organic EL element S11 as a second modification. This modification is different from the organic EL element S1 shown in FIG. 1 in that the hole injection layer 30 is eliminated.

【0091】つまり、正孔輸送性材料からなる層が、陽
極20に接する正孔注入層とこの正孔注入層よりも発光
層60側に位置する正孔輸送層とからなる場合、上記図
1では正孔輸送性混合層40は正孔輸送層として使用さ
れているのに対し、本図5では正孔輸送性混合層40は
正孔注入層として使用されるものである。
That is, in the case where the layer composed of the hole transporting material is composed of the hole injecting layer in contact with the anode 20 and the hole transporting layer located closer to the light emitting layer 60 than the hole injecting layer, the layer shown in FIG. In contrast, while the hole transporting mixed layer 40 is used as a hole transporting layer, in FIG. 5, the hole transporting mixed layer 40 is used as a hole injecting layer.

【0092】正孔輸送性混合層40は、正孔注入層とし
て使用しても良いが、その場合、混合層40における結
晶性化合物である銅フタロシアニンの混合比率を多くし
て、陽極20であるITOとの密着性を高めることが好
ましい。
The hole transporting mixed layer 40 may be used as a hole injecting layer. In that case, the mixing ratio of the copper phthalocyanine which is a crystalline compound in the mixed layer 40 is increased to form the anode 20. It is preferable to increase the adhesion to ITO.

【0093】なお、この図5においても、正孔輸送性混
合層40における正孔輸送能力が高い材料は、その価電
子帯最高準位が当該材料を含む混合層40に相接する陽
極20側の層の価電子帯最高準位に対して±0.2eV
以内となっていることが好ましいが、ここでは、混合層
40に相接する陽極20側の層とは、陽極20そのもの
である。
Also in FIG. 5, the material having a high hole transporting ability in the hole transporting mixed layer 40 has the highest valence band level in contact with the mixed layer 40 containing the material on the side of the anode 20. ± 0.2 eV with respect to the highest level of the valence band of the layer
Although it is preferably within the range, the layer on the side of the anode 20 that is in contact with the mixed layer 40 is the anode 20 itself.

【0094】また、本第1実施形態において、正孔輸送
性材料からなる層は3層よりも多く、例えば4層以上で
も良い。また、正孔輸送性材料からなる層は複数層のも
のでなくとも良く、正孔輸送性混合層40の1層のみか
らなるものであっても良い。
Further, in the first embodiment, the number of layers made of the hole transporting material is more than three layers, and may be, for example, four layers or more. Further, the layer made of the hole transporting material does not have to be a plurality of layers, and may be only one layer of the hole transporting mixed layer 40.

【0095】以上述べてきたように、本第1実施形態で
は、正孔輸送性材料からなる層30〜50が、少なくと
も2種類以上の正孔輸送性材料が混合されてなる混合層
40を含むものであり、混合層40における2種類以上
の正孔輸送性材料の一つの材料を他の正孔輸送性材料よ
りも正孔輸送能力が高い材料とすることで、有機層30
〜70を厚くして電極20、80間の短絡を抑制しつ
つ、適切な発光を確保することの可能な有機EL素子S
1を提供できる。
As described above, in the first embodiment, the layers 30 to 50 made of the hole transporting material include the mixed layer 40 in which at least two kinds of hole transporting materials are mixed. By using one material of the two or more kinds of hole transporting materials in the mixed layer 40 as a material having a higher hole transporting capacity than the other hole transporting materials, the organic layer 30
Up to 70 is thickened to suppress a short circuit between the electrodes 20 and 80, while ensuring proper light emission.
1 can be provided.

【0096】ちなみに、発光効率を向上させるという目
的で、発光層と陰極との間に正孔ブロック層を設けた有
機EL素子が、特開2001−237079号公報に記
載されている。この従来公報では、さらに、発光層と陽
極との間に正孔輸送能を持つ複数の材料からなる混合層
を1層以上設けた構成が記載されているが、この混合層
の目的は明確に記載されていない。
Incidentally, an organic EL device having a hole blocking layer provided between a light emitting layer and a cathode for the purpose of improving the luminous efficiency is described in JP-A-2001-237079. This prior art publication further describes a configuration in which one or more mixed layers made of a plurality of materials having a hole transporting ability are provided between the light emitting layer and the anode, but the purpose of this mixed layer is clarified. Not listed.

