JP2011009498A - Organic electroluminescent element - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、対極への正孔および電子の突き抜けを防止する層を有さず、かつ、高効率で長寿命な有機EL素子を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、陽極と、上記陽極上に形成された3層以上の正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記3層以上の正孔注入輸送層をそれぞれ、上記陽極側から順に、第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層とし、上記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、上記第x(x=1〜nの整数)の正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEaxとしたとき、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であり、かつ、上記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、上記第xの正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpxとしたとき、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1であることを特徴とする有機EL素子を提供する。
【選択図】図2An object of the present invention is to provide an organic EL device that does not have a layer that prevents penetration of holes and electrons into a counter electrode, and that has a high efficiency and a long lifetime.
The present invention provides an anode, three or more hole injecting and transporting layers formed on the anode, a light emitting layer formed on the hole injecting and transporting layer, and a light emitting layer formed on the light emitting layer. In the organic EL device having the above-described cathode, the three or more hole injecting and transporting layers are arranged in order from the anode side in the order of the first, second,..., Nth (n ≧ 3) integers. a hole injection transport layer, the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer Ea 0, the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer of the first x (x = 1 to n an integer) when the Ea x , Ea 0 ≦ Ean, x = 2 to n , Ea x ≦ Ea x−1 , and the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , and the x th hole injection transport layer When the ionization potential of the constituent material is Ip x , Ip 0 ≧ Ip n , and x = 2 to n , Ip x > Ip x−1. An organic EL element is provided.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、陽極および陰極の間に、3層以上の電荷注入輸送層と発光層とが順次積層された構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。 The present invention relates to an organic electroluminescence device having a structure in which three or more charge injection transport layers and a light emitting layer are sequentially laminated between an anode and a cathode.
有機エレクトロルミネッセンス(以下、エレクトロルミネッセンスをELと略す場合がある。)素子は、長寿命および高効率化の達成のため、正孔もしくは電子の注入機能、輸送機能、ブロッキング機能を有する材料を用いて複数の層を積層した多層構造をとることが一般的である。また、多層構造を有する有機EL素子では、発光層内に正孔および電子を効率的に閉じ込めるために、電極および発光層の間に対極側への正孔もしくは電子の突き抜けを防止するブロッキング層を設けるのが一般的である。 An organic electroluminescence (hereinafter, electroluminescence may be abbreviated as EL) element is made of a material having a hole or electron injection function, a transport function, and a blocking function in order to achieve long life and high efficiency. It is common to take a multilayer structure in which a plurality of layers are laminated. Further, in an organic EL device having a multilayer structure, in order to efficiently confine holes and electrons in the light emitting layer, a blocking layer that prevents penetration of holes or electrons to the counter electrode side is provided between the electrode and the light emitting layer. It is common to provide it.
しかしながら、多層構造を有する有機EL素子では、駆動中に各層の界面にて劣化が生じることによって、発光効率が低下したり、素子が劣化して輝度が低下したりすることが懸念される。特に、ブロッキング層が設けられた有機EL素子では、界面に電荷が蓄積しやすく、このため界面にて劣化が生じやすく、輝度劣化が懸念される。 However, in an organic EL element having a multilayer structure, there is a concern that deterioration occurs at the interface of each layer during driving, resulting in a decrease in light emission efficiency or a decrease in luminance due to deterioration of the element. In particular, in an organic EL element provided with a blocking layer, electric charges are likely to accumulate at the interface, and therefore, deterioration is likely to occur at the interface, and there is a concern about luminance deterioration.
駆動中に各層の界面にて劣化が生じるのを抑制するために、正孔注入輸送層や電子注入輸送層に用いる材料を工夫する方法が提案されている。
例えば特許文献1には、陽極からの正孔の注入性および陰極からの電子の注入性を改善するために、有機半導体層(正孔注入輸送層または電子注入輸送層)を、有機化合物および酸化性ドーパント、あるいは、有機化合物および還元性ドーパント、あるいは、有機化合物および導電性微粒子から構成されるものとすることが開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の有機EL素子は、有機半導体層(正孔注入輸送層または電子注入輸送層)と有機発光層との間に無機電荷障壁層(ブロッキング層)を設けているため、上述したように、発光効率の低下や素子の劣化が懸念される。
In order to suppress the occurrence of deterioration at the interface of each layer during driving, a method of devising materials used for the hole injection transport layer and the electron injection transport layer has been proposed.
For example,
However, since the organic EL element described in
また、例えば特許文献2には、陽極から有機化合物層(正孔注入輸送層)への正孔注入におけるエネルギー障壁を低下させることを目的として、陽極に接する有機化合物層に電子受容性ドーパントをドープする方法が開示されている。さらに、例えば特許文献3および特許文献4には、陰極から有機化合物層(電子注入輸送層)への電子注入におけるエネルギー障壁を低下させることを目的として、陰極に接する有機化合物層に電子供与性ドーパントをドープする方法が開示されている。
In addition, for example, in
しかしながら、発光効率の低下や素子の劣化を効果的に抑制するためには、陽極からの正孔注入におけるエネルギー障壁や、陰極からの電子注入におけるエネルギー障壁を低下させるだけでは充分ではなく、対極への正孔および電子の突き抜けを防止する層を有さないような素子構成とすることが有効であると思料される。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、対極への正孔および電子の突き抜けを防止する層を有さず、かつ、高効率で長寿命な有機EL素子を提供することを目的とする。
However, it is not sufficient to lower the energy barrier in hole injection from the anode or the energy barrier in electron injection from the cathode in order to effectively suppress the decrease in luminous efficiency and device degradation. It is considered effective to have an element configuration that does not have a layer that prevents the penetration of holes and electrons.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a highly efficient and long-life organic EL element that does not have a layer that prevents penetration of holes and electrons into the counter electrode. And
本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの少なくともいずれか一方を、発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力に対して、対極への電荷の突き抜けを防止することのないように設定し、正孔注入輸送層、電子注入輸送層、および発光層にそれぞれ用いる材料を適宜選択し、さらに素子構成を最適化することにより、従来の有機EL素子と比較して、高効率で長寿命の有機EL素子が得られることを見出し、本発明に到達した。 As a result of intensive studies in view of the above circumstances, the present inventors have determined that at least one of the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is the same as that of the constituent material of the light emitting layer. The ionization potential and electron affinity are set so as not to prevent charge penetration to the counter electrode, and materials used for the hole injecting and transporting layer, the electron injecting and transporting layer, and the light emitting layer are appropriately selected. It has been found that by optimizing the element structure, an organic EL element having a higher efficiency and a longer life can be obtained as compared with a conventional organic EL element.
本発明は、陽極と、上記陽極上に形成された3層以上の正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記3層以上の正孔注入輸送層をそれぞれ、上記陽極側から順に、第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層とし、上記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、上記第x(x=1〜nの整数)の正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEaxとしたとき、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であり、かつ、上記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、上記第xの正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpxとしたとき、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1であることを特徴とする有機EL素子を提供する。 The present invention includes an anode, three or more hole injecting and transporting layers formed on the anode, a light emitting layer formed on the hole injecting and transporting layer, and a cathode formed on the light emitting layer. In which the three or more hole injection / transport layers are arranged in order from the anode side in the order of the first, second,..., Nth (n ≧ 3) hole injection / transport. When the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is Ea 0 , and the electron affinity of the constituent material of the x-th (x = 1 to n) hole injecting and transporting layer is Ea x , Ea 0 ≦ Ea x ≦ Ea x−1 for all of E a n and x = 2 to n , and the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , and the ionization of the constituent material of the x th hole injection transport layer An organically characterized by Ip x ≧ Ip x−1 for all of Ip 0 ≧ Ip n and x = 2 to n , where Ip x is potential An EL element is provided.
本発明によれば、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であるので、駆動中における各正孔注入輸送層、および発光層の各層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができ、高効率で長寿命な有機EL素子とすることが可能である。
また、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルが、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1であるので、発光層への正孔の輸送が円滑になるとともに、各正孔注入輸送層から発光層への正孔輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、発光層への正孔の注入を制御し、発光効率を高めることが可能である。
According to the present invention, since the electron affinity of the constituent material of each hole injecting and transporting layer and the light emitting layer is Ea 0 ≦ Ea n and x = 2 to n , Ea x ≦ Ea x−1 . There is no charge accumulation at the interface between each hole injecting and transporting layer and the light emitting layer, deterioration can be suppressed, and an organic EL element with high efficiency and long life can be obtained.
In addition, since the ionization potentials of the constituent materials of each hole injection transport layer and the light emitting layer are Ip 0 ≧ Ip n and x = 2 to n , Ip x > Ip x−1. As a result, there is a slight energy barrier in the hole transport from each hole injection transport layer to the light emitting layer, thereby controlling the injection of holes into the light emitting layer and improving the light emission efficiency. Is possible.
上記発明においては、上記発光層と上記陰極との間に第1の電子注入輸送層が形成され、上記第1の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1'としたとき、Ip0≧Ip1'であり、かつ、上記第1の電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1'としたとき、Ea0≦Ea1'であることが好ましい。Ip0≧Ip1'である電子注入輸送層を有することにより、駆動中における第1の電子注入輸送層および発光層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができ、高効率で長寿命な有機EL素子とすることが可能である。また、Ea0≦Ea1'であることにより、陰極から発光層への電子輸送が円滑になるからである。 In the above invention, when the first electron injecting and transporting layer is formed between the light emitting layer and the cathode, and the ionization potential of the constituent material of the first electron injecting and transporting layer is Ip 1 ′, Ip 0 It is preferable that Ea 0 ≦ Ea 1 ′ when ≧ Ip 1 ′ and the electron affinity of the constituent material of the first electron injecting and transporting layer is Ea 1 ′. By having the electron injecting and transporting layer where Ip 0 ≧ Ip 1 ′, there is no charge accumulation at the interface between the first electron injecting and transporting layer and the light emitting layer during driving, and deterioration can be suppressed, and high efficiency. Thus, a long-life organic EL element can be obtained. Further, since Ea 0 ≦ Ea 1 ′, the electron transport from the cathode to the light emitting layer becomes smooth.
上記発明においては、上記発光層と上記第1の電子注入輸送層との間に第2の電子注入輸送層が形成され、上記第2の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2'としたとき、Ip0≧Ip2'≧Ip1'であり、かつ、上記第2の電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa2'としたとき、Ea0<Ea2'<Ea1'であることが好ましい。Ip0≧Ip2'≧Ip1'とすることにより、駆動中における第1の電子注入輸送層、第2の電子注入輸送層および、発光層の界面での劣化を抑制することができるからであり、Ea0<Ea2'<Ea1'とすることにより、陰極から発光層への電子輸送が円滑になるからである。 In the above invention, a second electron injection / transport layer is formed between the light emitting layer and the first electron injection / transport layer, and the ionization potential of the constituent material of the second electron injection / transport layer is set to Ip 2 ′. When Ip 0 ≧ Ip 2 '≧ Ip 1 ′ and when the electron affinity of the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is Ea 2 ′, Ea 0 <Ea 2 ′ <Ea 1 'Is preferred. By setting Ip 0 ≧ Ip 2 '≧ Ip 1 ′, it is possible to suppress deterioration at the interfaces of the first electron injection transport layer, the second electron injection transport layer, and the light emitting layer during driving. This is because by setting Ea 0 <Ea 2 ′ <Ea 1 ′, electron transport from the cathode to the light emitting layer becomes smooth.
また上記発明においては、上記発光層と上記陰極との間に3層以上の電子注入輸送層が形成され、上記3層以上の電子注入輸送層をそれぞれ、上記陰極側から順に、第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層とし、上記第y(y=1〜mの整数)の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpy'としたとき、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であり、上記第yの電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEay'としたとき、Ea0'≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'であることが好ましい。このような電子注入輸送層を有することにより、発光層への電子の輸送を円滑にすることができる。また、駆動中における各電子注入輸送層、および発光層の各層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができ、高効率で長寿命な有機EL素子とすることが可能である。 In the above invention, three or more electron injecting and transporting layers are formed between the light emitting layer and the cathode, and the three or more electron injecting and transporting layers are first, first, When the ionization potential of the constituent material of the y-th (y = 1 to m) electron injecting and transporting layer is Ip y ′ , Ip 0 ≧ Ip m ′, y = 2 to m , Ip y ′ ≧ Ip y−1 ′, and when the electron affinity of the constituent material of the y-th electron injecting and transporting layer is Ea y ′, It is preferable that Ea y ′ <Ea y−1 ′ for all of Ea 0 ′ ≦ Ea m ′ and y = 2 to m . By having such an electron injecting and transporting layer, it is possible to smoothly transport electrons to the light emitting layer. In addition, there is no charge accumulation at the interface between each electron injecting and transporting layer and the light emitting layer during driving, so that deterioration can be suppressed and a highly efficient and long-life organic EL element can be obtained. .
本発明は、陽極と、上記陽極上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された3層以上の電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記3層以上の電子注入輸送層をそれぞれ、上記陰極側から順に、第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層とし、上記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、上記第y(y=1〜mの整数)の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpy'としたとき、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であり、かつ、上記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、上記第yの電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEay'としたとき、Ea0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'であることを特徴とする有機EL素子を提供する。 The present invention includes an anode, a light emitting layer formed on the anode, three or more electron injection / transport layers formed on the light emitting layer, and a cathode formed on the electron injection / transport layer. In the organic EL element, the three or more electron injecting and transporting layers are first, second,..., M (an integer of m ≧ 3) electron injecting and transporting layers in order from the cathode side, When the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 and the ionization potential of the constituent material of the y-th (y = 1 to m ) electron injection and transport layer is Ip y ′, Ip 0 ≧ Ip m ′, For all y = 2 to m, Ipy y ≧ Ipy -1 ′, the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is Ea 0 , and the electronic affinity of the constituent material of the yth electron injecting and transporting layer is When Ea y ′, Ea 0 ≦ Ea m ′, and y = 2 to m , Ea y ′ <Ea y−1 ′ An organic EL element is provided.
本発明によれば、各電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であるので、各電子注入輸送層およびおよび発光層の各層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができ、高効率で長寿命な有機EL素子とすることが可能である。
また、各電子注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'であるため、発光層への電子の輸送が円滑になるとともに、各電子注入輸送層から発光層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、発光層への電子の注入を制御し、発光効率を高めることが可能である。
According to the present invention, since the ionization potentials of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the light emitting layer are Ip 0 ≧ Ip m ′ and y = 2 to m , Ip y ′ ≧ Ip y−1 ′. There is no charge accumulation at the interface between the electron injecting and transporting layer and the light emitting layer, deterioration can be suppressed, and an organic EL element with high efficiency and long life can be obtained.
In addition, since the electron affinity of the constituent materials of each electron injecting and transporting layer and the light emitting layer is Ea 0 ≦ Ea m ′ and y = 2 to m , Ea y ′ <Ea y−1 ′, As a result, there is a slight energy barrier in electron transport from each electron injection transport layer to the light emitting layer, so that the injection of electrons into the light emitting layer can be controlled and the light emission efficiency can be increased. is there.
上記発明においては、上記発光層と上記陽極との間に第1の正孔注入輸送層が形成され、上記第1の正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1としたとき、Ea0≦Ea1であり、かつ、上記第1の正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1としたとき、Ip0≧Ip1であることが好ましい。Ea0≦Ea1であることにより、上記第1の正孔注入輸送層および発光層の界面での電荷の蓄積がなく劣化を抑制することができ、高効率で長寿命な有機EL素子とすることが可能である。また、Ip0≧Ip1であることにより、陽極から発光層への正孔輸送が円滑になるからである。 In the above invention, the first hole injection transport layer between the light-emitting layer and the anode is formed, when the electron affinity of the constituent material of the first hole injection transport layer was Ea 1, Ea It is preferable that Ip 0 ≧ Ip 1 when 0 ≦ Ea 1 and the ionization potential of the constituent material of the first hole injection transport layer is Ip 1 . By satisfying Ea 0 ≦ Ea 1 , there is no charge accumulation at the interface between the first hole injecting and transporting layer and the light emitting layer, deterioration can be suppressed, and a highly efficient and long-life organic EL element can be obtained. It is possible. Further, when Ip 0 ≧ Ip 1 , hole transport from the anode to the light emitting layer becomes smooth.
また、上記発明においては、上記発光層と上記第1の正孔注入輸送層との間に第2の正孔注入輸送層が形成され、上記第2の正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea0≦Ea2≦Ea1であり、かつ、上記第2の正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2としたとき、Ip0>Ip2>Ip1であることが好ましい。Ea0≦Ea2≦Ea1とすることにより、駆動中における正孔注入輸送層、第2の正孔注入輸送層および、発光層の界面での劣化を抑制することができるからである。また、Ip0>Ip2>Ip1であることにより、陽極から発光層への正孔輸送が円滑になるからである。 Moreover, in the said invention, the 2nd positive hole injection transport layer is formed between the said light emitting layer and the said 1st positive hole injection transport layer, The electron of the constituent material of the said 2nd positive hole injection transport layer When the affinity is Ea 2 , Ea 0 ≦ Ea 2 ≦ Ea 1 and when the ionization potential of the constituent material of the second hole injection transport layer is Ip 2 , Ip 0 > Ip 2 > Ip 1 is preferable. This is because by setting Ea 0 ≦ Ea 2 ≦ Ea 1 , it is possible to suppress deterioration at the interface between the hole injecting and transporting layer, the second hole injecting and transporting layer, and the light emitting layer during driving. In addition, since Ip 0 > Ip 2 > Ip 1 , hole transport from the anode to the light emitting layer becomes smooth.
さらに本発明においては、上記正孔注入輸送層および上記電子注入輸送層が、正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有することが好ましい。バイポーラ材料を正孔注入輸送層および電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における正孔注入輸送層、発光層、および電子注入輸送層の界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。 Furthermore, in the present invention, it is preferable that the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer contain a bipolar material capable of transporting holes and electrons. By using a bipolar material for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, deterioration at the interface of the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer, and the electron injecting and transporting layer during driving can be effectively suppressed. It is.
上記の場合、上記正孔注入輸送層に含有されるバイポーラ材料と、上記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料とが同一であることが好ましい。これらのバイポーラ材料が同一であれば、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、これらの層が劣化しにくくなるからである。 In the above case, the bipolar material contained in the hole injecting and transporting layer is preferably the same as the bipolar material contained in the electron injecting and transporting layer. This is because, if these bipolar materials are the same, even if holes penetrate into the electron injecting and transporting layer or electrons penetrate into the hole injecting and transporting layer, these layers are not easily deteriorated.
また上記の場合、上記発光層が、正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有していてもよい。この場合、上記正孔注入輸送層に含有されるバイポーラ材料と、上記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料と、上記発光層に含有されるバイポーラ材料とが同一であることが好ましい。上述したように、これらのバイポーラ材料が同一であれば、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、これらの層が劣化しにくくなるからである。 In the above case, the light emitting layer may contain a bipolar material that can transport holes and electrons. In this case, it is preferable that the bipolar material contained in the hole injection transport layer, the bipolar material contained in the electron injection transport layer, and the bipolar material contained in the light emitting layer are the same. As described above, if these bipolar materials are the same, even if holes penetrate into the electron injecting and transporting layer or electrons penetrate into the hole injecting and transporting layer, these layers are unlikely to deteriorate. is there.
さらに本発明においては、上記発光層がホスト材料と発光ドーパントとを含有しており、上記発光層中の上記発光ドーパントの濃度に分布があることが好ましい。発光ドーパント濃度に分布をもたせることにより、発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることができるからである。 Furthermore, in the present invention, the light emitting layer preferably contains a host material and a light emitting dopant, and the concentration of the light emitting dopant in the light emitting layer is preferably distributed. This is because the distribution of the luminescent dopant concentration can balance the holes and electrons injected into the luminescent layer.
また本発明においては、上記発光層が、ホスト材料と、2種類以上の発光ドーパントとを含有していてもよい。例えば、電子よりも正孔を輸送しやすい発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい発光ドーパントとを含有させることにより、発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることができるからである。また例えば、ホスト材料および発光ドーパントの励起エネルギーの中間に励起エネルギーをもつ発光ドーパントをさらに含有させることにより、エネルギー移動を円滑に起こさせることができるからである。 In the present invention, the light emitting layer may contain a host material and two or more kinds of light emitting dopants. For example, by including a light-emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a light-emitting dopant that easily transports electrons rather than holes, it is possible to balance the holes and electrons injected into the light-emitting layer. Because. In addition, for example, energy transfer can be caused smoothly by further containing a light emitting dopant having an excitation energy between the excitation energy of the host material and the light emitting dopant.
本発明によれば、正孔注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力、ならびに、電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の少なくともいずれか一方を所定の関係とすることにより、駆動中における正孔注入輸送層および発光層の界面、ならびに、電子注入輸送層および発光層の界面での劣化を抑制するとともに、電極から発光層への電荷の輸送を円滑にすることができ、高効率化を図り、安定な寿命特性を得ることができるという効果を奏する。 According to the present invention, at least one of the ionization potential and the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the light emitting layer and the ionization potential and the electron affinity of the constituent material of the electron injection transport layer and the light emitting layer are determined in advance. By using this relationship, it is possible to suppress deterioration at the interface between the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer and the interface between the electron injecting and transporting layer and the light emitting layer during driving, and to smoothly transport charges from the electrode to the light emitting layer. It is possible to improve the efficiency and to obtain a stable life characteristic.
以下、本発明の有機EL素子について詳細に説明する。
本発明の有機EL素子は、層構成により2つの実施態様に分けることができる。以下、各実施態様に分けて説明する。
Hereinafter, the organic EL device of the present invention will be described in detail.
The organic EL device of the present invention can be divided into two embodiments depending on the layer structure. In the following, each embodiment will be described separately.
I.第1実施態様
本発明の有機EL素子の第1実施態様は、陽極と、上記陽極上に形成された3層以上の正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記3層以上の正孔注入輸送層をそれぞれ、上記陽極側から順に、第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層とし、上記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、上記第xの正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEaxとしたとき、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であり、かつ、上記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、上記第xの正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpxとしたとき、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1であることを特徴とするものである。
I. First Embodiment A first embodiment of the organic EL device of the present invention is an anode, three or more hole injection / transport layers formed on the anode, and light emission formed on the hole injection / transport layer. An organic EL device having a layer and a cathode formed on the light-emitting layer, wherein the three or more hole injection / transport layers are arranged in order from the anode side in the first, second,. a positive hole injection transport layer of the n (integer n ≧ 3), the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer Ea 0, when the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer of the first x and the Ea x , Ea 0 ≦ Ean, x = 2 to n , Ea x ≦ Ea x−1 , and the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , and the x th hole injection transport layer when the ionization potential of the constituent material was Ip x, Ip 0 ≧ Ip n , for all x = 2~n Ip x> Ip x -1 der It is characterized in.
図1は本実施態様の有機EL素子の一例を示す概略断面図であり、図2、図3はそれぞれ、図1に示す有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。なお、図1では、n=3の場合を例にして考えるものとする。
図1に例示するように、本実施態様の有機EL素子1は、透明基板2と、透明基板2上に、陽極3と第1の正孔注入輸送層4と第2の正孔注入輸送層5と第3の正孔注入輸送層6と発光層7と第1の電子注入輸送層8と陰極9とが順次積層されたものである。
この有機EL素子においては、上記第1の正孔注入輸送層4の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、上記第2の正孔注入輸送層5の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記第3の正孔注入輸送層6の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、上記発光層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0とすると、図2に例示するようにIp1<Ip2<Ip3<Ip0となっていてもよく、図3に例示するようにIp1<Ip2<Ip3=Ip0となっていてもよい。
また、上記第1の正孔注入輸送層4の構成材料の電子親和力をEa1、上記第2の正孔注入輸送層5の構成材料の電子親和力をEa2、上記第3の正孔注入輸送層6の構成材料の電子親和力をEa3、上記発光層7の構成材料の電子親和力をEa0とすると、図2に例示するように、Ea0<Ea3<Ea2<Ea1となっていてもよく、図3に例示するように、Ea0=Ea3=Ea2=Ea1となっていてもよい。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an organic EL element of the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are schematic views showing examples of band diagrams of the organic EL element shown in FIG. In FIG. 1, the case where n = 3 is considered as an example.
As illustrated in FIG. 1, the
In this organic EL element, the ionization potential of the constituent material of the first hole
Also, the electron affinity of the constituent material of the first hole
本発明によれば、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1となるように陽極と発光層との間に3層以上の正孔注入輸送層が形成されていることにより、陽極から各正孔注入輸送層を介して発光層に正孔を円滑に輸送することができる。そのため、例えば発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーが比較的大きい場合であって、陽極の仕事関数と発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルIp0との差が比較的大きい場合であっても、発光層への正孔の輸送を円滑化することができる。
また、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1となるように陽極と発光層との間に3層以上の正孔注入輸送層が形成されていることにより、正孔注入輸送層および発光層の界面での劣化を抑制することができる。
According to the present invention, three or more hole injecting and transporting layers are formed between the anode and the light emitting layer so that Ip x > Ip x-1 for all of Ip 0 ≧ Ip n and x = 2 to n . As a result, holes can be smoothly transported from the anode to the light emitting layer through each hole injecting and transporting layer. Therefore, for example, even when the band gap energy of the constituent material of the light emitting layer is relatively large and the difference between the work function of the anode and the ionization potential Ip 0 of the constituent material of the light emitting layer is relatively large, the light emission Transport of holes to the layer can be facilitated.
Further, three or more hole injecting and transporting layers are formed between the anode and the light emitting layer so that Ea x ≦ Ea x−1 for all of Ea 0 ≦ Ean and x = 2 to n . Thus, deterioration at the interface between the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer can be suppressed.
本実施態様の有機EL素子としては、上記発光層と陰極との間に1層以上の電子注入輸送層が形成されていることが好ましい。 In the organic EL device of this embodiment, it is preferable that one or more electron injecting and transporting layers are formed between the light emitting layer and the cathode.
例えば図1に示すように、発光層7と陰極9との間に第1の電子注入輸送層8が形成されていることが好ましい。
この場合、上記第1の電子注入輸送層8のイオン化ポテンシャルをIp1'としたとき、図2に例示するようにIp1'<Ip0、または、図3に例示するようにIp1'=Ip0であることが好ましい。また、上記第1の電子注入輸送層8の電子親和力をEa1'としたとき、図2に例示するようにEa0<Ea1'、または、図3に例示するようにEa0=Ea1'であることが好ましい。
For example, as shown in FIG. 1, it is preferable that a first electron injecting and transporting
In this case, when the ionization potential of the first electron
通常、このような有機EL素子では、Ip1'≦Ip0、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であるので、発光層内で効率良く電荷再結合を起こし励起状態を生成させ放射失活させることが困難であり、発光効率が低下したり、また対極への正孔および電子の突き抜けが起こり、正孔注入輸送層へ電子が注入されたり電子注入輸送層へ正孔が注入されたりすることによって、寿命特性が悪くなったりすることが想定される。しかしながら、第1の電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp1'≦Ip0であり、かつ、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であるので、対極への正孔および電子の突き抜けは起こるものの、陽極および陰極間を正孔および電子が円滑に輸送されるので、駆動中における各正孔注入輸送層、発光層、および第1の電子注入輸送層の各層の界面での劣化を抑制することができる。また、正孔および電子が円滑に輸送されることによって、発光層内全体で正孔および電子が再結合するため、正孔および電子の再結合効率が著しく低下することもない。したがって、第1の電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp1'≦Ip0となり、かつ、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1となるように、各正孔注入輸送層、第1の電子注入輸送層、および発光層にそれぞれ用いる材料を適宜選択することにより、高効率化を図り、顕著に安定な寿命特性を得ることが可能である。 Normally, in such an organic EL element, Ea x ≦ Ea x−1 for all of Ip 1 ′ ≦ Ip 0 , Ea 0 ≦ Ea n , and x = 2 to n , the charge recycle can be efficiently performed in the light emitting layer. It is difficult to generate a bond and generate an excited state and to deactivate radiation, resulting in a decrease in light emission efficiency, hole and electron penetration into the counter electrode, and injection of electrons into the hole injection and transport layer. It is assumed that the lifetime characteristics deteriorate due to the injection of holes into the injection transport layer. However, the ionization potential of the constituent materials of the first electron injecting and transporting layer and the light emitting layer is Ip 1 ′ ≦ Ip 0 , and the electron affinity of the constituent materials of each hole injecting and transporting layer and the light emitting layer is Ea 0 ≦ Ea Since Ea x ≦ Ea x−1 for all of n and x = 2 to n , although holes and electrons penetrate through the counter electrode, holes and electrons are smoothly transported between the anode and the cathode. In addition, it is possible to suppress deterioration at the interfaces of the hole injection / transport layers, the light emitting layer, and the first electron injection / transport layer during driving. In addition, since holes and electrons are transported smoothly, holes and electrons are recombined throughout the light emitting layer, so that the recombination efficiency of holes and electrons is not significantly reduced. Accordingly, the ionization potential Ip 1 '≦ Ip 0 next to the material of the first electron injection transport layer and the luminescent layer and an electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the luminescent layer is Ea 0 ≦ Ea n , By appropriately selecting materials used for each of the hole injecting and transporting layer, the first electron injecting and transporting layer, and the light emitting layer so that Ea x ≦ Ea x−1 for all of x = 2 to n, It is possible to increase the efficiency and obtain a significantly stable life characteristic.
また、発光層および第1の電子注入輸送層の電子親和力が上述の関係となるように、発光層の陰極側に第1の電子注入輸送層を形成することにより発光層へ電子注入しやすくなるため、発光層内での正孔と電子との再結合効率が高くなる。 Moreover, it becomes easier to inject electrons into the light emitting layer by forming the first electron injecting and transporting layer on the cathode side of the light emitting layer so that the electron affinity of the light emitting layer and the first electron injecting and transporting layer has the above relationship. Therefore, the recombination efficiency between holes and electrons in the light emitting layer is increased.
図4は本実施態様の有機EL素子の他の一例を示す概略断面図であり、図5、図6はそれぞれ、図4に示す有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。
本実施態様においては、図4に例示するように、発光層7と第1の電子注入輸送層8との間に第2の電子注入輸送層10が形成されていることが好ましい。
この場合、発光層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第1の電子注入輸送層8の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1'、 第2の電子注入輸送層10の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2'としたとき、図5および図6に例示するように、Ip0≧Ip2'≧Ip1'であることが好ましい。また、発光層7の構成材料の電子親和力をEa0、第1の電子注入輸送層8の構成材料の電子親和力をEa1'、 第2の電子注入輸送層10の構成材料の電子親和力をEa2'としたとき、図5に例示するように、Ea0<Ea2'<Ea1'となっていることが好ましい。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic EL element of the present embodiment, and FIGS. 5 and 6 are schematic views showing examples of band diagrams of the organic EL element shown in FIG. 4, respectively.
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 4, it is preferable that a second electron injection /
In this case, the ionization potential of the constituent material of the
また、図7は本実施態様の有機EL素子の他の一例を示す概略断面図であり、図8、図9はそれぞれ、図7に示す有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。
本実施態様においては、図7に例示するように、発光層7と陰極9との間に3層以上の電子注入輸送層が形成されていることが好ましい。図7では、3層の電子注入輸送層が形成されている場合について説明する。
形成された3層の電子注入輸送層をそれぞれ陰極9側から順に、第1の電子注入輸送層8、第2の電子注入輸送層10、第m(m=3)の電子注入輸送層11とし、発光層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第1の電子注入輸送層8の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1'、 第2の電子注入輸送層10の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2'、第3の電子注入輸送層11の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3'としたとき、図8および図9に例示するように、Ip0≧Ip3' ≧Ip2' ≧Ip1'であることが好ましい。また、発光層7の構成材料の電子親和力をEa0、第1の電子注入輸送層8の構成材料の電子親和力をEa1'、 第2の電子注入輸送層10の構成材料の電子親和力をEa2'、第3の電子注入輸送層11の構成材料の電子親和力をEa3'としたとき、図8に例示するように、Ea0<Ea3'<Ea2'<Ea1'であることが好ましい。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic EL element of the present embodiment, and FIGS. 8 and 9 are schematic views showing examples of band diagrams of the organic EL element shown in FIG. 7, respectively. .
In this embodiment, it is preferable that three or more electron injection / transport layers are formed between the light emitting
The formed three electron injecting and transporting layers are sequentially designated as the first electron injecting and transporting
なお、図4から図9について、上記説明していない構成と、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャル、および電子親和力の関係とは図1から図3で説明したものと同様であるため、記載を省略する。 4 to 9, the relationship between the configuration not described above and the ionization potential of each constituent material of the hole injection transport layer and the light emitting layer and the electron affinity are the same as those described in FIGS. Since it is the same, description is abbreviate | omitted.
本実施態様においては、上記陰極側から順に、第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層とし、上記第y(y=1〜mの整数)の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpy'としたとき、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'となるよう電子注入輸送層を形成することにより、駆動中における各電子注入輸送層、および発光層の各層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。また、上記第yの電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEay'としたとき、Ea0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'となるよう電子注入輸送層を形成することにより、複数層の電子注入輸送層を介して電子を発光層へ円滑に輸送することができる。したがって、高効率で長寿命な有機EL素子とすることが可能である。 In this embodiment, the first, second,..., M-th (m ≧ 3 integer) electron injecting and transporting layers are formed in order from the cathode side, and the y-th (y = 1 to m) integer electrons. When the ionization potential of the constituent material of the injection transport layer is Ip y ′, the electron injection transport layer is formed so that Ip y ≧ Ip y−1 ′ for all of Ip 0 ≧ Ip m ′ and y = 2 to m By doing so, there is no charge accumulation at the interface between each electron injecting and transporting layer and light emitting layer during driving, and deterioration can be suppressed. When the electron affinity of the constituent material of the y-th electron injecting and transporting layer is Ea y ′, Ea 0 ≦ Ea m ′ and y = 2 to m satisfy Ea y ′ <Ea y−1 ′. By forming such an electron injecting and transporting layer, electrons can be smoothly transported to the light emitting layer through a plurality of electron injecting and transporting layers. Therefore, a highly efficient and long-life organic EL element can be obtained.
本発明においては、従来のブロッキング層が設けられていないので、上述したように、発光層内で効率良く正孔および電子を再結合させることが困難であるとも考えられる。したがって、発光効率を向上させるために、素子構成を最適化することが有効である。例えば、(1)発光層の膜厚を比較的厚くする、(2)Ipn<Ip0とする、(3)Ea0<Eam'とする、(4)発光層がホスト材料と発光ドーパントとを含有する場合に、ホスト材料のバンドギャップ内に発光ドーパントのバンドギャップが含まれるようにする、(5)発光層がホスト材料と発光ドーパントとを含有する場合に、発光層中の発光ドーパントの濃度に分布をもたせる、(6)複数層の正孔注入輸送層を形成する、(7)複数層の電子注入輸送層を形成する、こと等によって、発光効率を向上させることができる。 In the present invention, since the conventional blocking layer is not provided, it is considered that it is difficult to efficiently recombine holes and electrons in the light emitting layer as described above. Therefore, it is effective to optimize the element configuration in order to improve the light emission efficiency. For example, (1) the thickness of the light emitting layer is made relatively thick, (2) Ip n <Ip 0 , (3) Ea 0 <Ea m ′, (4) the light emitting layer is a host material and a light emitting dopant. When the light emitting layer contains the host material and the light emitting dopant, the light emitting dopant in the light emitting layer is made to be included in the band gap of the host material. The luminous efficiency can be improved by providing a distribution in the concentration of (6) forming a plurality of hole injecting and transporting layers, (7) forming a plurality of electron injecting and transporting layers, and the like.
以下、本実施態様の有機EL素子における各構成について説明する。 Hereinafter, each structure in the organic EL element of this embodiment is demonstrated.
1.イオン化ポテンシャルおよび電子親和力
本実施態様においては、発光層の構成材料の電子親和力をEa0、第x(x=1〜nの整数、n≧3の整数)の正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEaxとしたとき、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であり、かつ、発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第xの正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpxとしたとき、Ipxとしたとき、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1である。
1. Ionization potential and electron affinity In this embodiment, the electron affinity of the constituent material of the light-emitting layer is Ea 0 , and the constituent material of the x-th (x = 1 to n, integer of n ≧ 3) hole injecting and transporting layer When the electron affinity is Ea x , Ea x ≦ Ea x−1 for all of Ea 0 ≦ Ean and x = 2 to n , and the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , xth when the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer was Ip x, when the Ip x, Ip 0 ≧ Ip n , for all x = 2- through n is Ip x> Ip x-1.
なお、後述する電子注入輸送層を含む、各層の構成材料のイオン化ポテンシャルとは、各層が単一の材料で構成されている場合には、その材料のイオン化ポテンシャルをいい、また各層がホスト材料とドーパントとから構成されている場合には、ホスト材料のイオン化ポテンシャルをいう。また同様に、各層の構成材料の電子親和力とは、各層が単一の材料で構成されている場合には、その材料の電子親和力をいい、また各層がホスト材料とドーパントとから構成されている場合には、ホスト材料の電子親和力をいう。 In addition, the ionization potential of the constituent material of each layer including the electron injection transport layer described later refers to the ionization potential of the material when each layer is made of a single material, and each layer is a host material. When it is composed of a dopant, it means the ionization potential of the host material. Similarly, the electron affinity of the constituent material of each layer means the electron affinity of the material when each layer is made of a single material, and each layer is made of a host material and a dopant. In some cases, it refers to the electron affinity of the host material.
正孔注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第x(x=1〜nの整数)の正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpxとしたとき、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1であればよいが、中でも、Ip0>Ipnであることが好ましい。第1の正孔注入輸送層から発光層への正孔輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、正孔の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 Regarding the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the hole injection transport layer and the light emitting layer, the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , and the configuration of the xth (x = 1 to n) integer hole injection transport layer. Assuming that the ionization potential of the material is Ip x , Ip 0 ≧ Ip n , and x = 2 to n may satisfy Ip x > Ip x−1 . Among them, Ip 0 > Ip n is preferable. . This is because the presence of some energy barrier in the hole transport from the first hole injection transport layer to the light emitting layer can control the injection of holes and increase the light emission efficiency.
Ip0>Ipnの場合のIp0およびIpnの差、ならびに、IpxおよびIpx-1の差としては、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的にはそれぞれ0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 Ip 0> difference Ip 0 and Ip n in the case of Ip n, and, Ip as a difference between x and ip x-1, but is different depending on the material of the hole injection transport layer and the luminescent layer Specifically, each is preferably set to 0.1 eV or more, more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.
また、正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力の関係としては、発光層の構成材料の電子親和力をEa0、第x(x=1〜nの整数)の正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEaxとしたとき、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であればよいが、中でも、Ea0<Ean、x=2〜nのすべてについてEax<Eax−1であることが好ましい。Ea0<Ean、x=2〜nのすべてについてEax<Eax−1、かつ、Ip0>Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1であれば、発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーを比較的大きくすることができるので、例えば発光層がホスト材料と発光ドーパントとを含有する場合に、発光効率の向上のために、ホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たすように、ホスト材料および発光ドーパントを選択することが容易となるからである。 The electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer is as follows: the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is Ea 0 , and the xth (x = 1 to n) integer hole injecting and transporting layer. the electron affinity of the constituent material when the Ea x of, Ea 0 ≦ Ea n, may but if Ea x ≦ Ea x-1 for all x = 2- through n, among others, Ea 0 <Ea n, x = It is preferable that Ea x <Ea x−1 for all of 2 to n. If Ea 0 <Ea n , x = 2 to n , Ea x <Ea x−1 , and Ip 0 > Ip n , x = 2 to n , Ip x > Ip x−1 Since the band gap energy of the constituent material of the layer can be made relatively large, for example, when the light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, the ionization potential of the host material and the light emitting dopant is improved in order to improve the light emission efficiency. This is because it becomes easy to select the host material and the light-emitting dopant so that the electron affinity satisfies a predetermined relationship.
Ea0<Ean、x=2〜nのすべてについてEax<Eax−1の場合、Ea0およびEanの差、ならびに、EaxおよびEax−1の差としては、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的にはそれぞれ0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 Ea 0 <Ea n, if for all x = 2- through n of Ea x <Ea x-1, the difference between Ea 0 and Ea n, and, as the difference between Ea x and Ea x-1, the hole injection Although it differs depending on the constituent materials of the transport layer and the light emitting layer, specifically, it is preferably 0.1 eV or more, and more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.
また、発光層と陰極との間に、第1の電子注入輸送層が形成されている場合は、発光層および第1の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第1の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1'としたとき、Ip0≧Ip1'であることが好ましく、中でも、Ip0>Ip1'であることが好ましい。Ip0>Ip1'かつEa0<Ea1'であれば、発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーを比較的大きくすることができるので、例えば発光層がホスト材料と発光ドーパントとを含有する場合に、発光効率の向上のために、ホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たすように、ホスト材料および発光ドーパントを選択することが容易となるからである。 When the first electron injecting and transporting layer is formed between the light emitting layer and the cathode, the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the light emitting layer and the first electron injecting and transporting layer is as follows. the ionization potential of the constituent material Ip 0, 'when a, Ip 0 ≧ Ip 1' an ionization potential of the constituent material of the first electron injection transport layer Ip 1 is preferably, among others, Ip 0> Ip 1 ' It is preferable that If Ip 0 > Ip 1 ′ and Ea 0 <Ea 1 ′, the band gap energy of the constituent material of the light emitting layer can be made relatively large. For example, when the light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant In addition, it is easy to select the host material and the light emitting dopant so that the ionization potential and the electron affinity of the host material and the light emitting dopant satisfy a predetermined relationship in order to improve the light emission efficiency.