【0097】この従来公報に記載されている主たる目的
すなわち正孔と電子も再結合確率を高めるという目的か
ら類推すると、当該混合層は、正孔を輸送しつつ、電子
をブロックする機能を高めるためのものであると考えら
れる。
By analogy with the main purpose described in this prior art publication, that is, holes and electrons also increase the recombination probability, the mixed layer has a function of transporting holes and a function of blocking electrons. Considered to be

【0098】そのため、本実施形態のように、正孔輸送
性混合層40において、正孔輸送能力の高い材料を含ま
せて正孔輸送機能を確保したり、結晶度合や形態変化を
小さくして厚くすることを可能としたものとは相違す
る。ましてや、正孔輸送性材料からなる層30〜50が
複数層ある場合に、そのなかで正孔輸送性混合層40を
最も厚い層とすることは、当該従来公報には何ら記載お
よび示唆が無く、本実施形態とは相違するものである。
Therefore, as in the present embodiment, in the hole transporting mixed layer 40, a material having a high hole transporting ability is included to secure the hole transporting function, and the degree of crystallinity and morphological change are reduced. It is different from the one that made it possible to thicken. Furthermore, in the case where there are a plurality of layers 30 to 50 made of a hole transporting material, there is no description or suggestion in the conventional publication that the hole transporting mixed layer 40 is the thickest layer among them. The present embodiment is different from the present embodiment.

【0099】(第2実施形態)上記第1実施形態では、
正孔輸送機能を落とすことなく、正孔輸送性材料からな
る層30〜50を厚くすることにより、結果、有機層3
0〜70を厚くして電極20、80間の短絡を抑制しつ
つ、適切な発光を確保することを可能とした。
(Second Embodiment) In the first embodiment,
By thickening the layers 30 to 50 made of the hole transporting material without degrading the hole transporting function, as a result, the organic layer 3 is obtained.
The thickness of 0 to 70 was made thicker, and it was possible to secure appropriate light emission while suppressing a short circuit between the electrodes 20 and 80.

【0100】本発明の第2実施形態は、上下電極20、
80間の短絡を防止するために、電子輸送性材料からな
る層を厚くしつつ、電子輸送機能を落とさないようにし
たものである。図6は、本第2実施形態に係る有機EL
素子S2の概略断面構成を示す図である。以下、第1実
施形態との相違点を中心に述べる。
In the second embodiment of the present invention, the upper and lower electrodes 20,
In order to prevent a short circuit between 80, the layer made of an electron transporting material is made thick and the electron transporting function is not deteriorated. FIG. 6 is an organic EL according to the second embodiment.
It is a figure which shows the schematic sectional structure of element S2. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.

【0101】図6に示す有機EL素子S2では、上記図
1に示す有機EL素子S1において、正孔輸送性混合層
40を無くし、さらに、電子輸送層70に代えて電子輸
送性混合層72を用いた構成となっている。
In the organic EL element S2 shown in FIG. 6, the hole transporting mixed layer 40 is eliminated from the organic EL element S1 shown in FIG. 1, and the electron transporting layer 70 is replaced by the electron transporting mixed layer 72. It is the configuration used.

【0102】つまり、陽極20と発光層60との間に正
孔輸送性材料からなる層として正孔注入層30および正
孔輸送層50が挟まれており、発光層60と陰極80と
の間に電子輸送性材料からなる層として電子輸送性混合
層72が挟まれている。
That is, the hole injecting layer 30 and the hole transporting layer 50 are sandwiched between the anode 20 and the light emitting layer 60 as layers made of the hole transporting material, and the hole injecting layer 30 and the hole transporting layer 50 are sandwiched between the light emitting layer 60 and the cathode 80. The electron-transporting mixed layer 72 is sandwiched between the two as layers made of the electron-transporting material.

【0103】電子輸送性混合層72は、少なくとも2種
類以上の電子輸送性材料が混合されてなる混合層であ
り、この電子輸送性混合層72における2種類以上の電
子輸送性材料の一つの材料が他の電子輸送性材料よりも
電子輸送能力が高い材料となっている。
The electron-transporting mixed layer 72 is a mixed layer in which at least two or more kinds of electron-transporting materials are mixed, and one of the two or more kinds of electron-transporting materials in the electron-transporting mixed layer 72 is a material. Is a material having a higher electron transporting capacity than other electron transporting materials.