Ip0>Ip1'の場合、Ip0およびIp1'の差としては、発光層および電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ip 0 > Ip 1 ′, the difference between Ip 0 and Ip 1 ′ differs depending on the constituent materials of the light emitting layer and the electron injecting and transporting layer, but specifically 0.1 eV or more. Is preferable, and more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.
また、発光層および第1の電子注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、発光層の構成材料の電子親和力をEa0、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1'としたとき、通常はEa0≦Ea1'とされる。中でも、Ea0<Ea1'であることが好ましい。第1の電子注入輸送層から発光層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 The electron affinity of the constituent material of the light emitting layer and the first electron injecting and transporting layer is as follows: the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is Ea 0 , and the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ea 1 ′. In general, Ea 0 ≦ Ea 1 ′. Among these, it is preferable that Ea 0 <Ea 1 ′. This is because the presence of a certain energy barrier in the electron transport from the first electron injecting and transporting layer to the light emitting layer makes it possible to control the electron injection and increase the light emission efficiency.
Ea0<Ea1'の場合、Ea0およびEa1'の差としては、発光層および電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。
なお、Ea0およびEa1'の差が比較的大きい場合であっても、駆動電圧を比較的高くすれば、電子注入輸送層から発光層へ電子を輸送させることができる。
In the case of Ea 0 <Ea 1 ′, the difference between Ea 0 and Ea 1 ′ differs depending on the constituent materials of the light emitting layer and the electron injecting and transporting layer, but specifically 0.1 eV or more Is preferable, and more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.
Even when the difference between Ea 0 and Ea 1 ′ is relatively large, electrons can be transported from the electron injecting and transporting layer to the light emitting layer if the driving voltage is relatively high.
上記第1の電子注入輸送層と発光層との間に第2の電子注入輸送層が形成されている場合、第1の電子注入輸送層、第2の電子注入輸送層、および発光層のイオン化ポテンシャルの関係としては、発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第2の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2'、第1の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1'としたとき、Ip0≧Ip2'≧Ip1'であることが好ましい。これにより、駆動中における第1の電子注入輸送層、第2の電子注入輸送層、および発光層の各層の界面での劣化を抑制することができるからである。 When a second electron injecting and transporting layer is formed between the first electron injecting and transporting layer and the light emitting layer, the ionization of the first electron injecting and transporting layer, the second electron injecting and transporting layer, and the light emitting layer Regarding the potential relationship, the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , the ionization potential of the constituent material of the second electron injection transport layer is Ip 2 ′, and the ionization potential of the constituent material of the first electron injection transport layer is 'when the, ip 0 ≧ ip 2' ip 1 is preferably ≧ ip 1 '. This is because deterioration at the interfaces of the first electron injection transport layer, the second electron injection transport layer, and the light emitting layer during driving can be suppressed.
また、第1の電子注入輸送層と発光層との間に第2の電子注入輸送層が形成されている場合、第1の電子注入輸送層電子注入輸送層、第2の電子注入輸送層、および発光層の電子親和力の関係としては、発光層の構成材料の電子親和力をEa0、第2の電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa2'、第1の電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1'としたとき、通常はEa0≦Ea2'≦Ea1'とされる。中でも、Ea0<Ea2'<Ea1'であることが好ましい。Ea0およびEa1'の差が比較的大きい場合には、第1の電子注入輸送層から発光層へ電子が輸送され難くなるが、Ea0<Ea2'<Ea1'となるように第1の電子注入輸送層と発光層との間に第2の電子注入輸送層が形成されていることにより、第1の電子注入輸送層から発光層へ第2の電子注入輸送層を介して電子を円滑に輸送することができるからである。また、第1の電子注入輸送層から第2の電子注入輸送層への電子輸送、および、第2の電子注入輸送層から発光層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。
When the second electron injection / transport layer is formed between the first electron injection / transport layer and the light emitting layer, the first electron injection / transport layer, the second electron injection / transport layer, The electron affinity of the light emitting layer is composed of Ea 0 as the constituent material of the light emitting layer, Ea 2 ′ as the constituent material of the second electron injecting and transporting layer, and the structure of the first electron injecting and transporting layer. 'when the normally Ea 0 ≦ Ea 2' electron affinity of the material Ea 1 are ≦ Ea 1 '. Among these, it is preferable that Ea 0 <Ea 2 ′ <Ea 1 ′. When the difference between Ea 0 and Ea 1 ′ is relatively large, it becomes difficult for electrons to be transported from the first electron injecting and transporting layer to the light emitting layer, but the first so that Ea 0 <Ea 2 ′ <Ea 1 ′. Since the second electron injecting and transporting layer is formed between the electron injecting and transporting
Ea0<Ea2'<Ea1'の場合、Ea0およびEa2'の差、ならびに、Ea2'およびEa1'の差としては、第1の電子注入輸送層、第2の電子注入輸送層、および発光層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的にはそれぞれ0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ea 0 <Ea 2 ′ <Ea 1 ′, the difference between Ea 0 and Ea 2 ′ and the difference between Ea 2 ′ and Ea 1 ′ include the first electron injection transport layer and the second electron injection transport Although it differs depending on the constituent material of the layer and the light emitting layer, specifically, it is preferably set to 0.1 eV or more, more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.
発光層と陰極との間に3層以上の電子注入輸送層が形成されている場合、陰極側からそれぞれ、第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層としたとき、各電子注入輸送層、および発光層のイオン化ポテンシャルの関係としては、第y(y=1〜mの整数)の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpy'としたとき、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であることが好ましい。これにより、駆動中における各電子注入輸送層、および発光層の各層の界面での劣化を抑制することができるからである。 When three or more electron injecting and transporting layers are formed between the light emitting layer and the cathode, the first, second,..., Mth (m ≧ 3 integer) electron injecting and transporting layers from the cathode side, respectively. As for the relationship between the ionization potentials of the electron injection transport layers and the light emitting layer, when the ionization potential of the constituent material of the yth (y = 1 to m) electron injection transport layer is Ip y ′ , Ip 0 ≧ Ip m ′ and y = 2 to m are preferably Ip y ′ ≧ Ip y−1 ′. This is because deterioration at the interface between each electron injection / transport layer and the light emitting layer during driving can be suppressed.
また、発光層と陰極との間に3層以上の電子注入輸送層が形成されている場合、各電子注入輸送層、および発光層の電子親和力の関係としては、第y(y=1〜mの整数)の電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEay'としたとき、通常Ea0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'とされる。中でも、Ea0<Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'が好ましい。陰極の仕事関数および発光層の構成材料の電子親和力の差が比較的大きい場合には、陰極から発光層へ電子が輸送され難くなるが、Ea0<Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'となるように、陰極と発光層との間に複数層の電子注入輸送層が形成されていることにより、陰極から発光層へ各電子注入輸送層を介して電子を円滑に輸送することができるからである。また、第1の電子注入輸送層から発光層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 When three or more electron injecting and transporting layers are formed between the light emitting layer and the cathode, the relationship between the electron affinity of each electron injecting and transporting layer and the light emitting layer is y (y = 1 to m). 'when the normally Ea 0 ≦ Ea m' the electron affinity of the constituent material for the electron injecting and transporting layer of an integer) Ea y is, for all y = 2 to m and Ea y '<Ea y-1 ' . Among them, Ea y <Ea y−1 ′ is preferable for all of Ea 0 <Ea m ′ and y = 2 to m . When the difference between the work function of the cathode and the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is relatively large, it becomes difficult to transport electrons from the cathode to the light emitting layer, but all of Ea 0 <Ea m ′, y = 2 to m By forming a plurality of electron injecting and transporting layers between the cathode and the light emitting layer so that Ea y '<Ea y−1 ' This is because electrons can be transported smoothly. In addition, since there is a slight energy barrier in electron transport from the first electron injection transport layer to the light emitting layer, electron injection can be controlled and light emission efficiency can be increased.
なお、各層の構成材料のイオン化ポテンシャルは、上記構成材料を真空蒸着法により成膜し、その蒸着膜のイオン化ポテンシャルを、UPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」または「AC−3」、ともに理研計器製)により求めた値とする。また、電子親和力の測定方法としては、まずHOMOエネルギーをUPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)により求め、次いで光吸収によるエネルギーギャップ測定値と上記HOMOエネルギーから算出する方法を採用する。 The ionization potential of the constituent material of each layer is formed by depositing the constituent material by a vacuum vapor deposition method, and the ionization potential of the vapor deposition film is measured by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, measuring instrument name “AC-2” or “ AC-3 "and Riken Keiki). As a method for measuring electron affinity, first, HOMO energy is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), and then an energy gap measurement value by light absorption and the above HOMO energy. The method of calculating from is adopted.
2.正孔注入輸送層
本発明に用いられる3層以上の正孔注入輸送層は、陽極側から順に、第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層として陽極および発光層の間に形成されるものであり、陽極から発光層に正孔を安定に注入または輸送する機能を有するものである。
2. Hole injection / transport layer The three or more hole injection / transport layers used in the present invention are the first, second,..., Nth (n ≧ 3 integer) hole injection / transport layers in order from the anode side. It is formed between the anode and the light emitting layer, and has a function of stably injecting or transporting holes from the anode to the light emitting layer.
通常は、第1の正孔注入輸送層が正孔注入層として機能し、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層が正孔輸送層として機能する。 Usually, the first hole injecting and transporting layer functions as a hole injecting layer, and the second to nth (n ≧ 3 integer) hole injecting and transporting layers function as a hole transporting layer.
各正孔注入輸送層の構成材料としては、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、後述の発光層の発光材料に例示する化合物の他、アリールアミン類、スターバースト型アミン類、フタロシアニン類、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子およびそれらの誘導体を用いることができる。ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子およびそれらの誘導体は、酸がドープされていてもよい。具体的には、N,N´−ビス(ナフタレン−1−イル)−N,N´−ビス(フェニル)−ベンジジン(α−NPD)、4,4,4−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)、ポリビニルカルバゾール(PVCz)等が挙げられる。 The constituent material of each hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it is a material that can stably transport holes injected from the anode into the light emitting layer. In addition to the compounds exemplified above, arylamines, starburst amines, phthalocyanines, vanadium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide, aluminum oxide and other oxides, amorphous carbon, polyaniline, polythiophene, polyphenylene vinylene and other highly conductive materials Molecules and their derivatives can be used. Conductive polymers such as polyaniline, polythiophene, polyphenylene vinylene, and derivatives thereof may be doped with an acid. Specifically, N, N′-bis (naphthalen-1-yl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine (α-NPD), 4,4,4-tris (3-methylphenylphenylamino) ) Triphenylamine (MTDATA), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS), polyvinylcarbazole (PVCz), and the like.
中でも、各正孔注入輸送層の構成材料は、正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料であることが好ましい。
なお、バイポーラ材料とは、正孔および電子のいずれをも安定に輸送することができる材料であって、材料に還元性ドーパントをドープしたものを用いて電子のユニポーラデバイスを作製した場合に電子を安定に輸送することができ、かつ、材料に酸化性ドーパントをドープしたものを用いて正孔のユニポーラデバイスを作製した場合に正孔を安定に輸送することができる材料をいう。ユニポーラデバイスを作製する際には、具体的には、還元性ドーパントとして、Csもしくは8−ヒドロキシキノリノラトリチウム(Liq)を材料にドープしたものを用いて電子のユニポーラデバイスを作製し、酸化性ドーパントとしてV2O5もしくはMoO3を材料にドープしたものを用いて正孔のユニポーラデバイスを作製することができる。
このようなバイポーラ材料を各正孔注入輸送層に用いることにより、駆動中における発光層および各正孔注入輸送層の界面での劣化を効果的に抑制することができる。
In particular, the constituent material of each hole injecting and transporting layer is preferably a bipolar material that can transport holes and electrons.
Note that a bipolar material is a material that can stably transport both holes and electrons, and when a unipolar device for electrons is produced using a material doped with a reducing dopant, electrons are It refers to a material that can be stably transported and can transport holes stably when a unipolar device of holes is produced using a material doped with an oxidizing dopant. When producing a unipolar device, specifically, an electron unipolar device is produced using a material doped with Cs or 8-hydroxyquinolinolatolithium (Liq) as a reducing dopant, and is oxidized. A hole unipolar device can be fabricated using a material doped with V 2 O 5 or MoO 3 as a dopant.
By using such a bipolar material for each hole injecting and transporting layer, deterioration at the interface between the light emitting layer and each hole injecting and transporting layer during driving can be effectively suppressed.
バイポーラ材料としては、例えば、ジスチリルアレーン誘導体、多芳香族化合物、芳香族縮合環化合物類、カルバゾール誘導体、複素環化合物等を挙げることができる。具体的には、下記式で示される4,4'-ビス(2,2-ジフェニル-エテン-1-イル)ジフェニル(DPVBi)、4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル(CBP)、2,2',7,7'-テトラキス(カルバゾール-9-イル)-9,9'-スピロ-ビフルオレン(spiro-CBP)、4,4''-ジ(N-カルバゾリル)-2',3',5',6'-テトラフェニル-p-テルフェニル(CzTT)、1,3-ビス(カルバゾール-9-イル)-ベンゼン(m-CP)、または3-tert−ブチル-9,10-ジ(ナフサ-2-イル)アントラセン(TBADN)、およびこれらの誘導体等が挙げられる。 Examples of the bipolar material include a distyrylarene derivative, a polyaromatic compound, an aromatic condensed ring compound, a carbazole derivative, and a heterocyclic compound. Specifically, 4,4′-bis (2,2-diphenyl-ethen-1-yl) diphenyl (DPVBi), 4,4′-bis (carbazol-9-yl) biphenyl (CBP) represented by the following formula: ), 2,2 ', 7,7'-tetrakis (carbazol-9-yl) -9,9'-spiro-bifluorene (spiro-CBP), 4,4' '-di (N-carbazolyl) -2' , 3 ', 5', 6'-tetraphenyl-p-terphenyl (CzTT), 1,3-bis (carbazol-9-yl) -benzene (m-CP), or 3-tert-butyl-9, Examples include 10-di (naphth-2-yl) anthracene (TBADN), and derivatives thereof.
なお、上記の手法により正孔および電子の両キャリアの輸送が可能であると確認される材料は、すべて本発明におけるバイポーラ材料として用いることができる。 Any material that is confirmed to be capable of transporting both hole and electron carriers by the above method can be used as the bipolar material in the present invention.
第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層のすべてがバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。さらに、第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層、および発光層のすべてがバイポーラ材料を含有する場合も、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。 In the case where all of the first, second,..., N-th (n ≧ 3 integer) hole injecting and transporting layers contain bipolar materials, the bipolar materials contained in these layers may be the same. May be different. Furthermore, even when all of the first, second,..., Nth (n ≧ 3 integer) hole injecting and transporting layers and the light emitting layer contain bipolar materials, the bipolar materials contained in these layers are: , May be the same or different.
また、各正孔注入輸送層および後述の電子注入輸送層がいずれもバイポーラ材料を含有する場合、各正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。中でも、各正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料は、同一であることが好ましい。これらのバイポーラ材料が同一であれば、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が各正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、これらの層が劣化しにくくなるからである。また、真空蒸着法等によりこれらの層を成膜する場合には、共通の蒸着源を用いることができ、製造工程上有利である。
さらに、各正孔注入輸送層、電子注入輸送層および発光層のすべてがバイポーラ材料を含有する場合、各正孔注入輸送層、電子注入輸送層および発光層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。中でも、各正孔注入輸送層、電子注入輸送層および発光層に含有されるバイポーラ材料は、同一であることが好ましい。これらのバイポーラ材料が同一であれば、上述したように、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が各正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、これらの層が劣化しにくくなるからである。また、真空蒸着法等によりこれらの層を成膜する場合には、共通の蒸着源を用いることができ、製造工程上有利である。
In addition, when each hole injecting and transporting layer and an electron injecting and transporting layer described later contain a bipolar material, the bipolar material contained in each hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer may be the same. May be different. Especially, it is preferable that the bipolar material contained in each positive hole injection transport layer and an electron injection transport layer is the same. This is because, if these bipolar materials are the same, even if holes penetrate into the electron injecting and transporting layer and electrons penetrate into each hole injecting and transporting layer, these layers are not easily deteriorated. Further, when these layers are formed by a vacuum vapor deposition method or the like, a common vapor deposition source can be used, which is advantageous in the manufacturing process.
Furthermore, when each of the hole injection transport layer, the electron injection transport layer, and the light emitting layer contains a bipolar material, the bipolar material contained in each hole injection transport layer, the electron injection transport layer, and the light emitting layer is the same. It may or may not be. Especially, it is preferable that the bipolar material contained in each hole injection transport layer, an electron injection transport layer, and a light emitting layer is the same. If these bipolar materials are the same, as described above, even if holes penetrate into the electron injecting and transporting layer or electrons penetrate into each hole injecting and transporting layer, these layers are unlikely to deteriorate. It is. Further, when these layers are formed by a vacuum vapor deposition method or the like, a common vapor deposition source can be used, which is advantageous in the manufacturing process.
陽極に隣接する正孔注入輸送層の構成材料が有機材料(正孔注入輸送層用有機化合物)である場合、その正孔注入輸送層は、少なくとも陽極との界面に、上記正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有していてもよい。正孔注入輸送層が、少なくとも陽極との界面にて、正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有することにより、陽極から正孔注入輸送層への正孔注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
有機EL素子において、陽極から基本的に絶縁物である有機層への正孔注入過程は、陽極表面での有機化合物の酸化、すなわちラジカルカチオン状態の形成である(Phys. Rev.Lett., 14, 229 (1965))。あらかじめ有機化合物を酸化する酸化性ドーパントを陽極に接触する正孔注入輸送層中にドープすることにより、陽極からの正孔注入に際するエネルギー障壁を低下させることができる。酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層中には、酸化性ドーパントにより酸化された状態(すなわち電子を供与した状態)の有機化合物が存在するので、正孔注入エネルギー障壁が小さく、従来の有機EL素子と比べて駆動電圧を低下させることができるのである。
また、陽極に隣接しない正孔注入輸送層の構成材料が正孔注入輸送層用有機化合物である場合も、その正孔注入輸送層は、少なくとも陽極側に、上記正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有していてもよい。
When the constituent material of the hole injecting and transporting layer adjacent to the anode is an organic material (organic compound for hole injecting and transporting layer), the hole injecting and transporting layer is at least at the interface with the anode. You may have the area | region where the oxidizing dopant was mixed with the organic compound for use. A hole injection barrier from the anode to the hole injection transport layer by having a region in which the organic dopant for the hole injection transport layer is mixed with an oxidizing dopant at least at the interface with the anode. This is because the driving voltage can be reduced.
In the organic EL device, the hole injection process from the anode to the organic layer, which is basically an insulator, is oxidation of the organic compound on the anode surface, that is, formation of a radical cation state (Phys. Rev. Lett., 14 , 229 (1965)). By previously doping the hole injection transport layer in contact with the anode with an oxidizing dopant that oxidizes the organic compound, the energy barrier for hole injection from the anode can be lowered. In the hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant, an organic compound in a state oxidized by the oxidizing dopant (that is, a state in which electrons are donated) exists, so that the hole injection energy barrier is small, The driving voltage can be lowered compared to the organic EL element.
Further, when the constituent material of the hole injection / transport layer not adjacent to the anode is an organic compound for hole injection / transport layer, the hole injection / transport layer is at least on the anode side, the organic compound for hole injection / transport layer It may have a region in which an oxidizing dopant is mixed.
酸化性ドーパントとしては、正孔注入輸送層用有機化合物を酸化する性質を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常は電子受容性化合物が用いられる。 The oxidizing dopant is not particularly limited as long as it has a property of oxidizing the organic compound for hole injection transport layer, but an electron accepting compound is usually used.
電子受容性化合物としては、無機物および有機物のいずれも用いることができる。電子受容性化合物が無機物である場合、例えば、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモン、三酸化モリブデン(MoO3)、五酸化バナジウム(V2O5)等のルイス酸が挙げられる。また、電子受容性化合物が有機物である場合、例えば、トリニトロフルオレノン等が挙げられる。 As the electron-accepting compound, both inorganic and organic materials can be used. When the electron accepting compound is an inorganic substance, for example, Lewis such as ferric chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, antimony pentachloride, molybdenum trioxide (MoO 3 ), vanadium pentoxide (V 2 O 5 ), etc. Examples include acids. Moreover, when an electron-accepting compound is organic substance, a trinitrofluorenone etc. are mentioned, for example.
中でも、電子受容性化合物としては、金属酸化物が好ましく、MoO3、V2O5が好適に用いられる。 Among them, as the electron-accepting compound, a metal oxide is preferable, MoO 3, V 2 O 5 is preferably used.
陽極に隣接する正孔注入輸送層が、正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有する場合、その正孔注入輸送層は、少なくとも陽極との界面に上記の領域を有していればよく、例えば、正孔注入輸送層中に、酸化性ドーパントが均一にドープされていてもよく、酸化性ドーパントの含有量が発光層側から陽極側に向けて連続的に多くなるように酸化性ドーパントがドープされていてもよく、正孔注入輸送層の陽極との界面のみに局所的に酸化性ドーパントがドープされていてもよい。
また、陽極側に隣接しない正孔注入輸送層が、上記の領域を有する場合も同様である。
When the hole injecting and transporting layer adjacent to the anode has a region where an oxidizing dopant is mixed with the organic compound for the hole injecting and transporting layer, the hole injecting and transporting layer has at least the above region at the interface with the anode. For example, the hole injecting and transporting layer may be uniformly doped with an oxidizing dopant, and the content of the oxidizing dopant is continuously increased from the light emitting layer side to the anode side. Thus, the oxidizing dopant may be doped, or the oxidizing dopant may be locally doped only in the interface with the anode of the hole injection transport layer.
The same applies to the case where a hole injecting and transporting layer not adjacent to the anode side has the above region.
正孔注入輸送層中の酸化性ドーパント濃度は、特に限定されるものではないが、正孔注入輸送層用有機化合物と酸化性ドーパントとのモル比率が、正孔注入輸送層用有機化合物:酸化性ドーパント=1:0.1〜1:10の範囲内であることが好ましい。酸化性ドーパントの比率が上記範囲未満であると、酸化性ドーパントにより酸化された正孔注入輸送層用有機化合物の濃度が低すぎてドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、酸化性ドーパントの比率が上記範囲を超えると、正孔注入輸送層中の酸化性ドーパント濃度が正孔注入輸送層用有機化合物濃度をはるかに超えて、酸化性ドーパントにより酸化された正孔注入輸送層用有機化合物の濃度が極端に低下するので、同様にドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。 The oxidizing dopant concentration in the hole injecting and transporting layer is not particularly limited, but the molar ratio of the organic compound for hole injecting and transporting layer and the oxidizing dopant is the organic compound for hole injecting and transporting layer: oxidation. It is preferable that it is in the range of 1:10 to 1:10. This is because if the ratio of the oxidizing dopant is less than the above range, the concentration of the organic compound for the hole injecting and transporting layer oxidized by the oxidizing dopant may be too low to obtain a sufficient doping effect. If the ratio of the oxidizing dopant exceeds the above range, the oxidizing dopant concentration in the hole injecting and transporting layer far exceeds the organic compound concentration for the hole injecting and transporting layer, and the holes oxidized by the oxidizing dopant. This is because the concentration of the organic compound for the injecting and transporting layer is extremely lowered, so that the doping effect may not be sufficiently obtained.
本実施態様における正孔注入輸送層の層数としては、3層以上であり、陽極と発光層との間の正孔の輸送を円滑に行うことができるならば特に限定されるものではないが、本実施態様においては3層であることが好ましい。 The number of hole injection / transport layers in the present embodiment is not particularly limited as long as it is 3 or more and can smoothly transport holes between the anode and the light emitting layer. In this embodiment, three layers are preferable.
各正孔注入輸送層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。 As a method for forming each hole injection transport layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an ink jet method, a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method, a blade coating method, or the like. Examples thereof include wet methods such as a method, a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.
中でも、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層の成膜方法としては、正孔注入輸送層用有機化合物と酸化性ドーパントとを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。この共蒸着の手法において、塩化第二鉄、塩化インジウム等の比較的飽和蒸気圧の低い酸化性ドーパントはるつぼに入れて一般的な抵抗加熱法によって蒸着可能である。一方、常温でも蒸気圧が高く真空装置内の気圧を所定の真空度以下に保てない場合は、ニードルバルブやマスフローコントローラーのようにオリフィス(開口径)を制御して蒸気圧を制御したり、試料保持部分を独立に温度制御可能な構造にして冷却によって蒸気圧を制御したりしてもよい。 Among these, as a method for forming a hole injection transport layer doped with an oxidizing dopant, a method of co-evaporating an organic compound for a hole injection transport layer and an oxidizing dopant is preferably used. In this co-evaporation technique, an oxidizing dopant having a relatively low saturation vapor pressure, such as ferric chloride and indium chloride, can be deposited in a crucible by a general resistance heating method. On the other hand, when the vapor pressure is high even at room temperature and the pressure inside the vacuum device cannot be kept below the predetermined vacuum level, the vapor pressure can be controlled by controlling the orifice (opening diameter) like a needle valve or mass flow controller, Alternatively, the vapor pressure may be controlled by cooling the sample holding portion so that the temperature can be controlled independently.
また、発光層側から陽極側に向けて酸化性ドーパントの含有量が連続的に多くなるように、正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントを混合させる方法としては、例えば、上記の正孔注入輸送層用有機化合物と酸化性ドーパントとの蒸着速度を連続的に変化させる方法を用いることができる。 In addition, as a method of mixing the oxidizing dopant with the organic compound for the hole injection transport layer so that the content of the oxidizing dopant continuously increases from the light emitting layer side to the anode side, for example, A method of continuously changing the deposition rate of the organic compound for the hole injection transport layer and the oxidizing dopant can be used.
各正孔注入輸送層の厚みとしては、陽極から正孔を注入し、発光層へ正孔を輸送する機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には0.5nm〜1000nm程度で設定することができ、中でも5nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。 The thickness of each hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it is a thickness that sufficiently injects holes from the anode and transports holes to the light emitting layer. Can be set in the range of about 0.5 nm to 1000 nm, and is preferably in the range of 5 nm to 500 nm.
また、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、0.5nm以上とすることが好ましい。酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層は、無電場の状態でも正孔注入輸送層用有機化合物がラジカルカチオンの状態で存在し、内部電荷として振る舞えるので、膜厚は特に限定されないのである。また、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層を厚膜にしても、素子の電圧上昇をもたらすことがないので、陽極および陰極間の距離を通常の有機EL素子の場合よりも長く設定することにより、短絡の危険性を大幅に軽減させることもできる。 The thickness of the hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant is not particularly limited, but is preferably 0.5 nm or more. The hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant is not particularly limited because the organic compound for the hole injecting and transporting layer exists in the state of radical cation even in the absence of an electric field, and acts as an internal charge. is there. Also, even if the hole injection / transport layer doped with the oxidizing dopant is made thick, the device voltage does not increase, so the distance between the anode and the cathode is set longer than in the case of a normal organic EL device. By doing so, the risk of a short circuit can be greatly reduced.
3.電子注入輸送層
本実施態様においては、発光層および陰極の間に、1層以上の電子注入輸送層が形成されていることが好ましい。
3. Electron Injecting and Transporting Layer In this embodiment, it is preferable that one or more electron injecting and transporting layers are formed between the light emitting layer and the cathode.
本実施態様に用いられる1層以上の電子注入輸送層は、電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が上述した関係を満たすことが好ましい。 In one or more electron injecting and transporting layers used in this embodiment, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the light emitting layer satisfy the relationship described above.
1層の電子注入輸送層のみ、すなわち第1の電子注入輸送層のみが形成されている場合は、第1の電子注入輸送層としては、電子注入機能を有する電子注入層、および電子輸送機能を有する電子輸送層のいずれか一方であってもよく、あるいは、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
また、電子注入輸送層が複数層形成されている場合は、陰極側から、第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層としたとき、通常は、第1の電子注入輸送層が電子注入層として機能し、第2、…、第mの電子注入輸送層が電子輸送層として機能する。
When only one electron injecting and transporting layer, that is, only the first electron injecting and transporting layer is formed, the first electron injecting and transporting layer has an electron injecting layer having an electron injecting function, and an electron transporting function. Any one of the electron transport layers may be used, or a single layer having both an electron injection function and an electron transport function may be used.
In addition, when a plurality of electron injecting and transporting layers are formed, when the first, second,..., M-th (m ≧ 3 integer) electron injecting and transporting layers are formed from the cathode side, One electron injection / transport layer functions as an electron injection layer, and the second,..., M-th electron injection / transport layers function as electron transport layers.
電子注入層の構成材料としては、発光層内への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、後述の発光層の発光材料に例示する化合物の他、Ba、Ca、Li、Cs、Mg、Sr等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の単体、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のフッ化物、アルミリチウム合金等のアルカリ金属の合金、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム等のアルカリ金属の有機錯体などを挙げることができる。 The constituent material of the electron injection layer is not particularly limited as long as the material can stabilize the injection of electrons into the light emitting layer. In addition to the compounds exemplified in the light emitting material of the light emitting layer described below, Ba, Ca, Li, Cs, Mg, Sr and other alkali metals or alkaline earth metals alone, magnesium fluoride, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, lithium fluoride, cesium fluoride and other alkali metals Or alkaline earth metal fluorides, alkali metal alloys such as aluminum lithium alloys, metal oxides such as magnesium oxide, strontium oxide and aluminum oxide, and organic complexes of alkali metals such as sodium polymethyl methacrylate polystyrene sulfonate be able to.
また、電子輸送層の構成材料としては、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送することが可能な材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、バソキュプロイン(BCP)、バソフェナントロリン(Bpehn)等のフェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム(Alq3)等のアルミキノリノール錯体などを挙げることができる。 The constituent material of the electron transport layer is not particularly limited as long as it is a material capable of transporting electrons injected from the cathode into the light emitting layer. For example, bathocuproin (BCP), bathophenanthroline ( And phenanthroline derivatives such as Bpehn), triazole derivatives, oxadiazole derivatives, and aluminum quinolinol complexes such as tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq3).
中でも、各電子注入輸送層の構成材料は、正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を各電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における発光層および各電子注入輸送層の界面での劣化を効果的に抑制することができる。
なお、バイポーラ材料については、上記正孔注入輸送層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
Especially, it is preferable that the constituent material of each electron injection transport layer is a bipolar material which can transport a hole and an electron. By using a bipolar material for each electron injecting and transporting layer, deterioration at the interface between the light emitting layer and each electron injecting and transporting layer during driving can be effectively suppressed.
Since the bipolar material is described in the section of the hole injecting and transporting layer, description thereof is omitted here.
第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層のすべてがバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。さらに、第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層、第1、第2、…、第mの電子注入輸送層、および発光層のすべてがバイポーラ材料を含有する場合も、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。 When all of the first, second,..., M-th (m ≧ 3 integer) electron injecting and transporting layers contain bipolar materials, the bipolar materials contained in these layers may be the same or different. It may be. Further, the first, second,..., Nth (n ≧ 3 integer) hole injecting and transporting layer, the first, second,..., The mth electron injecting and transporting layer, and the light emitting layer are all bipolar materials. Also, the bipolar material contained in these layers may be the same or different.
陰極に隣接する電子注入輸送層の構成材料が有機化合物(電子注入輸送層用有機化合物)である場合、その電子注入輸送層は、少なくとも陰極との界面に、上記電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有していてもよい。電子注入輸送層が、少なくとも陰極との界面にて、電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有することにより、陰極から電子注入輸送層への電子注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
有機EL素子において、陰極から基本的に絶縁物である有機層への電子注入過程は、陰極表面での有機化合物の還元、すなわちラジカルアニオン状態の形成である(Phys. Rev. Lett., 14, 229 (1965))。あらかじめ有機化合物を還元する還元性ドーパントを陰極に接触する電子注入輸送層中にドープすることにより、陰極からの電子注入に際するエネルギー障壁を低下させることができる。電子注入輸送層中には、還元性ドーパントにより還元された状態(すなわち電子を受容し、電子が注入された状態)の有機化合物が存在するので、電子注入エネルギー障壁が小さく、従来の有機EL素子と比べて駆動電圧を低下させることができるのである。さらには、陰極に、一般に配線材として用いられている安定なAlのような金属を使用することができる。
また、陰極に隣接しない電子注入輸送層の構成材料が電子注入輸送層用有機化合物である場合も、その電子注入輸送層は、少なくとも陰極側に、上記電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有していてもよい。
When the constituent material of the electron injecting and transporting layer adjacent to the cathode is an organic compound (organic compound for electron injecting and transporting layer), the electron injecting and transporting layer is formed at least on the interface with the cathode and on the organic compound for electron injecting and transporting layer. You may have the area | region where the reducing dopant was mixed. The electron injection transport layer has a region where a reducing dopant is mixed with the organic compound for the electron injection transport layer at least at the interface with the cathode, thereby reducing the electron injection barrier from the cathode to the electron injection transport layer, This is because the driving voltage can be reduced.
In the organic EL device, the electron injection process from the cathode to the organic layer, which is basically an insulator, is reduction of the organic compound on the cathode surface, that is, formation of a radical anion state (Phys. Rev. Lett., 14, 229 (1965)). By previously doping a reducing dopant that reduces the organic compound into the electron injection transport layer in contact with the cathode, the energy barrier for electron injection from the cathode can be lowered. In the electron injecting and transporting layer, an organic compound in a state reduced by a reducing dopant (that is, a state in which electrons are received and electrons are injected) exists, so that an electron injection energy barrier is small, and a conventional organic EL device As a result, the drive voltage can be reduced. Furthermore, a stable metal such as Al that is generally used as a wiring material can be used for the cathode.
Further, when the constituent material of the electron injection / transport layer not adjacent to the cathode is an organic compound for an electron injection / transport layer, the electron injection / transport layer is at least on the cathode side, and the reducing compound is added to the organic compound for the electron injection / transport layer. May have a mixed region.
還元性ドーパントしては、電子注入輸送層用有機化合物を還元する性質を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常は電子供与性化合物が用いられる。 The reducing dopant is not particularly limited as long as it has a property of reducing the organic compound for the electron injecting and transporting layer, but an electron donating compound is usually used.
電子供与性化合物としては、金属(金属単体)、金属化合物、または有機金属錯体が好ましく用いられる。金属(金属単体)、金属化合物、または有機金属錯体としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類金属を含む遷移金属からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含むものを挙げることができる。中でも、仕事関数が4.2eV以下である、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類金属を含む遷移金属からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含むものであることが好ましい。このような金属(金属単体)としては、例えば、Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Mg、Sm、Gd、Yb、Wなどが挙げられる。また、金属化合物としては、例えば、Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、MgO、CaO等の金属酸化物、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2等の金属塩などが挙げられる。有機金属錯体としては、例えば、Wを含む有機金属化合物、8−ヒドロキシキノリノラトリチウム(Liq)などが挙げられる。中でも、Cs、Li、Liqが好ましく用いられる。これらを電子注入輸送層用有機化合物にドープすることにより、良好な電子注入特性が得られるからである。 As the electron donating compound, a metal (metal simple substance), a metal compound, or an organometallic complex is preferably used. Examples of the metal (metal simple substance), the metal compound, or the organometallic complex include those containing at least one metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals including rare earth metals. it can. Among them, it is preferable that the material contains at least one metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals including rare earth metals having a work function of 4.2 eV or less. Examples of such a metal (metal simple substance) include Li, Na, K, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, La, Mg, Sm, Gd, Yb, and W. Examples of the metal compound include metal oxides such as Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, MgO, and CaO, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, and MgF 2. , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, MgCl 2 , CaCl 2 , SrCl 2 , BaCl 2 and other metal salts. Examples of the organometallic complex include organometallic compounds containing W, 8-hydroxyquinolinolatolithium (Liq), and the like. Of these, Cs, Li, and Liq are preferably used. This is because good electron injection characteristics can be obtained by doping these into the organic compound for the electron injection transport layer.
電子注入輸送層が、電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有する場合、電子注入輸送層は、少なくとも陰極との界面に上記の領域を有していればよく、例えば、電子注入輸送層中に、還元性ドーパントが均一にドープされていてもよく、還元性ドーパントの含有量が発光層側から陰極側に向けて連続的に多くなるように還元性ドーパントがドープされていてもよく、電子注入輸送層の陰極との界面のみに局所的に還元性ドーパントがドープされていてもよい。
また、陰極に隣接しない電子注入輸送層が上記の領域を有する場合も同様である。
When the electron injecting and transporting layer has a region in which the reducing dopant is mixed with the organic compound for the electron injecting and transporting layer, the electron injecting and transporting layer only needs to have the above region at least at the interface with the cathode. The electron injecting and transporting layer may be uniformly doped with a reducing dopant, and the reducing dopant is doped so that the content of the reducing dopant continuously increases from the light emitting layer side to the cathode side. Alternatively, the reducing dopant may be locally doped only in the interface of the electron injecting and transporting layer with the cathode.
The same applies when the electron injecting and transporting layer not adjacent to the cathode has the above-described region.
電子注入輸送層中の還元性ドーパント濃度は、特に限定されるものではないが、0.1〜99重量%程度とすることが好ましい。還元性ドーパント濃度が上記範囲未満であると、還元性ドーパントにより還元された電子注入輸送層用有機化合物の濃度が低すぎてドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、還元性ドーパント濃度が上記範囲を超えると、電子注入輸送層中の還元性ドーパント濃度が電子注入輸送層用有機化合物濃度をはるかに超え、還元性ドーパントにより還元された電子注入輸送層用有機化合物の濃度が極端に低下するので、同様にドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。 The reducing dopant concentration in the electron injecting and transporting layer is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 99% by weight. This is because if the reducing dopant concentration is less than the above range, the concentration of the organic compound for the electron injecting and transporting layer reduced by the reducing dopant may be too low to obtain a sufficient doping effect. Further, when the reducing dopant concentration exceeds the above range, the reducing dopant concentration in the electron injecting and transporting layer far exceeds the organic compound concentration for the electron injecting and transporting layer, and the organic for the electron injecting and transporting layer reduced by the reducing dopant. This is because, since the concentration of the compound is extremely lowered, a sufficient doping effect may not be obtained in the same manner.
本実施態様における電子注入輸送層の層数としては、1層以上であり、陰極と発光層との間の電子の輸送を円滑に行うことができるならば特に限定されないが、3層以上であることが好ましく、特に3層であることが好ましい。 The number of electron injecting and transporting layers in this embodiment is one or more, and is not particularly limited as long as electrons can be smoothly transported between the cathode and the light emitting layer, but is three or more. It is particularly preferable that there are three layers.
電子注入輸送層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディップコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。 As a method for forming the electron injecting and transporting layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an ink jet method, a spin coating method, a casting method, a dip coating method, a bar coating method, or a blade coating method. And wet methods such as a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.
中でも、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の成膜方法としては、上記電子注入輸送層用有機化合物と還元性ドーパントとを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。
なお、溶液からの塗布で薄膜形成が可能な場合には、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の成膜方法として、スピンコート法やディップコート法等を用いることができる。この場合、電子注入輸送層用有機化合物と還元性ドーパントとを不活性なポリマー中に分散して用いてもよい。
Among them, as a method for forming an electron injecting and transporting layer doped with a reducing dopant, a method of co-evaporating the organic compound for electron injecting and transporting layer and a reducing dopant is preferably used.
When a thin film can be formed by application from a solution, a spin coating method, a dip coating method, or the like can be used as a method for forming an electron injecting and transporting layer doped with a reducing dopant. In this case, the organic compound for electron injecting and transporting layer and the reducing dopant may be dispersed in an inert polymer.
また、発光層側から陰極側に向けて還元性ドーパントの含有量が連続的に多くなるように、電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントを混合させる方法としては、例えば、上記の電子注入輸送層用有機化合物と還元性ドーパントとの蒸着速度を連続的に変化させる方法を用いることができる。 In addition, as a method of mixing the reducing dopant with the organic compound for the electron injection transport layer so that the content of the reducing dopant continuously increases from the light emitting layer side to the cathode side, for example, the above electron injection A method of continuously changing the deposition rate of the organic compound for the transport layer and the reducing dopant can be used.
電子注入輸送層の厚みとしては、電子注入機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではない。また、電子注入輸送層の厚みとしては、電子注入機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではない。 The thickness of the electron injection / transport layer is not particularly limited as long as the electron injection function is sufficiently exerted. In addition, the thickness of the electron injecting and transporting layer is not particularly limited as long as the electron injecting function is sufficiently exerted.
また、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の厚みとしては、特に限定されるものでないが、0.1nm〜300nmの範囲内とすることが好ましく、より好ましくは0.5nm〜200nmの範囲内である。厚みが上記範囲未満であると、陰極界面近傍に存在する、還元性ドーパントにより還元された電子注入輸送層用有機化合物の量が少ないためにドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、厚みが上記範囲を超えると、電子注入輸送層全体の膜厚が厚すぎて、駆動電圧の上昇を招くおそれがあるからである。 The thickness of the electron injecting and transporting layer doped with the reducing dopant is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 nm to 300 nm, more preferably in the range of 0.5 nm to 200 nm. Is within. If the thickness is less than the above range, the effect of doping may not be sufficiently obtained due to the small amount of the organic compound for the electron injecting and transporting layer reduced by the reducing dopant existing in the vicinity of the cathode interface. is there. Further, if the thickness exceeds the above range, the film thickness of the entire electron injecting and transporting layer is too thick, which may increase the driving voltage.