【0104】上記第1実施形態と同様、基板10の上
に、陽極20、正孔注入層30、正孔輸送層50、発光
層60を形成した後、電子輸送性混合層72を成膜す
る。本例では、電子輸送能力が比較的高い材料であるピ
レン化合物(例えば、アダマンタン誘導体)と電子輸送
能力が比較的低い材料であるAlq3とを真空蒸着法を
用いて共蒸着することにより成膜された厚さ40nmの
膜である。
Similar to the first embodiment, the anode 20, the hole injection layer 30, the hole transport layer 50, and the light emitting layer 60 are formed on the substrate 10, and then the electron transport mixed layer 72 is formed. . In this example, a film is formed by co-evaporating a pyrene compound (for example, an adamantane derivative), which is a material having a relatively high electron transporting ability, and Alq3, which is a material having a relatively low electron transporting ability, using a vacuum deposition method. The film has a thickness of 40 nm.

【0105】また、本例の混合層72における材料の混
合比は、限定するものではないが、1:10〜10:1
を選ぶことが可能である。この電子輸送性混合層72の
上には、上記同様、陰極80が形成される。本例の陰極
80も、電子輸送性混合層72側から厚さ0.5nmの
LiF膜、厚さ100nmのAl膜を順次形成した2層
構造をなすものである。
The mixing ratio of the materials in the mixing layer 72 of this example is not limited, but is 1:10 to 10: 1.
It is possible to choose. On the electron transporting mixed layer 72, the cathode 80 is formed similarly to the above. The cathode 80 of this example also has a two-layer structure in which a LiF film having a thickness of 0.5 nm and an Al film having a thickness of 100 nm are sequentially formed from the electron transporting mixed layer 72 side.

【0106】ここで、電子輸送性混合層72における電
子輸送能力が高い材料は、その伝導帯最低準位が、当該
材料を含む混合層72に相接する陰極80側の層の伝導
帯最低準位に対して±0.2eV以内となっているもの
であることが好ましい。本例では、混合層72に相接す
る陰極80側の層は、陰極80におけるLiF膜であ
る。
Here, the material having a high electron-transporting ability in the electron-transporting mixed layer 72 has the lowest conduction band level in the lowest conduction band of the layer on the cathode 80 side in contact with the mixed layer 72 containing the material. It is preferably within ± 0.2 eV with respect to the position. In this example, the layer on the side of the cathode 80 that is in contact with the mixed layer 72 is the LiF film in the cathode 80.

【0107】このような伝導帯最低準位の関係が好まし
いのは、電子輸送性混合層72における電子輸送能力が
高い材料の伝導帯最低準位と該混合層72に相接する陰
極80側の層の伝導帯最低準位との差が±0.2eVよ
りも大きいと、エネルギー障壁が大きく当該陰極80側
の層から混合層72へ電子が注入されにくくなることに
よる。
It is preferable that the relationship between the conduction band lowest levels is such that the conduction band lowest level of the material having a high electron transporting ability in the electron transporting mixed layer 72 and the cathode 80 side adjacent to the mixed layer 72. When the difference from the lowest level of the conduction band of the layer is larger than ± 0.2 eV, the energy barrier is large and it becomes difficult to inject electrons from the layer on the cathode 80 side into the mixed layer 72.

【0108】ここで、本例において、陰極80を構成す
るLiFおよびAlの伝導帯最低準位はそれぞれ2.9
eV、3.7eVである。また、ピレン化合物であるア
ダマンタン誘導体については、価電子帯最高準位が5.
7eV、伝導帯最低準位が2.7eVであり、エネルギ
ーギャップは3.0eVである。
In this example, the lowest conduction band levels of LiF and Al constituting the cathode 80 are 2.9, respectively.
eV and 3.7 eV. In addition, regarding the adamantane derivative that is a pyrene compound, the highest level of the valence band is 5.
7 eV, the lowest conduction band level is 2.7 eV, and the energy gap is 3.0 eV.

【0109】そして、本例では、上記電子輸送能力が高
い材料はアダマンタン誘導体であり、混合層72に相接
する陰極80側の層はLiFであるため、これら両者の
伝導帯最低準位の差は0.2eVとなっている。
In this example, the material having a high electron transporting ability is an adamantane derivative, and the layer adjacent to the cathode 80, which is in contact with the mixed layer 72, is LiF. Is 0.2 eV.