4.発光層
本発明に用いられる発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有するものである。発光層の構成材料としては、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料を挙げることができる。
4). Light emitting layer The light emitting layer used in the present invention has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes. Examples of the constituent material of the light emitting layer include a dye material, a metal complex material, and a polymer material.
色素系材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどを挙げることができる。 Examples of dye-based materials include cyclopentadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, triphenylamine derivatives, oxadiazole derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, silole derivatives, thiophene ring compounds, pyridine Examples thereof include a ring compound, a perinone derivative, a perylene derivative, an oligothiophene derivative, a trifumanylamine derivative, a coumarin derivative, an oxadiazole dimer, and a pyrazoline dimer.
金属錯体系材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム金属錯体、プラチナ金属錯体等、中心金属に、Al、Zn、Be、Ir、Pt等、またはTb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子に、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。具体的には、トリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム(Alq3)を用いることができる。 Examples of metal complex materials include aluminum quinolinol complex, benzoquinolinol beryllium complex, benzoxazole zinc complex, benzothiazole zinc complex, azomethylzinc complex, porphyrin zinc complex, europium complex, iridium metal complex, platinum metal complex, etc. Al, Zn, Be, Ir, Pt, etc., or rare earth metals such as Tb, Eu, Dy, etc., and the ligand has an oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzimidazole, quinoline structure, etc. A metal complex etc. can be mentioned. Specifically, tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq3) can be used.
高分子系材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。また、上記の色素系材料および金属錯体系材料を高分子化したものも挙げられる。 Examples of the polymer material include polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyvinylcarbazole, polyfluorenone derivatives, polyfluorene derivatives, polyquinoxaline derivatives, polydialkylfluorene derivatives, and Examples thereof include copolymers thereof. Moreover, what polymerized said pigment-type material and metal complex-type material is also mentioned.
また、発光層の構成材料はバイポーラ材料であってもよい。バイポーラ材料を発光層に用いることにより、駆動中における正孔注入輸送層、発光層、および電子注入輸送層の各層の界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。 Further, the constituent material of the light emitting layer may be a bipolar material. This is because by using the bipolar material for the light emitting layer, it is possible to effectively suppress deterioration at the interfaces of the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer, and the electron injecting and transporting layer during driving.
この発光層に用いられるバイポーラ材料は、それ自体が蛍光発光または燐光発光する発光材料であってもよく、後述の発光ドーパントがドープされるホスト材料であってもよい。
なお、バイポーラ材料については、上記正孔注入輸送層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
The bipolar material used for the light emitting layer may itself be a light emitting material that emits fluorescence or phosphorescence, or may be a host material doped with a light emitting dopant described later.
Since the bipolar material is described in the section of the hole injecting and transporting layer, description thereof is omitted here.
また、発光層中には、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的で、蛍光発光または燐光発光する発光ドーパントを添加してもよい。すなわち、発光層は、上記の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、バイポーラ材料等のホスト材料と、発光ドーパントとを含有するものであってもよい。 In addition, a light emitting dopant that emits fluorescence or phosphorescence may be added to the light emitting layer for the purpose of improving the light emission efficiency and changing the light emission wavelength. That is, the light-emitting layer may contain a host material such as the above-described dye-based material, metal complex-based material, polymer-based material, or bipolar material, and a light-emitting dopant.
発光ドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体、イリジウム(Ir)化合物、白金化合物、金化合物、オスミウム化合物、ルテニウム(Ru)化合物、レニウム(Re)化合物等を挙げることができる。より具体的には、2,5,8,11-テトラ-tert-ブチルペリレン(2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylene)(ペリレン誘導体)、2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7,-テトラメチル-1H,5H,11H-10-(2-ベンゾチアゾリル)キノリジノ-[9,9a,1gh]クマリン(C545t)(2,3,6,7-Tetrahydro-1,1,7,7,-tetramethyl-1H,5H,11H-10-(2-benzothiazolyl)quinolizino-[9,9a,1gh]coumarin(C545t))(クマリン誘導体)、(5,6,11,12)-テトラフェニルナフタセン((5,6,11,12)-Tetraphenylnaphthacene)(ルブレン誘導体)、および、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(III)(Tris(2-phenylpyridine)iridium(III);Ir(ppy)3)、トリス(1-フェニルイソキノリン)イリジウム(III)(Tris(1-phenylisoquinoline)iridium(III);Ir(piq)3)、ビス(3,5-ジフルオロ-2-(2-ピリジル)フェニル-(2-カルボキシピリジル)イリジウム(III)(Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium(III);FIrpic)(イリジウム化合物)が挙げられる。 Examples of the luminescent dopant include perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squalium derivatives, porphyrin derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazoline derivatives, decacyclene, phenoxazone, quinoxaline derivatives, carbazole derivatives, fluorene derivatives, iridium (Ir ) Compounds, platinum compounds, gold compounds, osmium compounds, ruthenium (Ru) compounds, rhenium (Re) compounds, and the like. More specifically, 2,5,8,11-tetra-tert-butylperylene (2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylene) (perylene derivative), 2,3,6,7-tetrahydro- 1,1,7,7, -Tetramethyl-1H, 5H, 11H-10- (2-benzothiazolyl) quinolidino- [9,9a, 1gh] coumarin (C545t) (2,3,6,7-Tetrahydro-1 , 1,7,7, -tetramethyl-1H, 5H, 11H-10- (2-benzothiazolyl) quinolizino- [9,9a, 1gh] coumarin (C545t)) (coumarin derivative), (5,6,11,12 ) -Tetraphenylnaphthacene ((5,6,11,12) -Tetraphenylnaphthacene) (rubrene derivative) and Tris (2-phenylpyridine) iridium (III) (Ir) (ppy) 3), Tris (1-phenylisoquinoline) iridium (III); Ir (piq) 3), bis (3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) ) Phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III) (Bis (3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III); FIrpic)) Compound).
発光層がホスト材料と発光ドーパントとを含有する場合、ホスト材料の電子親和力をEah、発光ドーパントの電子親和力をEadとしたとき、Eah<Eadであり、かつ、ホスト材料のイオン化ポテンシャルをIph、発光ドーパントのイオン化ポテンシャルをIpdとしたとき、Iph>Ipdであることが好ましい。ホスト材料および発光ドーパントの電子親和力およびイオン化ポテンシャルが上記の関係を満たす場合には、正孔および電子が発光ドーパントにトラップされるので、発光効率を向上させることができるからである。 When the light emitting layer contains a light-emitting dopant and a host material, when the electron affinity of the host material Ea h, the electron affinity of the light emitting dopant was Ea d, an Ea h <Ea d, and the ionization potential of the host material the Ip h, when the ionization potential of the light-emitting dopant was Ip d, it is preferable that Ip h> Ip d. This is because, when the electron affinity and ionization potential of the host material and the luminescent dopant satisfy the above relationship, holes and electrons are trapped by the luminescent dopant, so that the luminous efficiency can be improved.
ここで、発光層を構成するホスト材料および発光ドーパントの単分子におけるイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、次のようにして得られる。イオン化ポテンシャルは、UPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)により求める。一方、電子親和力の測定方法としては、まずUPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)によりHOMOエネルギーを求め、次いで光吸収によるエネルギーギャップ測定値と上記HOMOエネルギーから算出する方法を採用する。 Here, the ionization potential and the electron affinity in a single molecule of the host material and the light emitting dopant constituting the light emitting layer are obtained as follows. The ionization potential is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, measuring instrument name “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). On the other hand, as a method for measuring electron affinity, first, HOMO energy is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), and then an energy gap measurement value by light absorption and the above HOMO energy. The method of calculating from is adopted.
また、発光層がホスト材料と発光ドーパントとを含有する場合、発光層中の発光ドーパントの濃度に分布があることが好ましい。これにより、正孔または電子の発光ドーパントによるトラップを制御することができ、高効率な素子を得ることができるからである。
本発明においては、発光層に注入された正孔および電子が対極へ突き抜けるのを防止するブロッキング層が設けられていないため、従来のブロッキング層を有する有機EL素子と同じようにして、発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることは困難である。
そこで、本発明者らが種々検討を行った結果、発光層中の発光ドーパントの濃度に分布をつけることにより、発光効率が向上することが判明した。例えば、発光ドーパントが電子よりも正孔を輸送しやすいものである場合には、正孔の注入が過剰になる傾向があるので、発光層中の発光ドーパントの濃度が陰極側から陽極側に向けて増加するように濃度勾配をつけることにより、発光効率が向上する。これは、発光ドーパントの濃度を陽極側で高くすることにより、陽極から正孔注入輸送層に注入され発光層に輸送された正孔が、発光層中でより多く発光ドーパントにトラップされ、特に陽極側でより多く発光ドーパントにトラップされて、陰極へ突き抜けるのを防止しているためであると思料される。また例えば、発光ドーパントが正孔よりも電子を輸送しやすいものである場合には、電子の注入が過剰になる傾向があるので、発光層中の発光ドーパントの濃度が陽極側から陰極側に向けて増加するように濃度勾配をつけることにより、発光効率が向上する。これは、発光ドーパントの濃度を陰極側で高くすることにより、陰極から電正注入輸送層に注入され発光層に輸送された電子が、発光層中でより多く発光ドーパントにトラップされ、特に陰極側でより多く発光ドーパントにトラップされて、陽極へ突き抜けるのを防止しているためであると思料される。
Moreover, when a light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, it is preferable that there exists distribution in the density | concentration of the light emitting dopant in a light emitting layer. This is because traps by hole or electron light-emitting dopants can be controlled, and a highly efficient device can be obtained.
In the present invention, since a blocking layer for preventing holes and electrons injected into the light emitting layer from penetrating to the counter electrode is not provided, the organic EL element having a conventional blocking layer is formed in the same manner as the organic light emitting device. It is difficult to balance injected holes and electrons.
Therefore, as a result of various studies by the present inventors, it has been found that the luminous efficiency is improved by giving a distribution to the concentration of the luminescent dopant in the luminescent layer. For example, when the luminescent dopant is more likely to transport holes than electrons, the hole injection tends to be excessive, so the concentration of the luminescent dopant in the light emitting layer is directed from the cathode side to the anode side. The light emission efficiency is improved by providing the concentration gradient so as to increase. This is because by increasing the concentration of the luminescent dopant on the anode side, more holes injected from the anode into the hole injecting and transporting layer and transported to the luminescent layer are trapped by the luminescent dopant in the luminescent layer. It is thought that this is because it is trapped by more light-emitting dopant on the side to prevent penetration into the cathode. Also, for example, when the luminescent dopant is more likely to transport electrons than holes, the electron injection tends to be excessive, so the concentration of the luminescent dopant in the light emitting layer is directed from the anode side to the cathode side. The light emission efficiency is improved by providing the concentration gradient so as to increase. This is because by increasing the concentration of the luminescent dopant on the cathode side, more electrons injected from the cathode into the electropositive injection transport layer and transported to the luminescent layer are trapped by the luminescent dopant in the luminescent layer. It is thought that this is because it is trapped by more light-emitting dopant and penetrates to the anode.
発光層中の発光ドーパントの濃度分布としては、発光ドーパント濃度に分布があればよく、例えば、発光ドーパント濃度が発光層の厚さ方向に連続的に変化する濃度勾配を有していてもよく、発光ドーパント濃度が相対的に高い領域と相対的に低い領域とが混在していてもよい。 As the concentration distribution of the light emitting dopant in the light emitting layer, it is only necessary to have a distribution in the light emitting dopant concentration, for example, the light emitting dopant concentration may have a concentration gradient that continuously changes in the thickness direction of the light emitting layer, A region having a relatively high light emitting dopant concentration and a region having a relatively low concentration may be mixed.
発光ドーパント濃度が発光層の厚さ方向に連続的に変化する濃度勾配を有する場合、発光ドーパント濃度は、正孔注入輸送層側で高くてもよく、電子注入輸送層側で高くてもよく、正孔および電子の注入バランスがとれるように適宜選択される。例えば、正孔の注入が過剰である場合には、注入された正孔を陽極側でトラップできるように、発光ドーパント濃度が正孔注入輸送層側で高いことが好ましい。また例えば、電子の注入が過剰である場合には、注入された電子を陰極側でトラップできるように、発光ドーパント濃度が電子注入輸送層側で高いことが好ましい。 When the luminescent dopant concentration has a concentration gradient that continuously changes in the thickness direction of the luminescent layer, the luminescent dopant concentration may be high on the hole injection transport layer side, or high on the electron injection transport layer side, It is appropriately selected so that the injection balance of holes and electrons can be maintained. For example, when the injection of holes is excessive, the luminescent dopant concentration is preferably high on the hole injection transport layer side so that the injected holes can be trapped on the anode side. For example, when the injection of electrons is excessive, it is preferable that the concentration of the luminescent dopant is high on the electron injection transport layer side so that the injected electrons can be trapped on the cathode side.
また、発光ドーパント濃度が相対的に高い領域と相対的に低い領域とが混在している場合、例えば、正孔注入輸送層側に発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が設けられ、電子注入輸送層側に発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が設けられていてもよく、正孔注入輸送層側に発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が設けられ、電子注入輸送層側に発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が設けられていてもよく、発光ドーパント濃度が発光層の厚さ方向に周期的に変化していてもよく、正孔および電子の注入バランスがとれるように適宜選択される。例えば、正孔の注入が過剰である場合には、注入された正孔を陽極側でトラップできるように、正孔注入輸送層側に発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が設けられ、電子注入輸送層側に発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が設けられていることが好ましい。また例えば、電子の注入が過剰である場合には、注入された電子を陰極側でトラップできるように、正孔注入輸送層側に発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が設けられ、電子注入輸送層側に発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が設けられていることが好ましい。 Further, when a region having a relatively high emission dopant concentration and a region having a relatively low emission are mixed, for example, a region having a relatively high emission dopant concentration is provided on the hole injection transport layer side, and electron injection transport is performed. A region having a relatively low emission dopant concentration may be provided on the layer side, a region having a relatively low emission dopant concentration on the hole injection transport layer side, and a emission dopant concentration on the electron injection transport layer side. A relatively high region may be provided, the luminescent dopant concentration may be periodically changed in the thickness direction of the luminescent layer, and is selected as appropriate so that the injection balance of holes and electrons can be maintained. For example, when hole injection is excessive, a region with a relatively high emission dopant concentration is provided on the hole injection transport layer side so that the injected holes can be trapped on the anode side, and electron injection It is preferable that a region having a relatively low emission dopant concentration is provided on the transport layer side. In addition, for example, when the injection of electrons is excessive, a region having a relatively low emission dopant concentration is provided on the hole injection transport layer side so that the injected electrons can be trapped on the cathode side. It is preferable that a region having a relatively high emission dopant concentration is provided on the layer side.
さらに、発光層は、ホスト材料と、2種類以上の発光ドーパントとを含有していてもよい。例えば、ホスト材料と発光ドーパントとの励起エネルギーの差が比較的大きい場合に、ホスト材料および発光ドーパントの励起エネルギーの中間に励起エネルギーをもつ発光ドーパントをさらに含有させることにより、エネルギー移動を円滑に起こさせることができ、発光効率を向上させることができる。また例えば、電子よりも正孔を輸送しやすい発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい発光ドーパントとを含有させることにより、発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることができ、発光効率を向上させることができる。 Furthermore, the light emitting layer may contain a host material and two or more kinds of light emitting dopants. For example, when the difference in excitation energy between the host material and the light-emitting dopant is relatively large, energy transfer is caused smoothly by further including a light-emitting dopant having an excitation energy between the excitation energy of the host material and the light-emitting dopant. And the luminous efficiency can be improved. In addition, for example, by containing a light emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a light emitting dopant that easily transports electrons rather than holes, it is possible to balance the holes and electrons injected into the light emitting layer. And luminous efficiency can be improved.
なお、発光層が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合、各発光ドーパントがそれぞれ発光してもよく、1種類のみが発光してもよい。例えば、発光層が、第1発光ドーパントと、ホスト材料の励起エネルギーよりも小さく、第1発光ドーパントの励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーをもつ第2発光ドーパントとを含有する場合や、発光層が、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合など、いずれの場合も、その発光ドーパントの励起エネルギーの大小、分布状態、および濃度により、1種類もしくはそれぞれの発光ドーパントの発光が得られる。 In addition, when a light emitting layer contains a 2 or more types of light emission dopant, each light emission dopant may light-emit each, and only 1 type may light-emit. For example, when the light emitting layer contains a first light emitting dopant and a second light emitting dopant having an excitation energy smaller than the excitation energy of the host material and larger than the excitation energy of the first light emitting dopant, In any case, including a third light-emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a fourth light-emitting dopant that easily transports electrons than holes, the magnitude and distribution of excitation energy of the light-emitting dopant Depending on the state and concentration, light emission of one kind or each light emitting dopant can be obtained.
発光層が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合、発光効率の向上の観点から、発光層に、第1発光ドーパントと、ホスト材料の励起エネルギーよりも小さく、第1発光ドーパントの励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーをもつ第2発光ドーパントとを含有させたり、あるいは、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有させたりすることができる。 In the case where the light emitting layer contains two or more kinds of light emitting dopants, from the viewpoint of improving the light emission efficiency, the light emitting layer includes a first light emitting dopant that is smaller than the excitation energy of the host material and is lower than the excitation energy of the first light emitting dopant. A second light-emitting dopant having a large excitation energy, or a third light-emitting dopant that easily transports holes rather than electrons, and a fourth light-emitting dopant that easily transports electrons rather than holes. can do.
発光層が、第1発光ドーパントと、ホスト材料の励起エネルギーよりも小さく、第1発光ドーパントの励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーをもつ第2発光ドーパントとを含有する場合、第1発光ドーパントおよび第2発光ドーパントとしては、上述の発光ドーパントの中から適宜選択して用いることができる。例えば、ホスト材料として緑色発光するAlq3を用い、第1発光ドーパントとして赤色発光するDCMを用いる場合、第2発光ドーパントとして黄色発光するルブレンを用いることにより、Alq3(ホスト材料)→ルブレン(第2発光ドーパント)→DCM(第1発光ドーパント)の順に円滑にエネルギー移動を起こさせることができる。 When the light-emitting layer contains a first light-emitting dopant and a second light-emitting dopant having an excitation energy smaller than the excitation energy of the host material and larger than the excitation energy of the first light-emitting dopant, As a luminescent dopant, it can select from the above-mentioned luminescent dopant suitably, and can use it. For example, when Alq3 that emits green light is used as the host material and DCM that emits red light is used as the first light emitting dopant, rubrene that emits yellow light is used as the second light emitting dopant, whereby Alq3 (host material) → rubrene (second light emitting). Energy transfer can be caused smoothly in the order of (dopant) → DCM (first emission dopant).
また、発光層が、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合、第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントとしては、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料、ならびに発光層のホスト材料の組み合わせに応じて、上述の発光ドーパントの中から適宜選択して用いることができる。例えば、正孔注入輸送層および電子注入輸送層にTBADNを用い、発光層のホスト材料にCBP、発光ドーパントにルブレンを用いた場合、ルブレンは電子よりも正孔を輸送しやすい発光ドーパントとなる。また例えば、正孔注入輸送層および電子注入輸送層にTBADNを用い、発光層のホスト材料にCBP、発光ドーパントにアントラセンジアミンを用いた場合、アントラセンジアミンは正孔よりも電子を輸送しやすい発光ドーパントとなる。 Moreover, when a light emitting layer contains the 3rd light emission dopant which is easy to transport a hole rather than an electron, and the 4th light emission dopant which is easy to transport an electron rather than a hole, as a 3rd light emission dopant and a 4th light emission dopant Can be appropriately selected from the above-mentioned light emitting dopants according to the combination of the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer and the host material of the light emitting layer. For example, when TBADN is used for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, CBP is used as the host material of the light emitting layer, and rubrene is used as the light emitting dopant, rubrene becomes a light emitting dopant that facilitates transporting holes rather than electrons. For example, when TBADN is used for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, CBP is used as the host material of the light emitting layer, and anthracenediamine is used as the light emitting dopant, the anthracene diamine is easier to transport electrons than holes. It becomes.
なお、ホスト材料および発光ドーパントからなる発光層が、電子よりも正孔を輸送しやすいものであるか、正孔よりも電子を輸送しやすいものであるかは、ホスト材料と単一の発光ドーパントとを含有する発光層を有する有機EL素子の発光スペクトルの放射パターンの角度依存性を評価することにより確認することができる。すなわち、発光スペクトルの波長、材料の屈折率、有機EL素子にて発光層から光が取り出されるまでの光路長、および放射パターンの角度依存性から確認することができる。 Whether the light-emitting layer comprising the host material and the light-emitting dopant can transport holes more easily than electrons or whether it can transport electrons more easily than holes depends on whether the host material and the single light-emitting dopant are used. This can be confirmed by evaluating the angle dependence of the radiation pattern of the emission spectrum of an organic EL device having a light emitting layer containing. That is, it can be confirmed from the wavelength of the emission spectrum, the refractive index of the material, the optical path length until light is extracted from the light emitting layer by the organic EL element, and the angle dependency of the radiation pattern.