【0110】また、電子輸送性混合層72における電子
輸送能力が高い材料は、電子輸送性混合層72における
電子輸送機能を確保するためのもので、電子の移動度が
高い方が好ましい。具体的には、電子の移動度が1×1
-5cm2/V・sec以上の材料であることが好まし
い。
The material having a high electron transporting ability in the electron transporting mixed layer 72 is for ensuring the electron transporting function in the electron transporting mixed layer 72, and it is preferable that the electron mobility is high. Specifically, the electron mobility is 1 × 1.
It is preferable that the material is 0 −5 cm 2 / V · sec or more.

【0111】このような、1×10-5cm2/V・se
c以上の電子の移動度を有する電子輸送性材料として
は、上記したアダマンタン誘導体に代表されるピレン化
合物、ジフェニルアントラセン(価電子帯最高準位:
6.0eV、伝導帯最低準位:3.1eV、エネルギー
ギャップ:2.9eV)、ジスチリルベンゼン誘導体
や、その他スピロ化合物、オキサジアゾール骨格を有す
る材料等を使用することができる。
Such a 1 × 10 −5 cm 2 / V · se
As the electron transporting material having an electron mobility of c or more, a pyrene compound represented by the above-mentioned adamantane derivative, diphenylanthracene (highest valence band level:
6.0 eV, conduction band lowest level: 3.1 eV, energy gap: 2.9 eV), distyrylbenzene derivatives, other spiro compounds, materials having an oxadiazole skeleton, and the like can be used.

【0112】つまり、電子輸送性混合層72における電
子輸送能力が高い材料としては、ピレン化合物、ジフェ
ニルアントラセン、ジスチリルベンゼン誘導体、スピロ
化合物、オキサジアゾール骨格を有する材料等から選択
された材料を採用することができる。
That is, as the material having a high electron transporting ability in the electron transporting mixed layer 72, a material selected from a pyrene compound, diphenylanthracene, a distyrylbenzene derivative, a spiro compound, a material having an oxadiazole skeleton, etc. is adopted. can do.

【0113】また、電子輸送性混合層72において、電
子輸送能力が高い材料に混合される電子輸送性材料とし
ては、上記Alq3に代表されるアルミキレート系材料
を採用することができる。
In the electron transporting mixed layer 72, as the electron transporting material mixed with the material having a high electron transporting ability, an aluminum chelate material represented by Alq3 can be adopted.

【0114】このアルミキレート系材料は、上記したピ
レン化合物、ジフェニルアントラセン、ジスチリルベン
ゼン誘導体、スピロ化合物、オキサジアゾール骨格を有
する材料よりも伝導帯最低準位が低い。そのため、これ
らと混合した混合層72とすることにより、陰極80側
の層と混合層72とのエネルギー障壁を小さくして陰極
80側から混合層72への電子の注入性を向上させる。
This aluminum chelate-based material has a lower conduction band minimum level than the above-mentioned materials having a pyrene compound, a diphenylanthracene, a distyrylbenzene derivative, a spiro compound and an oxadiazole skeleton. Therefore, by forming the mixed layer 72 mixed with these, the energy barrier between the layer on the cathode 80 side and the mixed layer 72 is reduced, and the electron injection property from the cathode 80 side to the mixed layer 72 is improved.

【0115】このように、本第2実施形態では、電子輸
送性材料からなる層を、少なくとも2種類以上の電子輸
送性材料が混合されてなる電子輸送性混合層72から構
成し、該混合層72における2種類以上の電子輸送性材
料の一つの材料を他の電子輸送性材料よりも電子輸送能
力が高い材料とした独自の構成を採用している。
As described above, in the second embodiment, the layer made of the electron transporting material is composed of the electron transporting mixed layer 72 in which at least two kinds of electron transporting materials are mixed, and the mixed layer is formed. A unique structure is adopted in which one of the two or more types of electron transporting materials in 72 has a higher electron transporting capacity than the other electron transporting materials.

【0116】それによれば、電子輸送性混合層72にお
いては、2種以上の材料を混合した混合層としたがゆえ
に、当該混合層72を厚くしたときの結晶度合や形態変
化を小さくすることができる。そのため、該混合層72
を厚くしても膜表面の凹凸の増加等を生じにくくでき
る。
According to this, since the electron transporting mixed layer 72 is a mixed layer in which two or more kinds of materials are mixed, it is possible to reduce the crystallinity and the morphological change when the mixed layer 72 is thickened. it can. Therefore, the mixed layer 72
Even if the thickness is increased, it is possible to prevent an increase in irregularities on the film surface.