発光層が、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合、発光層中の第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度はそれぞれ発光層の厚さ方向に連続的に変化する濃度勾配を有していることが好ましい。また、発光層が、第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度のそれぞれ相対的に高い領域と相対的に低い領域とを有していることも好ましい。これにより、発光層に注入される正孔および電子のバランスをとることができるからである。 When the light-emitting layer contains a third light-emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a fourth light-emitting dopant that easily transports electrons rather than holes, the third light-emitting dopant and the fourth light emission in the light-emitting layer The dopant concentration preferably has a concentration gradient that continuously changes in the thickness direction of the light emitting layer. Moreover, it is also preferable that the light emitting layer has a relatively high region and a relatively low region, respectively, of the third light emitting dopant and the fourth light emitting dopant. This is because the holes and electrons injected into the light emitting layer can be balanced.
発光層中の第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度が濃度勾配を有する場合、第3発光ドーパントの濃度が正孔注入輸送層側で高く、第4発光ドーパントの濃度が電子注入輸送層側で高くてもよく、第3発光ドーパントの濃度が電子注入輸送層側で高く、第4発光ドーパントの濃度が正孔注入輸送層側で高くてもよく、第3発光ドーパントの濃度および第4発光ドーパントの濃度がいずれも正孔注入輸送層側で高くてもよく、第3発光ドーパントの濃度および第4発光ドーパントの濃度がいずれも電子注入輸送層側で高くてもよい。 When the concentration of the third light emitting dopant and the fourth light emitting dopant in the light emitting layer has a concentration gradient, the concentration of the third light emitting dopant is high on the hole injecting and transporting layer side, and the concentration of the fourth light emitting dopant is on the electron injecting and transporting layer side. The concentration of the third light emitting dopant may be high on the electron injecting and transporting layer side, and the concentration of the fourth light emitting dopant may be high on the hole injecting and transporting layer side. The dopant concentration may be high on the hole injection / transport layer side, and the third light emission dopant concentration and the fourth light emission dopant concentration may be high on the electron injection / transport layer side.
上記の中でも、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントの濃度が正孔注入輸送層側で高く、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントの濃度が電子注入輸送層側で高いことが好ましい。また、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントの濃度が電子注入輸送層側で高く、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントの濃度が正孔注入輸送層側で高いことも好ましい。これにより、効果的に正孔および電子の注入バランスをとることができるからである。 Among these, the concentration of the third light-emitting dopant that easily transports holes rather than electrons is higher on the hole injection / transport layer side, and the concentration of the fourth light-emitting dopant that easily transports electrons than holes is higher on the electron injection / transport layer side. And high. In addition, the concentration of the third light-emitting dopant that easily transports holes rather than electrons is higher on the electron injection / transport layer side, and the concentration of the fourth light-emitting dopant that easily transports electrons than holes is higher on the hole injection / transport layer side. It is also preferable. This is because it is possible to effectively balance the injection of holes and electrons.
また、発光層が、第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度のそれぞれ相対的に高い領域と相対的に低い領域とを有しいている場合、第3発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が正孔注入輸送層側に設けられ、第3発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が電子注入輸送層側に設けられていてもよく、第3発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が正孔注入輸送層側に設けられ、第3発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が電子注入輸送層側に設けられていてもよい。また、第4発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が正孔注入輸送層側に設けられ、第4発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が電子注入輸送層側に設けられていてもよく、第4発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が正孔注入輸送層側に設けられ、第4発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が電子注入輸送層側に設けられていてもよい。 In addition, when the light emitting layer includes a region having a relatively high concentration and a region having a relatively low concentration of the third light emitting dopant and the fourth light emitting dopant, a region having a relatively high third light emitting dopant concentration is present. A region having a relatively low third emission dopant concentration may be provided on the electron injection / transport layer side, and a region having a relatively low third emission dopant concentration may be provided on the hole injection / transport layer side. A region provided on the transport layer side and having a relatively high third light emitting dopant concentration may be provided on the electron injection transport layer side. A region having a relatively high fourth light emitting dopant concentration may be provided on the hole injecting and transporting layer side, and a region having a relatively low fourth light emitting dopant concentration may be provided on the electron injecting and transporting layer side. A region having a relatively low 4-emission dopant concentration may be provided on the hole injection / transport layer side, and a region having a relatively high 4th emission dopant concentration may be provided on the electron injection / transport layer side.
上記の中でも、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が正孔注入輸送層側に設けられ、第3発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が電子注入輸送層側に設けられており、かつ、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が正孔注入輸送層側に設けられ、第4発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が電子注入輸送層側に設けられていることが好ましい。また、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が正孔注入輸送層側に設けられ、第3発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が電子注入輸送層側に設けられており、かつ、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパント濃度の相対的に低い領域が正孔注入輸送層側に設けられ、第4発光ドーパント濃度の相対的に高い領域が電子注入輸送層側に設けられていることも好ましい。これにより、効果的に正孔および電子の注入バランスをとることができるからである。 Among the above, a region having a relatively low third light emission dopant concentration that facilitates transport of holes rather than electrons is provided on the hole injection transport layer side, and a region having a relatively high third light emission dopant concentration is electron injection transport. A region having a relatively high fourth light-emitting dopant concentration that is provided on the layer side and that is easier to transport electrons than holes is provided on the hole injecting and transporting layer side, and has a relatively high fourth light-emitting dopant concentration. It is preferable that the low region is provided on the electron injecting and transporting layer side. In addition, a region having a relatively high third emission dopant concentration that facilitates transport of holes rather than electrons is provided on the hole injection transport layer side, and a region having a relatively low third emission dopant concentration is provided on the electron injection transport layer side. A region having a relatively low fourth light emitting dopant concentration that is provided on the hole injecting and transporting layer side, and that has a relatively high fourth light emitting dopant concentration. Is preferably provided on the electron injecting and transporting layer side. This is because it is possible to effectively balance the injection of holes and electrons.
発光層の厚みとしては、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されるものではなく、例えば1nm〜200nm程度で設定することができる。中でも、発光層の厚みを厚くすることによって、正孔および電子の注入バランスを向上させることで発光効率を高めるには、発光層の厚みが10nm〜100nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは30nm〜80nmの範囲内である。 The thickness of the light emitting layer is not particularly limited as long as it provides a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes, and is set to, for example, about 1 nm to 200 nm. be able to. Among them, in order to increase the luminous efficiency by increasing the injection balance of holes and electrons by increasing the thickness of the light emitting layer, the thickness of the light emitting layer is preferably in the range of 10 nm to 100 nm, more preferably. Is in the range of 30 nm to 80 nm.
発光層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。 As a method for forming the light emitting layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an ink jet method, a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method, a blade coating method, or a roll coating method. And wet methods such as a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.
また、発光層をパターニングする際には、異なる発光色となる画素のマスキング法により塗り分けや蒸着を行ってもよく、または発光層間に隔壁を形成してもよい。この隔壁の構成材料としては、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、または熱硬化型樹脂、および無機材料等を用いることができる。さらに、隔壁の表面エネルギー(濡れ性)を変化させる処理を行ってもよい。 Further, when the light emitting layer is patterned, it may be applied separately by a masking method for pixels having different light emission colors, or a partition may be formed between the light emitting layers. As a constituent material of the partition wall, a photocurable resin such as a photosensitive polyimide resin or an acrylic resin, a thermosetting resin, an inorganic material, or the like can be used. Furthermore, you may perform the process which changes the surface energy (wetting property) of a partition.
さらに、ホスト材料および発光ドーパントを含有する発光層の成膜方法としては、ホスト材料および発光ドーパントを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。
なお、溶液からの塗布で薄膜形成が可能な場合には、ホスト材料および発光ドーパントを含有する発光層の成膜方法として、スピンコート法やディップコート法等を用いることができる。この場合、ホスト材料および発光ドーパントを不活性なポリマー中に分散して用いてもよい。
Furthermore, as a method for forming a light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant, a method of co-evaporating the host material and the light emitting dopant is preferably used.
Note that when a thin film can be formed by application from a solution, a spin coating method, a dip coating method, or the like can be used as a method for forming a light-emitting layer containing a host material and a light-emitting dopant. In this case, the host material and the light emitting dopant may be dispersed in an inert polymer.
また、発光層中の発光ドーパント濃度に分布をつける場合には、例えば、ホスト材料および発光ドーパントの蒸着速度を連続的または周期的に変化させる方法を用いることができる。 In addition, in order to distribute the light emitting dopant concentration in the light emitting layer, for example, a method of changing the deposition rate of the host material and the light emitting dopant continuously or periodically can be used.
5.陽極
本発明に用いられる陽極は、透明であっても不透明であってもよいが、陽極側から光を取り出す場合には透明電極である必要がある。
5. Anode The anode used in the present invention may be transparent or opaque, but it needs to be a transparent electrode when light is extracted from the anode side.
陽極には、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。また、陽極は抵抗ができるだけ小さいことが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。具体的には、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。 For the anode, a conductive material having a large work function is preferably used so that holes can be easily injected. The anode preferably has as low resistance as possible. Generally, a metal material is used, but an organic substance or an inorganic compound may be used. Specific examples include tin oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO).
陽極は、一般的な電極の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
また、陽極の厚みとしては、目的とする抵抗値や可視光線透過率、および導電性材料の種類により適宜選択される。
The anode can be formed using a general electrode forming method, and examples thereof include a sputtering method, a vacuum deposition method, and an ion plating method.
The thickness of the anode is appropriately selected depending on the target resistance value, visible light transmittance, and type of conductive material.
6.陰極
本発明に用いられる陰極は、透明であっても不透明であってもよいが、陰極側から光を取り出す場合には透明電極である必要がある。
6). Cathode The cathode used in the present invention may be transparent or opaque, but needs to be a transparent electrode when light is extracted from the cathode side.
陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さな導電性材料を用いることが好ましい。また、陰極は抵抗ができるだけ小さいことが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。具体的には、単体としてAl、Cs、Er等、合金としてMgAg、AlLi、AlLi、AlMg、CsTe等、積層体としてCa/Al、Mg/Al、Li/Al、Cs/Al、Cs2O/Al、LiF/Al、ErF3/Al等が挙げられる。 For the cathode, it is preferable to use a conductive material having a small work function so that electrons can be easily injected. Moreover, it is preferable that the cathode has as low resistance as possible. Generally, a metal material is used, but an organic substance or an inorganic compound may be used. Specifically, Al, Cs, Er, etc. as a simple substance, MgAg, AlLi, AlLi, AlMg, CsTe, etc. as an alloy, Ca / Al, Mg / Al, Li / Al, Cs / Al, Cs 2 O / Al, LiF / Al, include ErF 3 / Al or the like.
陰極は、一般的な電極の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
また、陰極の厚みとしては、目的とする抵抗値や可視光線透過率、および導電性材料の種類により適宜選択される。
The cathode can be formed using a general electrode forming method, and examples thereof include a sputtering method, a vacuum deposition method, and an ion plating method.
Further, the thickness of the cathode is appropriately selected depending on the target resistance value, visible light transmittance, and type of conductive material.
7.基板
本発明における基板は、上記の陽極、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層、および陰極等を支持するものである。陽極もしくは陰極が所定の強度を有する場合には、陽極もしくは陰極が基板を兼ねていてもよいが、通常は所定の強度を有する基板上に陽極もしくは陰極形成される。また、一般的に有機EL素子を製造する際には、陽極側から積層する方が安定して有機EL素子を作製することができることから、通常は、基板上には、陽極、正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層、および陰極の順に積層される。
7). Substrate The substrate in the present invention supports the above anode, hole injection / transport layer, light emitting layer, electron injection / transport layer, cathode, and the like. When the anode or the cathode has a predetermined strength, the anode or the cathode may also serve as the substrate, but usually the anode or the cathode is formed on the substrate having the predetermined strength. In general, when an organic EL device is produced, since the organic EL device can be stably produced by laminating from the anode side, the anode, hole injection transport is usually provided on the substrate. A layer, a light emitting layer, an electron injecting and transporting layer, and a cathode are laminated in this order.
基板は、透明であっても不透明であってもよいが、基板側から光を取り出す場合には透明基板である必要がある。透明基板としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、アルカリガラス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカガラス等のガラス基板や、フィルム状に成形が可能な樹脂基板などを用いることができる。 The substrate may be transparent or opaque, but needs to be a transparent substrate when light is extracted from the substrate side. Examples of the transparent substrate that can be used include glass substrates such as soda lime glass, alkali glass, lead alkali glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and silica glass, and resin substrates that can be formed into a film.
II.第2実施態様
本発明の有機EL素子の第2実施態様は、陽極と、上記陽極上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された3層以上の電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記3層以上の電子注入輸送層をそれぞれ、上記陰極側から順に、第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層とし、上記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、上記第y(y=1〜mの整数)の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpy'としたとき、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であり、かつ、上記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、上記第yの電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEay'としたとき、Ea0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'であることを特徴とするものである。
II. Second Embodiment A second embodiment of the organic EL device of the present invention includes an anode, a light emitting layer formed on the anode, three or more electron injecting and transporting layers formed on the light emitting layer, and An organic EL device having a cathode formed on an electron injection / transport layer, wherein the three or more electron injection / transport layers are arranged in order from the cathode side in the order of the first, second,. ≧ 3), the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , and the ionization potential of the constituent material of the y-th (y = 1 to m) electron injection / transport layer is Ip When y ′, Ip 0 ≧ Ip m ′, y = 2 to m in all cases, Ip y ′ ≧ Ip y−1 ′, and the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is Ea 0 , When the electron affinity of the constituent material of the electron injection / transport layer of y is Ea y ′, all of Ea 0 ≦ Ea m ′ and y = 2 to m Ea y ′ <Ea y−1 ′.
図10は本実施態様の有機EL素子の一例を示す概略断面図であり、図11、図12はそれぞれ、図10に示す有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。なお、図10では、m=3の場合を例にして考えるものとする。
本実施態様においては、図10に例示するように、有機EL素子1は、基板2上に、陽極3と、第1の正孔注入輸送層4と、発光層7と、第3の電子注入輸送層11と、第2の電子注入輸送層10と、第1の電子注入輸送層8と、陰極9とが順に積層したものである。
発光層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第1の電子注入輸送層8の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1'、 第2の電子注入輸送層10の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2'、第nの電子注入輸送層11の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3'としたとき、図11に例示するように、Ip0>Ip3'>Ip2'>Ip1'となっていてもよいし、図12に例示するように、Ip0=Ip3'=Ip2'=Ip1'となっていてもよい。
また、発光層7の構成材料の電子親和力をEa0、第1の電子注入輸送層8の構成材料の電子親和力をEa1'、 第2の電子注入輸送層10の構成材料の電子親和力をEa2'、第nの電子注入輸送層11の構成材料の電子親和力をEa3'としたとき、図11に例示するように、Ea0<Ea3'<Ea2'<Ea1'となってもよいし、図12に例示するようにEa0=Ea3'<Ea2'<Ea1'となってもよい。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL element of the present embodiment, and FIGS. 11 and 12 are schematic views showing examples of band diagrams of the organic EL element shown in FIG. In FIG. 10, the case where m = 3 is considered as an example.
In this embodiment, as illustrated in FIG. 10, the
The ionization potential of the constituent material of the light-emitting
Further, the electron affinity of the constituent material of the
本発明によれば、Ea0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'となるように陰極と発光層との間に3層以上の電子注入輸送層が形成されていることにより、陰極から各電子注入輸送層を介して発光層に電子を円滑に輸送することができる。そのため、例えば発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーが比較的大きい場合であって、陰極の仕事関数と発光層の構成材料の電子親和力との差が比較的大きい場合であっても、発光層への電子の輸送を円滑化することができる。
また、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'となるように陰極と発光層との間に3層以上の電子注入輸送層が形成されていることにより、電子注入輸送層および発光層の界面での劣化を抑制することができる。
According to the present invention, three or more electron injecting and transporting layers are provided between the cathode and the light emitting layer so that Ea y ′ <Ea y−1 ′ for all of Ea 0 ≦ Ea m ′ and y = 2 to m. Thus, electrons can be smoothly transported from the cathode to the light emitting layer through each electron injecting and transporting layer. Therefore, for example, even when the band gap energy of the constituent material of the light emitting layer is relatively large and the difference between the work function of the cathode and the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is relatively large, The transport of electrons can be facilitated.
Also, Ip 0 ≧ Ip m ', y = for all 2~m Ip y' ≧ Ip y- 1 3 -layer or more electron injecting and transporting layer between the cathode and the light-emitting layer so as to 'is formed Therefore, deterioration at the interface between the electron injecting and transporting layer and the light emitting layer can be suppressed.
本実施態様の有機EL素子としては、上記発光層と陽極との間に1層以上の正孔注入輸送層が形成されていることが好ましい。 In the organic EL device of this embodiment, it is preferable that one or more hole injection / transport layers are formed between the light emitting layer and the anode.
例えば、図10に示すように、陽極2と発光層7との間に第1の正孔注入輸送層4が形成されていることが好ましい。
この場合、上記第1の正孔注入輸送層4の電子親和力をEa1としたとき、図11および図12に例示するように、Ea0≦Ea1であることが好ましい。また、上記第1の正孔注入輸送層4のイオン化ポテンシャルをIp1としたとき、図11および図12に例示するように、Ip0≧Ip1であることが好ましい。
For example, as shown in FIG. 10, it is preferable that a first hole
In this case, when the electron affinity of the first hole injecting and transporting
通常、このような有機EL素子では、Ea0≦Ea1、かつ、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であるので、発光層内で効率良く電荷再結合を起こし励起状態を生成させ放射失活させることが困難であり、発光効率が低下したり、また対極への正孔および電子の突き抜けが起こり、正孔注入輸送層へ電子が注入されたり電子注入輸送層へ正孔が注入されたりすることによって、寿命特性が悪くなったりすることが想定される。しかしながら、本発明においては、第1の正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Ea1であり、かつ、各電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルが、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であるので、対極への正孔および電子の突き抜けは起こるものの、陽極および陰極間を正孔および電子が円滑に輸送されるので、駆動中における各電子注入輸送層、発光層、および第1の正孔注入輸送層の各層の界面での劣化を抑制することができる。また、正孔および電子が円滑に輸送されることによって、発光層内全体で正孔および電子が再結合するため、正孔および電子の再結合効率が著しく低下することもない。したがって、第1の正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Ea1となり、かつ、各電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'となるように、各電子注入輸送層、第1の正孔注入輸送層、および発光層にそれぞれ用いる材料を適宜選択することにより、高効率化を図り、顕著に安定な寿命特性を得ることが可能である。 Usually, in such an organic EL element, Ea 0 ≦ Ea 1 and Ip 0 ≧ Ip m ′, y = 2 to m , Ip y ′ ≧ Ip y−1 ′. It is difficult to efficiently generate charge recombination to generate an excited state and to deactivate radiation, resulting in a decrease in light emission efficiency, hole and electron penetration to the counter electrode, and electrons to the hole injection transport layer. It is assumed that the lifetime characteristics deteriorate due to injection or injection of holes into the electron injection transport layer. However, in the present invention, the electron affinity of the constituent material of the first hole injection transport layer and the light emitting layer is Ea 0 ≦ Ea 1 and the ionization potential of the constituent material of each electron injection transport layer and the light emitting layer is , Ip 0 ≧ Ip m ′ and y = 2 to m , Ip y ′ ≧ Ip y−1 ′, so that holes and electrons penetrate through to the counter electrode, but there are holes between the anode and the cathode and Since electrons are transported smoothly, it is possible to suppress deterioration at the interfaces of the electron injection / transport layers, the light emitting layer, and the first hole injection / transport layer during driving. In addition, since holes and electrons are transported smoothly, holes and electrons are recombined throughout the light emitting layer, so that the recombination efficiency of holes and electrons is not significantly reduced. Therefore, the electron affinity of the constituent material of the first hole injection transport layer and the light emitting layer is Ea 0 ≦ Ea 1 and the ionization potential of the constituent material of each electron injection transport layer and the light emitting layer is Ip 0 ≧ Ip m ′. , Y = 2 to m, and appropriately select materials used for each of the electron injecting and transporting layer, the first hole injecting and transporting layer, and the light emitting layer so that Ip y '≧ Ip y−1 '. As a result, it is possible to increase the efficiency and obtain a significantly stable life characteristic.
また、発光層および第1の正孔注入輸送層のイオン化ポテンシャルが上述の関係となるように、発光層の陽極側に第1の正孔注入輸送層を形成することにより、発光層へ正孔注入しやすくなるため、発光層内での正孔と電子との再結合効率が高くなる。 In addition, by forming the first hole injecting and transporting layer on the anode side of the light emitting layer so that the ionization potentials of the light emitting layer and the first hole injecting and transporting layer have the above-described relationship, Since it becomes easy to inject | pour, the recombination efficiency of the hole and electron in a light emitting layer becomes high.