【0117】また、電子輸送性混合層72を構成する一
つの電子輸送性材料を他よりも電子輸送能力が高い材料
とすることによって、当該混合層72を厚くしても電子
輸送機能を確保することができる。
Further, by making one electron-transporting material forming the electron-transporting mixed layer 72 a material having a higher electron-transporting ability than the other, the electron-transporting function is ensured even if the mixed layer 72 is thickened. be able to.

【0118】そのため、本第2実施形態によれば、電子
輸送機能を落とすことなく、電子輸送性材料からなる層
72を厚くすることができる結果、有機層30、50、
60、72を厚くして電極20、80間の短絡を抑制し
つつ、適切な発光を確保することの可能な有機EL素子
S2を提供することができる。
Therefore, according to the second embodiment, the layer 72 made of the electron-transporting material can be made thick without degrading the electron-transporting function. As a result, the organic layers 30, 50,
It is possible to provide the organic EL element S2 capable of ensuring appropriate light emission while suppressing the short circuit between the electrodes 20 and 80 by thickening the electrodes 60 and 72.

【0119】なお、上記図6では、電子輸送性材料から
なる層は電子輸送性混合層72の1層のみであったが、
電子輸送性材料からなる層は、電子輸送性混合層72以
外にも電子輸送層を有する複数層のものであっても良
い。
In FIG. 6, only one electron transporting mixed layer 72 is formed of the electron transporting material.
The layer made of an electron transporting material may be a plurality of layers having an electron transporting layer other than the electron transporting mixed layer 72.

【0120】この場合、上述したように、混合層72を
厚くしても電子輸送機能を確保することができることか
ら、複数の電子輸送性材料からなる層のうち混合層72
を最も厚い層にすることができる。
In this case, as described above, since the electron transporting function can be ensured even if the mixed layer 72 is made thick, the mixed layer 72 among the layers made of a plurality of electron transporting materials.
Can be the thickest layer.

【0121】また、電子輸送性材料からなる層を複数層
とすると、電子輸送性混合層72と陰極80との間に別
の電子輸送性材料からなる層が介在する場合があるが、
この場合、混合層72に相接する陰極80側の層とは、
陰極80と混合層72との間に位置する電子輸送性材料
からなる層となる。
When a plurality of layers made of an electron transporting material are used, a layer made of another electron transporting material may be interposed between the electron transporting mixed layer 72 and the cathode 80.
In this case, the layer on the cathode 80 side in contact with the mixed layer 72 is
It is a layer made of an electron transporting material located between the cathode 80 and the mixed layer 72.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る有機EL素子の概
略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an organic EL element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】比較例としての有機EL素子の概略断面図であ
る。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element as a comparative example.

【図3】上記第1実施形態の有機EL素子および比較例
の有機EL素子について初期の電流と輝度の特性を示す
図である。
FIG. 3 is a diagram showing initial current and luminance characteristics of the organic EL element of the first embodiment and the organic EL element of the comparative example.

【図4】上記第1実施形態の有機EL素子および比較例
の有機EL素子について輝度劣化特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing luminance deterioration characteristics of the organic EL element of the first embodiment and an organic EL element of a comparative example.

【図5】第1実施形態における第2の変形例としての有
機EL素子の概略断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an organic EL element as a second modification example of the first embodiment.

【図6】本発明の第2実施形態に係る有機EL素子の概
略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of an organic EL element according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…陽極、30…正孔注入層、40…正孔輸送性混合
層、 50…正孔輸送層、60…発光層、70…電子輸送層、 72…電子輸送性混合層、80…陰極。
20 ... Anode, 30 ... Hole injection layer, 40 ... Hole transporting mixed layer, 50 ... Hole transporting layer, 60 ... Light emitting layer, 70 ... Electron transporting layer, 72 ... Electron transporting mixed layer, 80 ... Cathode.