図13は本実施態様の有機EL素子の他の一例を示す概略断面図であり、図14、図15はそれぞれ、図13に示す有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。
本実施態様においては、図13に例示するように、発光層7と第1の正孔注入輸送層4との間に第2の正孔注入輸送層5が形成されていることが好ましい。
この場合、発光層7の構成材料の電子親和力をEa0、第1の正孔注入輸送層4の構成材料の電子親和力をEa1、 第2の正孔注入輸送層5の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、図14および図15に例示するように、Ea0≦Ea2≦Ea1であることが好ましい。また、発光層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第1の正孔注入輸送層4の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、 第2の正孔注入輸送層5の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2としたとき、図14に例示するように、Ip0>Ip2>Ip1であることが好ましい。
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing another example of the organic EL element of the present embodiment, and FIGS. 14 and 15 are schematic views showing examples of band diagrams of the organic EL element shown in FIG.
In this embodiment, as illustrated in FIG. 13, it is preferable that a second hole injection /
In this case, the electron affinity of the constituent material of the
なお、上記説明していない構成と、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャル、および電子親和力の関係とは図10から図12で説明したものと同様であるため、記載を省略する。 Note that the configuration not described above and the relationship between the ionization potential of each constituent material of the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer, and the electron affinity are the same as those described with reference to FIGS. Omitted.
本実施態様においては、第1の正孔注入輸送層、第2の正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Ea2≦Ea1になるよう正孔注入輸送層を形成することにより、駆動中における各正孔注入輸送層、および発光層の各層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。また、、第1の正孔注入輸送層、第2の正孔注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp0>Ip2>Ip1になるよう正孔注入輸送層を形成することにより、複数層の正孔注入輸送層を介して正孔を発光層へ円滑に輸送することができる。したがって、高効率で長寿命な有機EL素子とすることが可能である。 In this embodiment, the hole injecting and transporting layer is formed so that the electron affinity of the constituent materials of the first hole injecting and transporting layer, the second hole injecting and transporting layer, and the light emitting layer is Ea 0 ≦ Ea 2 ≦ Ea 1. By forming, there is no charge accumulation at the interface between each hole injecting and transporting layer and the light emitting layer during driving, and deterioration can be suppressed. In addition, the hole injection transport layer is formed so that the ionization potentials of the constituent materials of the first hole injection transport layer, the second hole injection transport layer, and the light emitting layer are Ip 0 > Ip 2 > Ip 1. Thus, holes can be smoothly transported to the light emitting layer through the plurality of hole injecting and transporting layers. Therefore, a highly efficient and long-life organic EL element can be obtained.
なお、本実施態様の有機EL素子における各構成については、「I.第1実施態様」で説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。 In addition, about each structure in the organic EL element of this embodiment, since it is the same as that of what was demonstrated by "I. 1st embodiment", description here is abbreviate | omitted.
III.第3実施態様
本発明の有機EL素子の第3実施態様は、対向する陽極および陰極の間に、3層以上の正孔注入輸送層と発光層とが順次積層された発光ユニットを複数個有し、隣接する上記発光ユニット間に電荷発生層が形成された有機EL素子であって、上記陽極側から順に、第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層とし、上記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、上記第x(x=1〜nの整数)の正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEaxとしたとき、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であり、かつ、上記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、上記第xの正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpxとしたとき、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1であることを特徴とするものである。
III. Third Embodiment A third embodiment of the organic EL device of the present invention has a plurality of light emitting units in which three or more hole injection transport layers and a light emitting layer are sequentially laminated between an opposing anode and cathode. An organic EL element in which a charge generation layer is formed between the adjacent light emitting units, and the first, second,..., Nth (n ≧ 3 integer) hole injection in order from the anode side. When the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is Ea 0 and the electron affinity of the constituent material of the x-th (x = 1 to n) hole injecting and transporting layer is Ea x , Ea 0 Ea x ≦ Ea x−1 for all of ≦ Ean and x = 2 to n , and the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , and the constituent material of the xth hole injection transport layer is when the ionization potential was Ip x, is Ip x> Ip x-1 Ip 0 ≧ Ip n, for all x = 2- through n And it is characterized in and.
図16は、本実施態様の有機EL素子の一例を示す概略断面図であり、図17は、図16に示す有機EL素子の動作機構を示す模式図である。
図16に例示するように、有機EL素子1は、基板2上に、陽極3と発光ユニット12aと電荷発生層13aと発光ユニット12bと電荷発生層13bと発光ユニット12cと陰極9とが順次積層されたものである。すなわち、陽極および陰極間には、発光ユニットおよび電荷発生層が交互に繰り返し形成されている。一般に有機EL素子においては、陽極側から正孔(h)、陰極側から電子(e)が注入されて発光ユニット内で正孔および電子が再結合し励起状態を生成して発光する。上記の有機EL素子においては、電荷発生層13a,13bを介して3個の発光ユニット12a,12b,12cが積層されており、図17に例示するように陽極3側から正孔(h)、陰極9側から電子(e)が注入され、また電荷発生層13a,13bによって陰極9方向に正孔(h)、陽極3方向に電子(e)が注入されて、各発光ユニット12a,12b,12c内で正孔および電子の再結合が生じ、複数の発光が陽極3および陰極9間で発生する。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL element of this embodiment, and FIG. 17 is a schematic view showing an operation mechanism of the organic EL element shown in FIG.
As illustrated in FIG. 16, the
また、発光ユニット12a,12b,12cはそれぞれ、陽極3側から、3層以上の正孔注入輸送層(図16中では、第1の正孔注入輸送層4、第2の正孔注入輸送層5、第3の正孔注入輸送層6)と発光層7と第1の電子注入輸送層8とが順次積層されたものとなっている。
Further, each of the
正孔注入は、層の価電子帯からの電子の引き抜きによる、ラジカルカチオンの生成を意味する。電荷発生層の陰極側に接する正孔注入輸送層の価電子帯から引き抜かれた電子は、電荷発生層の陽極側に接する電子注入輸送層の導電帯に注入されることで発光性励起状態を作り出すために再利用される。電荷発生層においては、ラジカルアニオン状態(電子)とラジカルカチオン状態(正孔)とが電圧印加時にそれぞれ陽極方向および陰極方向へ移動することにより、電荷発生層の陽極側に接する発光ユニットへ電子を注入し、電荷発生層の陰極側に接する発光ユニットへ正孔を注入する。すなわち、陽極および陰極間に電圧が印加されると、陽極側から正孔、陰極側から電子が注入されると同時に、電子および正孔が電荷発生層にて発生して電荷発生層から分離し、電荷発生層中に発生した電子は陽極方向に向かい、隣接する発光ユニットに注入され、電荷発生層中に発生した正孔は陰極の方に向かい、隣接する発光ユニットに注入される。続いて、これらの電子および正孔は、発光ユニットにて再結合して光を発生する。 Hole injection means the generation of radical cations by extracting electrons from the valence band of the layer. The electrons extracted from the valence band of the hole injection / transport layer in contact with the cathode side of the charge generation layer are injected into the conduction band of the electron injection / transport layer in contact with the anode side of the charge generation layer. Reused to produce. In the charge generation layer, the radical anion state (electrons) and the radical cation state (holes) move in the anode direction and the cathode direction, respectively, when a voltage is applied, thereby transferring electrons to the light emitting unit in contact with the anode side of the charge generation layer. Then, holes are injected into the light emitting unit in contact with the cathode side of the charge generation layer. That is, when a voltage is applied between the anode and the cathode, holes are injected from the anode side and electrons are injected from the cathode side. At the same time, electrons and holes are generated in the charge generation layer and separated from the charge generation layer. Electrons generated in the charge generation layer are directed toward the anode and injected into the adjacent light emitting unit, and holes generated in the charge generation layer are directed toward the cathode and injected into the adjacent light emitting unit. Subsequently, these electrons and holes recombine in the light emitting unit to generate light.
したがって本実施態様によれば、陽極および陰極間に電圧が印加されたとき、各発光ユニットが直列的に接続されて同時に発光することになり、高い電流効率が実現可能である。 Therefore, according to this embodiment, when a voltage is applied between the anode and the cathode, the light emitting units are connected in series and emit light simultaneously, and high current efficiency can be realized.
陽極および陰極間に単一の発光ユニットが挟まれた構成を有する有機EL素子(以下、この項において単一発光ユニットの有機EL素子という。)では、「外部回路で測定される電子(数)/秒に対する、光子(数)/秒の比」である量子効率の上限は、理論上、1(=100%)であった。これに対し、本実施態様の有機EL素子においては、理論上の限界はない。これは、上述したように、図17に例示する正孔(h)注入は、発光ユニット12b,12cの価電子帯からの電子の引き抜きを意味しており、電荷発生層13a,13bの陰極9側に接する発光ユニット12b,12cの価電子帯から引き抜かれた電子は、電荷発生層13a,13bの陽極3側に接する発光ユニット12a,12bの導電帯にそれぞれ注入されることで発光性励起状態を作り出すために再利用されるからである。したがって、電荷発生層を介して積層された各発光ユニットの量子効率(この場合は、各発光ユニットを(見かけ上)通過する電子(数)/秒と、各発光ユニットから放出される光子(数)/秒の比と定義される。)の総和が、本実施態様の有機EL素子の量子効率となり、その値に上限はない。
In an organic EL element having a structure in which a single light emitting unit is sandwiched between an anode and a cathode (hereinafter referred to as an organic EL element of a single light emitting unit in this section), “electrons (number) measured in an external circuit” The upper limit of the quantum efficiency, which is the ratio of photons (number) / second to / second, was theoretically 1 (= 100%). On the other hand, there is no theoretical limit in the organic EL element of this embodiment. As described above, the hole (h) injection illustrated in FIG. 17 means the extraction of electrons from the valence bands of the
また、単一発光ユニットの有機EL素子の輝度は、電流密度にほぼ比例し、高輝度を得るためには必然的に高い電流密度が必要である。一方、素子寿命は、駆動電圧ではなく電流密度に反比例するため、高輝度発光は素子寿命を短くする。これに対し、本実施態様の有機EL素子は、例えばn倍の輝度を所望電流密度にて得たい場合は、陽極および陰極間に存在する同一の構成の発光ユニットをn個とすれば、電流密度を上昇させることなくn倍の輝度を実現できる。n倍の輝度が寿命を犠牲にせずに実現できるのである。 Further, the luminance of the organic EL element of the single light emitting unit is substantially proportional to the current density, and a high current density is inevitably necessary to obtain high luminance. On the other hand, since the element lifetime is inversely proportional to the current density, not the driving voltage, high luminance light emission shortens the element lifetime. On the other hand, the organic EL device of this embodiment has a current density of n light emitting units having the same configuration between the anode and the cathode, for example, when it is desired to obtain n times the luminance at a desired current density. N-fold luminance can be realized without increasing the density. N times the luminance can be realized without sacrificing the lifetime.
さらに、単一発光ユニットの有機EL素子では、駆動電圧の上昇により電力変換効率(W/W)の低下を招いていた。これに対し、本実施態様の有機EL素子の場合は、n個の発光ユニットを陽極および陰極間に存在させると発光開始電圧(turn on Voltage)等も略n倍となるため、所望輝度を得るための電圧も略n倍となるが、量子効率(電流効率)も略n倍となるため、原理的には電力変換効率(W/W)は変化しないことになる。 Further, in the organic EL element of a single light emitting unit, the power conversion efficiency (W / W) has been lowered due to the increase in driving voltage. On the other hand, in the case of the organic EL device of this embodiment, when n light emitting units are present between the anode and the cathode, the light emission start voltage (turn on voltage) and the like are approximately n times, so that a desired luminance is obtained. However, since the quantum efficiency (current efficiency) is also approximately n times, the power conversion efficiency (W / W) does not change in principle.
また本実施態様によれば、発光ユニットが複数層存在するため、素子短絡の危険性を低減できるという利点を有する。単一発光ユニットの有機EL素子は、1個の発光ユニットのみを有するため、発光ユニット中に存在するピンホール等の影響によって陽極および陰極間に(電気的)短絡を生じた場合は、即無発光素子となってしまうおそれがある。これに対し、本実施態様の有機EL素子の場合は、陽極および陰極間に複数個の発光ユニットが積層されているため厚膜であり、短絡の危険性を低下させることができる。さらに、ある特定の発光ユニットが短絡していたとしても、他の発光ユニットは発光可能であり、無発光という事態を回避できる。特に定電流駆動であれば、駆動電圧が短絡した発光ユニット分低下するだけであり、短絡していない発光ユニットは正常に発光可能である。 Moreover, according to this embodiment, since there are multiple layers of light emitting units, there is an advantage that the risk of element short-circuiting can be reduced. Since the organic EL element of a single light emitting unit has only one light emitting unit, if an (electrical) short circuit occurs between the anode and the cathode due to the influence of a pinhole or the like existing in the light emitting unit, there is no immediate effect. There is a possibility of becoming a light emitting element. On the other hand, in the case of the organic EL element of this embodiment, since a plurality of light emitting units are laminated between the anode and the cathode, it is a thick film, and the risk of short circuit can be reduced. Furthermore, even if a specific light emitting unit is short-circuited, the other light emitting units can emit light, and the situation of no light emission can be avoided. In particular, in the case of constant current driving, the driving voltage is only reduced by a short-circuited light emitting unit, and a light emitting unit that is not short-circuited can emit light normally.
さらに、例えば有機EL素子を単純マトリクス構造の表示装置に適用する場合、電流密度の減少により、配線抵抗による電圧降下や基板の温度上昇を、単一発光ユニットの有機EL素子の場合に比べて大きく低減できる。この点でも、本実施態様の有機EL素子は有利である。 Furthermore, for example, when an organic EL element is applied to a display device having a simple matrix structure, the voltage drop due to the wiring resistance and the temperature rise of the substrate are greatly increased as compared with the case of the organic EL element of a single light emitting unit due to the decrease in current density. Can be reduced. Also in this point, the organic EL element of this embodiment is advantageous.
また、例えば有機EL素子を大面積を均一に光らせるような用途、特に照明に適用する場合にも、上記の特徴は充分有利に働く。単一発光ユニットの有機EL素子においては、電極材料、特にITO等に代表される透明電極材料の比抵抗(〜10-4Ω・cm)は、金属の比抵抗(〜10-6Ω・cm)に比べて2桁程度高いので、給電部分から距離が離れるにつれて、発光ユニットにかかる電圧(V)(もしくは電場E(V/cm))が低下するため、結果的に給電部分近傍と遠方での輝度むら(輝度差)を引き起こす可能性がある。これに対し、本実施態様の有機EL素子のように所望の輝度を得るに際して、単一発光ユニットの有機EL素子よりも電流値を大きく低減できれば、電位降下を低減でき、結果的に略均一な大面積の発光を得ることが可能となる。 Further, for example, when the organic EL element is applied to a use that uniformly shines a large area, particularly for illumination, the above-described feature works sufficiently advantageously. In the organic EL element of a single light emitting unit, the specific resistance ( −10 −4 Ω · cm) of a transparent electrode material typified by an electrode material, particularly ITO, etc. is the specific resistance of a metal ( −10 −6 Ω · cm). ), The voltage (V) (or electric field E (V / cm)) applied to the light-emitting unit decreases as the distance from the power feeding portion increases. May cause uneven brightness (brightness difference). On the other hand, when obtaining a desired luminance as in the organic EL element of the present embodiment, if the current value can be greatly reduced as compared with the organic EL element of a single light emitting unit, the potential drop can be reduced, resulting in a substantially uniform result. Large area light emission can be obtained.
図18(a),(b)はそれぞれ、図16に示す有機EL素子における発光ユニットのバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。
この発光ユニットにおいては、上記第1の正孔注入輸送層4の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、上記第2の正孔注入輸送層5の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記第3の正孔注入輸送層6の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、上記発光層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0とすると、図18(a)に例示するようにIp1<Ip2<Ip3<Ip0となっていてもよく、図18(b)に例示するようにIp1<Ip2<Ip3=Ip0となっていてもよい。
また、上記第1の正孔注入輸送層4の構成材料の電子親和力をEa1、上記第2の正孔注入輸送層5の構成材料の電子親和力をEa2、上記第3の正孔注入輸送層6の構成材料の電子親和力をEa3、上記発光層7の構成材料の電子親和力をEa0とすると、図18(a)に例示するように、Ea0<Ea3<Ea2<Ea1となっていてもよく、図18(b)に例示するように、Ea0=Ea3=Ea2=Ea1となっていてもよい。
18A and 18B are schematic views showing examples of band diagrams of light emitting units in the organic EL element shown in FIG.
In this light emitting unit, the ionization potential of the constituent material of the first hole
Also, the electron affinity of the constituent material of the first hole
本発明によれば、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1となるように陽極と発光層との間に3層以上の正孔注入輸送層が形成されていることにより、陽極から各正孔注入輸送層を介して発光層に正孔を円滑に輸送することができる。そのため、例えば発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーが比較的大きい場合であって、陽極の仕事関数と発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルIp0との差が比較的大きい場合であっても、発光層への正孔の輸送を円滑化することができる。
また、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1となるように陽極と発光層との間に3層以上の正孔注入輸送層が形成されていることにより、正孔注入輸送層および発光層の界面での劣化を抑制することができる。
According to the present invention, three or more hole injecting and transporting layers are formed between the anode and the light emitting layer so that Ip x > Ip x-1 for all of Ip 0 ≧ Ip n and x = 2 to n . As a result, holes can be smoothly transported from the anode to the light emitting layer through each hole injecting and transporting layer. Therefore, for example, even when the band gap energy of the constituent material of the light emitting layer is relatively large and the difference between the work function of the anode and the ionization potential Ip 0 of the constituent material of the light emitting layer is relatively large, the light emission Transport of holes to the layer can be facilitated.
Further, three or more hole injecting and transporting layers are formed between the anode and the light emitting layer so that Ea x ≦ Ea x−1 for all of Ea 0 ≦ Ean and x = 2 to n . Thus, deterioration at the interface between the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer can be suppressed.
本実施態様の有機EL素子としては、発光ユニットが、上記発光層と陰極または電荷発生層との間に1層以上の電子注入輸送層を有することが好ましい。
以下、本実施態様の有機EL素子の例として、1層の電子注入輸送層を有するものについて図を用いて説明する。
As the organic EL device of this embodiment, the light emitting unit preferably has one or more electron injecting and transporting layers between the light emitting layer and the cathode or the charge generation layer.
Hereinafter, as an example of the organic EL element of the present embodiment, one having an electron injecting and transporting layer will be described with reference to the drawings.
例えば図16に示すように発光層7と陰極9または電荷発生層13a,13bとの間に第1の電子注入輸送層8が形成されていることが好ましい。
この場合、上記第1の電子注入輸送層8のイオン化ポテンシャルをIp1'としたとき、図18に例示するようにIp1'≦Ip0であることが好ましい。また、上記第1の電子注入輸送層8の電子親和力をEa1'としたとき、図18に例示するようにEa0≦Ea1'であることが好ましい。
For example, as shown in FIG. 16, the first electron injection /
In this case, when the ionization potential of the first electron injecting and transporting
上記の場合、電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp0≧Ip1'であり、かつ、各正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であるので、上記第1実施態様の場合と同様に、駆動中における正孔注入輸送層、発光層、および電子注入輸送層の各層の界面での劣化を抑制することができる。したがって、高効率で長寿命な有機EL素子を得ることが可能である。 In the above case, the ionization potential of the constituent material for the electron injecting and transporting layer and light emitting layer is Ip 0 ≧ Ip 1 ', and an electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the luminescent layer is Ea 0 ≦ Ea n , X = 2 to n, Ea x ≦ Ea x−1 . Therefore, as in the case of the first embodiment, each of the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer, and the electron injecting and transporting layer during driving It is possible to suppress deterioration at the interface. Therefore, it is possible to obtain a highly efficient and long-life organic EL element.
なお、正孔注入輸送層、発光層、および電子注入輸送層のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係は「I.第1実施態様」の項で説明したものと同様なので、ここでの記載は省略する。 The relationship between the ionization potential and the electron affinity of the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer, and the electron injecting and transporting layer is the same as that described in the section of “I. First embodiment”, and the description is omitted here. .
本実施態様においては、発光位置がとびとびに分離して複数存在している。従来、電荷発生層を介して複数個の発光ユニットが積層された有機EL素子(マルチフォトンエミッション)では、素子の厚みが厚くなるにつれて干渉効果が顕著になり、色調(すなわち、発光スペクトル形状)が大きく変化するという不具合があった。具体的には、発光スペクトル形状が変化したり、また元の発光ピーク位置の発光が顕著な干渉効果によって相殺され、結果的に大幅に発光効率が低下したり、発光の放射パターンの角度依存性が発生したりしてしまう。一般的には、発光位置から反射電極までの光学膜厚を制御することにより、干渉効果による不具合に対処することができる。 In the present embodiment, there are a plurality of light emitting positions that are separately separated. Conventionally, in an organic EL element (multi-photon emission) in which a plurality of light emitting units are stacked via a charge generation layer, the interference effect becomes more prominent as the element thickness increases, and the color tone (that is, the emission spectrum shape) increases. There was a problem that it changed greatly. Specifically, the shape of the emission spectrum changes, the emission at the original emission peak position is offset by a significant interference effect, resulting in a significant reduction in emission efficiency and the angular dependence of the emission pattern of emission. Will occur. In general, by controlling the optical film thickness from the light emitting position to the reflective electrode, it is possible to deal with a problem due to the interference effect.