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 陽極(20)と有機EL材料からなる発
光層(60)との間に正孔輸送性材料からなる層(3
0、40、50)が挟まれており、前記発光層と陰極
(80)との間に電子輸送性材料からなる層(70)が
挟まれてなる有機EL素子において、 前記正孔輸送性材料からなる層は、少なくとも2種類以
上の正孔輸送性材料が混合されてなる混合層(40)を
含むものであり、 前記混合層における前記2種類以上の正孔輸送性材料の
一つの材料が他の正孔輸送性材料よりも正孔輸送能力が
高い材料となっていることを特徴とする有機EL素子。
1. A layer (3) made of a hole transporting material between the anode (20) and a light emitting layer (60) made of an organic EL material.
0, 40, 50) are sandwiched, and a layer (70) made of an electron transporting material is sandwiched between the light emitting layer and a cathode (80). The layer consisting of includes a mixed layer (40) in which at least two kinds of hole transporting materials are mixed, and one material of the two or more kinds of hole transporting materials in the mixed layer is An organic EL element, which is a material having a higher hole transporting capacity than other hole transporting materials.
【請求項2】 前記正孔輸送能力が高い材料は、その価
電子帯最高準位が当該材料を含む前記混合層(40)に
相接する前記陽極側の層(20、30)の価電子帯最高
準位に対して±0.2eV以内となっているものである
ことを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。
2. A valence electron of the layer (20, 30) on the anode side in which the highest valence band level of the material having a high hole transporting capacity is in contact with the mixed layer (40) containing the material. The organic EL element according to claim 1, wherein the organic EL element is within ± 0.2 eV with respect to the highest band level.
【請求項3】 前記正孔輸送能力が高い材料は、正孔の
移動度が1×10-3cm2/V・sec以上の材料であ
ることを特徴とする請求項1または2に記載の有機EL
素子。
3. The material having a high hole-transporting ability is a material having a hole mobility of 1 × 10 −3 cm 2 / V · sec or more, according to claim 1 or 2. Organic EL
element.
【請求項4】 前記正孔輸送能力が高い材料は、ポルフ
ィリン系材料、スターバーストアミン系材料、ペンタセ
ン系材料のいずれか一つであることを特徴とする請求項
1ないし3のいずれか一つに記載の有機EL素子。
4. The material having a high hole transporting ability is any one of a porphyrin-based material, a starburst amine-based material, and a pentacene-based material. The organic EL device described in 1.
【請求項5】 前記混合層(40)において、前記正孔
輸送能力が高い材料に混合される正孔輸送性材料が三級
アミン系材料であることを特徴とする請求項1ないし4
のいずれか一つに記載の有機EL素子。
5. The hole transporting material mixed with the material having a high hole transporting ability in the mixed layer (40) is a tertiary amine-based material.
2. The organic EL device according to any one of 1.
【請求項6】 前記正孔輸送性材料からなる層(30、
40、50)は複数層からなり、これら複数層のうち前
記混合層(40)が最も厚い層であることを特徴とする
請求項1ないし5のいずれか一つに記載の有機EL素
子。
6. A layer (30, comprising the hole transporting material.
40, 50) is composed of a plurality of layers, and the mixed layer (40) is the thickest layer among the plurality of layers, The organic EL device according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 前記正孔輸送性材料からなる層(40、
50)は、前記陽極(20)に接する正孔注入層(4
0)とこの正孔注入層よりも前記発光層(60)側に位
置する正孔輸送層(50)とからなり、 前記混合層(40)は前記正孔注入層として構成されて
いることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一つ
に記載の有機EL素子。
7. A layer (40, consisting of the hole transporting material.
50) is a hole injection layer (4) in contact with the anode (20).
0) and a hole transport layer (50) located closer to the light emitting layer (60) than the hole injection layer, and the mixed layer (40) is configured as the hole injection layer. 7. The organic EL device according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項8】 前記正孔輸送性材料からなる層(30、
40、50)は、前記陽極(20)に接する正孔注入層
(30)とこの正孔注入層よりも前記発光層(60)側
に位置する正孔輸送層(40、50)とからなり、 前記混合層(40)は、前記正孔輸送層として構成され
ていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一
つに記載の有機EL素子。
8. A layer (30, composed of the hole-transporting material)
40, 50) comprises a hole injection layer (30) in contact with the anode (20) and a hole transport layer (40, 50) located closer to the light emitting layer (60) than the hole injection layer. The organic EL device according to any one of claims 1 to 6, wherein the mixed layer (40) is configured as the hole transport layer.
【請求項9】 前記正孔注入層(30)はポルフィリン
系材料からなることを特徴とする請求項8に記載の有機
EL素子。
9. The organic EL device according to claim 8, wherein the hole injection layer (30) is made of a porphyrin-based material.
【請求項10】 前記正孔輸送性材料からなる層(3
0、40、50)全体の厚さが、前記陽極(20)の厚
さ以上であることを特徴とする請求項1ないし9のいず
れか一つに記載の有機EL素子。
10. A layer (3 comprising the hole-transporting material.
The organic EL device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the total thickness of (0, 40, 50) is equal to or larger than the thickness of the anode (20).
【請求項11】 前記正孔輸送性材料からなる層(3
0、40、50)は3層以上の層からなることを特徴と
する請求項1ないし10のいずれか一つに記載の有機E
L素子。
11. A layer (3) made of the hole-transporting material.
0, 40, 50) is composed of three or more layers, and the organic E according to any one of claims 1 to 10.
L element.
【請求項12】 陽極(20)と有機EL材料からなる
発光層(60)との間に正孔輸送性材料からなる層(3
0、50)が挟まれており、前記発光層と陰極(80)
との間に電子輸送性材料からなる層(72)が挟まれて
なる有機EL素子において、 前記電子輸送性材料からなる層は、少なくとも2種類以
上の電子輸送性材料が混合されてなる混合層(72)を
含むものであり、 前記混合層における前記2種類以上の電子輸送性材料の
一つの材料が他の電子輸送性材料よりも電子輸送能力が
高い材料となっていることを特徴とする有機EL素子。
12. A layer (3) made of a hole transporting material between the anode (20) and a light emitting layer (60) made of an organic EL material.
0, 50) are sandwiched between the light emitting layer and the cathode (80).
An organic EL device having a layer (72) made of an electron transporting material sandwiched between and, the layer made of the electron transporting material is a mixed layer in which at least two kinds of electron transporting materials are mixed. (72) is included, wherein one material of the two or more kinds of electron transporting materials in the mixed layer is a material having a higher electron transporting ability than other electron transporting materials. Organic EL device.
【請求項13】 前記電子輸送能力が高い材料は、その
伝導帯最低準位が、当該材料を含む前記混合層(72)
に相接する前記陰極側の層(80)の伝導帯最低準位に
対して±0.2eV以内となっているものであることを
特徴とする請求項12に記載の有機EL素子。
13. The mixed layer (72) wherein the material having a high electron-transporting ability has a conduction band lowest level thereof containing the material.
13. The organic EL device according to claim 12, wherein the conduction band lowest level of the layer (80) on the cathode side in contact with is within ± 0.2 eV.
【請求項14】 前記電子輸送能力が高い材料は、電子
の移動度が1×10 -5cm2/V・sec以上の材料で
あることを特徴とする請求項12または13に記載の有
機EL素子。
14. The material having a high electron-transporting ability is an electron.
Mobility is 1 × 10 -Fivecm2/ V ・ sec or higher material
The present invention according to claim 12 or 13, characterized in that
Machine EL element.
【請求項15】 前記電子輸送能力が高い材料は、ピレ
ン化合物、ジフェニルアントラセン、ジスチリルベンゼ
ン誘導体、スピロ化合物、オキサジアゾール骨格を有す
る材料のいずれか一つであることを特徴とする請求項1
2ないし14のいずれか一つに記載の有機EL素子。
15. The material having a high electron-transporting ability is any one of a pyrene compound, a diphenylanthracene, a distyrylbenzene derivative, a spiro compound, and a material having an oxadiazole skeleton.
15. The organic EL device according to any one of 2 to 14.
【請求項16】 前記混合層(72)において、前記電
子輸送能力が高い材料に混合される電子輸送性材料がア
ルミキレート系材料であることを特徴とする請求項12
ないし15のいずれか一つに記載の有機EL素子。
16. The electron transporting material mixed with the material having a high electron transporting ability in the mixed layer (72) is an aluminum chelate-based material.
16. The organic EL device according to any one of 1 to 15.
【請求項17】 前記電子輸送性材料からなる層は複数
層からなり、これら複数層のうち前記混合層が最も厚い
層であることを特徴とする請求項12ないし16のいず
れか一つに記載の有機EL素子。
17. The layer made of the electron transporting material is made up of a plurality of layers, and the mixed layer is the thickest layer among the plurality of layers. Organic EL device.
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