しかしながら、光学膜厚の制御によって正面輝度を改善できたとしても、斜めからの輝度については光路長が変わるため干渉効果によって低下する傾向がある。
これに対し、本実施態様においては、従来のように発光層とブロッキング層との界面で支配的に正孔および電子が再結合するのではなく、発光層内全体で正孔および電子が再結合するので、従来のマルチフォトンエミッションと比較して、発光色の視野角依存性を改善することができる。
However, even if the front luminance can be improved by controlling the optical film thickness, the oblique luminance tends to decrease due to the interference effect because the optical path length changes.
In contrast, in the present embodiment, holes and electrons are not recombined predominantly at the interface between the light emitting layer and the blocking layer as in the prior art, but holes and electrons are recombined throughout the light emitting layer. Therefore, the viewing angle dependence of the emission color can be improved as compared with the conventional multi-photon emission.
以下、本実施態様の有機EL素子における各構成について説明する。なお、陽極、陰極、および基板については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの記載は省略する。 Hereinafter, each structure in the organic EL element of this embodiment is demonstrated. Note that the anode, the cathode, and the substrate are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.
1.電荷発生層
本実施態様において、電荷発生層とは、所定の比抵抗を有する電気絶縁性の層であって、電圧印加時において素子の陰極方向に正孔を注入し、陽極方向に電子を注入する役割を果たす層をいう。
1. Charge generation layer In this embodiment, the charge generation layer is an electrically insulating layer having a predetermined specific resistance. When voltage is applied, holes are injected toward the cathode of the device, and electrons are injected toward the anode. A layer that plays the role of
電荷発生層は、比抵抗が1.0×102Ω・cm以上であることが好ましく、より好ましくは1.0×105Ω・cm以上であることが好ましい。 The charge generation layer preferably has a specific resistance of 1.0 × 10 2 Ω · cm or more, and more preferably 1.0 × 10 5 Ω · cm or more.
また、電荷発生層は、可視光の透過率が50%以上であることが好ましい。可視光の透過率が上記範囲未満であると、生成した光が電荷発生層を通過する際に吸収され、複数個の発光ユニットを有していても所望の量子効率(電流効率)が得られなくなる可能性があるからである。 The charge generation layer preferably has a visible light transmittance of 50% or more. When the visible light transmittance is less than the above range, the generated light is absorbed when passing through the charge generation layer, and a desired quantum efficiency (current efficiency) can be obtained even if it has a plurality of light emitting units. This is because it may disappear.
電荷発生層に用いられる材料としては、上記の比抵抗を有するものであれば特に限定されるものではなく、無機物質および有機物質のいずれも使用可能である。 The material used for the charge generation layer is not particularly limited as long as it has the above specific resistance, and any of inorganic materials and organic materials can be used.
中でも、電荷発生層は、酸化還元反応によってラジカルカチオンとラジカルアニオンとからなる電荷移動錯体が形成されうる、異なる2種類の物質を含有するものであることが好ましい。この2種類の物質間で酸化還元反応によってラジカルカチオンとラジカルアニオンとからなる電荷移動錯体が形成され、この電荷移動錯体中のラジカルカチオン状態(正孔)とラジカルアニオン状態(電子)が、電圧印加時にそれぞれ陰極方向または陽極方向へ移動することにより、電荷発生層の陰極側に接する発光ユニットへ正孔を注入し、電荷発生層の陽極側に接する発光ユニットへ電子を注入することができる。 In particular, the charge generation layer preferably contains two different types of substances that can form a charge transfer complex composed of a radical cation and a radical anion by an oxidation-reduction reaction. A charge transfer complex consisting of a radical cation and a radical anion is formed by oxidation-reduction reaction between these two substances, and the radical cation state (hole) and the radical anion state (electron) in the charge transfer complex are applied with voltage. Sometimes moving in the cathode direction or the anode direction respectively allows holes to be injected into the light emitting unit in contact with the cathode side of the charge generation layer and electrons to be injected into the light emitting unit in contact with the anode side of the charge generation layer.
電荷発生層は、異なる2種類の物質それぞれからなる層が積層されたものであってもよく、異なる2種類の物質を含有する単一の層であってもよい。 The charge generation layer may be formed by laminating layers composed of two different kinds of substances, or may be a single layer containing two different kinds of substances.
電荷発生層に用いられることなる2種類の物質としては、(a)正孔輸送性、すなわち電子供与性を有する有機化合物、および、(b)上記(a)の有機化合物との酸化還元反応による電荷移動錯体を形成しうる無機物質または有機物質、であることが好ましい。また、この(a)成分と(b)成分との間では酸化還元反応による電荷移動錯体が形成されていることが好ましい。 The two types of substances to be used in the charge generation layer include (a) an organic compound having a hole transporting property, that is, an electron donating property, and (b) an oxidation-reduction reaction with the organic compound (a). It is preferably an inorganic substance or an organic substance capable of forming a charge transfer complex. In addition, it is preferable that a charge transfer complex is formed by a redox reaction between the component (a) and the component (b).
なお、電荷発生層を構成する2種類の物質が酸化還元反応により電荷移動錯体を形成しうるものであるか否かは、分光学的分析手段によって確認することができる。具体的には、2種類の物質がそれぞれ単独では、波長800nm〜2000nmの近赤外領域に吸収スペクトルのピークを示さないが、2種類の物質の混合膜では、波長800nm〜2000nmの近赤外領域に吸収スペクトルのピークが示されれば、2種類の物質間での電子移動を明確に示唆する存在(もしくは証拠)として、2種類の物質間での酸化還元反応による電荷移動錯体の形成を確認することができる。 Whether or not the two kinds of substances constituting the charge generation layer can form a charge transfer complex by an oxidation-reduction reaction can be confirmed by spectroscopic analysis means. Specifically, each of the two types of substances does not exhibit an absorption spectrum peak in the near-infrared region with a wavelength of 800 nm to 2000 nm, but a mixed film of two types of substances has a near-infrared wavelength of 800 nm to 2000 nm. If a peak in the absorption spectrum is shown in the region, formation of a charge transfer complex by oxidation-reduction reaction between the two types of substances as evidence (or evidence) clearly suggesting electron transfer between the two types of substances. Can be confirmed.
(a)成分の有機化合物としては、例えば、アリールアミン化合物を挙げることができる。アリールアミン化合物は、下記式(1)で示される構造を有していることが好ましい。 As an organic compound of (a) component, an arylamine compound can be mentioned, for example. The arylamine compound preferably has a structure represented by the following formula (1).
ここで、上記式において、Ar1,Ar2,Ar3は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基を表す。 Here, in the above formula, Ar 1 , Ar 2 , and Ar 3 each independently represents an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent.
このようなアリールアミン化合物としては、例えば、特開2003−272860号公報に記載のアリールアミン化合物を用いることができる。 As such an arylamine compound, for example, an arylamine compound described in JP-A No. 2003-272860 can be used.
また、(b)成分の物質は、例えば、V2O5、Re2O7、4F−TCNQ等が挙げられる。さらに、(b)成分の物質としては、正孔注入輸送層に用いられる材料であってもよい。 In addition, examples of the component (b) substance include V 2 O 5 , Re 2 O 7 , 4F-TCNQ, and the like. Furthermore, the material used as the component (b) may be a material used for the hole injecting and transporting layer.
なお、電荷発生層については、特開2003−272860号公報に詳しい。 The charge generation layer is described in detail in JP-A No. 2003-272860.
2.発光ユニット
本実施態様における発光ユニットは、対向する陽極および陰極の間に複数個形成されるものであり、また3層以上の正孔注入輸送層と発光層とが順次積層されたものである。さらに、発光ユニットを構成する正孔注入輸送層、および発光層は、各層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たしている。
2. Light-Emitting Unit A plurality of light-emitting units in the present embodiment are formed between an anode and a cathode facing each other, and three or more hole injection transport layers and a light-emitting layer are sequentially laminated. Further, in the hole injection transport layer and the light emitting layer constituting the light emitting unit, the ionization potential and the electron affinity of the constituent material of each layer satisfy a predetermined relationship.
本実施態様に用いられる発光ユニットは、発光層から陽極側に1層以上の電子注入輸送層が形成されてもよい。 In the light emitting unit used in this embodiment, one or more electron injecting and transporting layers may be formed on the anode side from the light emitting layer.
なお、発光層、正孔注入輸送層、および電子注入輸送層については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 Since the light emitting layer, the hole injecting and transporting layer, and the electron injecting and transporting layer are the same as those described in the first embodiment, description thereof is omitted here.
本実施態様においては、電荷発生層を介して複数個の発光ユニットが積層されている。発光ユニットの積層数としては、複数、すなわち2層以上であれば特に限定されるものではなく、例えば3層、4層、またはそれ以上であってもよい。この発光ユニットの積層数は、高い輝度が得られる数であることが好ましい。 In this embodiment, a plurality of light emitting units are stacked via the charge generation layer. The number of stacked light emitting units is not particularly limited as long as it is a plurality, that is, two or more layers, and may be, for example, three layers, four layers, or more. It is preferable that the number of stacked light emitting units is a number with which high luminance can be obtained.
また、各発光ユニットの構成は、同じであっても異なっていてもよい。
例えば赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ発光する3層の発光ユニットを積層することができる。この場合には白色光を発生させることができる。このような白色光を発生する有機EL素子を例えば照明用途に用いた場合には、大面積から生じる高い輝度を得ることができる。
Moreover, the structure of each light emitting unit may be the same or different.
For example, a three-layer light emitting unit that emits red light, green light, and blue light can be stacked. In this case, white light can be generated. When such an organic EL element that generates white light is used for illumination, for example, high luminance generated from a large area can be obtained.
白色光を発生する有機EL素子とする場合には、各発光ユニットからの発光の強度および色相は、それらが組み合わさって白色光または白色光に近い光を生成するように選択される。白色に見える光を生成するために使用できる発光ユニットとしては、上記の赤色光、緑色光および青色光の組み合わせの他、多くの組合せがある。例えば、青色光と黄色光、赤色光とシアン光、または、緑色光とマゼンタ光、の組み合わせを挙げることができ、このように二色の光をそれぞれ発光する2層の発光ユニットを用いて白色光を生成させることができる。また、これらの組み合わせを複数種用いて、有機EL素子を得ることもできる。 In the case of an organic EL element that generates white light, the intensity and hue of light emitted from each light emitting unit are selected so that they combine to produce white light or light close to white light. There are many combinations of light emitting units that can be used to generate light that appears white, in addition to the combinations of red light, green light, and blue light described above. For example, a combination of blue light and yellow light, red light and cyan light, or green light and magenta light can be cited. Thus, white light is emitted using a two-layer light emitting unit that emits two colors of light. Light can be generated. Moreover, an organic EL element can also be obtained by using a plurality of these combinations.
また、青色光を発生する有機EL素子を利用して色変換方式によりカラー表示装置に適用することもできる。従来では、青色光を生じる発光材料は寿命が短いという不具合があったが、本実施態様の有機EL素子は高効率で長寿命であるため、このようなカラー表示装置にも有利である。 In addition, it can be applied to a color display device by a color conversion method using an organic EL element that generates blue light. Conventionally, a light emitting material that generates blue light has a problem that its lifetime is short. However, the organic EL element of this embodiment has a high efficiency and a long lifetime, and thus is advantageous for such a color display device.
IV.第4実施態様
本発明の有機EL素子の第4実施態様は、対向する陽極および陰極の間に、発光層と3層以上の電子注入輸送層とが順次積層された発光ユニットを複数個有し、隣接する上記発光ユニット間に電荷発生層が形成された有機EL素子であって、上記陰極側から順に、第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層とし、上記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、上記第y(y=1〜mの整数)の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpy'としたとき、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であり、かつ、上記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、上記第yの電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEay'としたとき、Ea0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'であることを特徴とするものである。
IV. Fourth Embodiment A fourth embodiment of the organic EL device of the present invention has a plurality of light emitting units in which a light emitting layer and three or more electron injecting and transporting layers are sequentially laminated between opposing anodes and cathodes. , An organic EL element in which a charge generation layer is formed between the adjacent light emitting units, and the first, second,..., M-th (m ≧ 3 integer) electron injecting and transporting layers in order from the cathode side. And the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 , and the ionization potential of the constituent material of the y-th (y = 1 to m) electron injection and transport layer is Ip y ′, Ip 0 ≧ Ip For all m ′, y = 2 to m , Ip y ′ ≧ Ip y−1 ′, and the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is Ea 0 , and the constituent material of the y th electron injecting and transporting layer is 'when a, Ea 0 ≦ Ea m' electron affinity Ea y, Ea y for all y = 2~m '<Ea y- 1 It is characterized by being '.
図19は、本実施態様の有機EL素子の一例を示す概略断面図である。
図19に例示するように、本実施態様の発光ユニット12a,12b,12cはそれぞれ、陽極3側から、第1の正孔注入輸送層4と発光層7と3層以上の電子注入輸送層(図19中では、第3の電子注入輸送層11、第2の電子注入輸送層10、第1の電子注入輸送層8)とが順次積層されたものとなっている。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL element of this embodiment.
As illustrated in FIG. 19, the
図20(a),(b)はそれぞれ、図19に示す有機EL素子における発光ユニットのバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。
発光層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、第1の電子注入輸送層8の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1'、 第2の電子注入輸送層10の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2'、第3の電子注入輸送層11の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3'としたとき、図20(a)に例示するように、Ip0>Ip3'>Ip2'>Ip1'となっていてもよいし、図20(b)に例示するように、Ip0=Ip3'=Ip2'=Ip1'となっていてもよい。
また、発光層7の構成材料の電子親和力をEa0、第1の電子注入輸送層8の構成材料の電子親和力をEa1'、 第2の電子注入輸送層10の構成材料の電子親和力をEa2'、第3の電子注入輸送層11の構成材料の電子親和力をEa3'としたとき、図20(a)に例示するように、Ea0<Ea3'<Ea2'<Ea1'となってもよいし、図20(b)に例示するようにEa0=Ea3'<Ea2'<Ea1'となってもよい。
20A and 20B are schematic views showing examples of band diagrams of light emitting units in the organic EL element shown in FIG.
The ionization potential of the constituent material of the light-emitting
Further, the electron affinity of the constituent material of the
本発明によれば、Ea0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'となるように陰極と発光層との間に3層以上の電子注入輸送層が形成されていることにより、陰極から各電子注入輸送層を介して発光層に電子を円滑に輸送することができる。そのため、例えば発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーが比較的大きい場合であって、陰極の仕事関数と発光層の構成材料の電子親和力との差が比較的大きい場合であっても、発光層への電子の輸送を円滑化することができる。
また、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'となるように陰極と発光層との間に3層以上の電子注入輸送層が形成されていることにより、電子注入輸送層および発光層の界面での劣化を抑制することができる。
According to the present invention, three or more electron injecting and transporting layers are provided between the cathode and the light emitting layer so that Ea y ′ <Ea y−1 ′ for all of Ea 0 ≦ Ea m ′ and y = 2 to m. Thus, electrons can be smoothly transported from the cathode to the light emitting layer through each electron injecting and transporting layer. Therefore, for example, even when the band gap energy of the constituent material of the light emitting layer is relatively large and the difference between the work function of the cathode and the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is relatively large, The transport of electrons can be facilitated.
Also, Ip 0 ≧ Ip m ', y = for all 2~m Ip y' ≧ Ip y- 1 3 -layer or more electron injecting and transporting layer between the cathode and the light-emitting layer so as to 'is formed Therefore, deterioration at the interface between the electron injecting and transporting layer and the light emitting layer can be suppressed.
なお、発光ユニット以外の構成や、動作機構については「III.第3実施態様」の項で記載したものと同様であるため、ここでの記載は省略する。 Note that the configuration other than the light emitting unit and the operation mechanism are the same as those described in the section “III. Third Embodiment”, and therefore description thereof is omitted here.
本実施態様の有機EL素子としては、発光ユニットが上記発光層と陽極または電荷発生層との間に1層以上の正孔注入輸送層を有することが好ましい。 As the organic EL element of this embodiment, it is preferable that the light emitting unit has one or more hole injection / transport layers between the light emitting layer and the anode or the charge generation layer.
例えば、図19に示すように、発光層7と陰極3または電荷発生層13a、13bとの間に第1の正孔注入輸送層4が形成されていることが好ましい。
この場合、上記第1の正孔注入輸送層4の電子親和力をEa1としたとき、図20に例示するように、Ea0≦Ea1であることが好ましい。また、上記第1の正孔注入輸送層4のイオン化ポテンシャルをIp1としたとき、図20に例示するように、Ip0≧Ip1であることが好ましい。
For example, as shown in FIG. 19, it is preferable that the first hole
In this case, when the electron affinity of the first hole injecting and transporting
上記の場合、第1の正孔注入輸送層および発光層の構成材料の電子親和力がEa0≦Ea1であり、かつ、各電子注入輸送層および発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であるので、上記第2実施態様の場合と同様に、駆動中における正孔注入輸送層、発光層、および電子注入輸送層の各層の界面での劣化を抑制することができる。したがって、高効率で長寿命な有機EL素子を得ることが可能である。 In the above case, the electron affinity of the constituent material of the first hole injecting and transporting layer and the light emitting layer is Ea 0 ≦ Ea 1 , and the ionization potential of the constituent material of each electron injecting and transporting layer and the light emitting layer is Ip 0 ≧ Since Ip y ′ ≧ Ip y−1 ′ for all of Ip m ′ and y = 2 to m , as in the case of the second embodiment, the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer, and the electrons during driving Deterioration at the interface of each layer of the injection transport layer can be suppressed. Therefore, it is possible to obtain a highly efficient and long-life organic EL element.
なお、正孔注入輸送層、発光層、および電子注入輸送層のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係は「I.第1実施態様」の項で説明したものと同様なので、ここでの記載は省略する。 The relationship between the ionization potential and the electron affinity of the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer, and the electron injecting and transporting layer is the same as that described in the section of “I. First embodiment”, and the description is omitted here. .
本実施態様の有機EL素子の各構成については、発光ユニットを構成する各層に関しては、「II.第2実施態様」の項、その他の項に関しては、「III.第3実施態様」の項に記載したものとそれぞれ同様であるのでここでの記載は省略する。 Regarding each configuration of the organic EL element of the present embodiment, regarding each layer constituting the light emitting unit, the section of “II. Second Embodiment” and the other sections in the section of “III. Third Embodiment” Since they are the same as those described, description thereof is omitted here.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
まず、実施例で用いた材料の構造式、イオン化ポテンシャルおよび電子親和力を下記表1に示す。
Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples.
First, the structural formula, ionization potential, and electron affinity of the materials used in the examples are shown in Table 1 below.
[実施例1]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを重量比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.5Å/secの蒸着速度で合計膜厚50nmとなるように成膜し、第1の正孔注入輸送層を形成した。続いて、TBADNを蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で膜厚10nmとなるように成膜し、第2の正孔注入輸送層を形成した。更に、TCTAを真空度10-5Paの条件下、蒸着により1Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、第3の正孔注入輸送層を形成した。
[Example 1]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited in a weight ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 50 nm at a deposition rate of 1.5 mm / sec. A first hole injecting and transporting layer was formed. Subsequently, TBADN was deposited by vapor deposition so as to have a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec, thereby forming a second hole injecting and transporting layer. Further, TCTA was deposited by vapor deposition under a vacuum degree of 10 −5 Pa so as to have a total film thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 kg / sec, thereby forming a third hole injection / transport layer.
次に、ホスト材料として4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル(CBP)を用い、発光中心となる発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記第3の正孔注入輸送層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が5wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで30nmの厚さに真空蒸着により成膜し、発光層を形成した。 Next, using 4,4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl (CBP) as the host material and Ir (piq) 3 as the luminescent dopant serving as the luminescent center, the third hole injection transport described above CBP and Ir (piq) 3 are vacuum-deposited on the layer to a thickness of 30 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the Ir (piq) 3 concentration is 5 wt%. To form a light emitting layer.
次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、第2の電子注入輸送層を形成した。次に、上記第2の電子注入輸送層上に、TBADNと、Liqとを重量比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、第1の電子注入輸送層を形成した。 Next, on the light emitting layer, TBADN is deposited by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec under a vacuum degree of 10 -5 Pa to form a second electron injecting and transporting layer. did. Next, on the second electron injecting and transporting layer, TBADN and Liq are formed to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-evaporation under the condition of a weight ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. A first electron injecting and transporting layer was formed.
最後に、上記第1の電子注入輸送層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。 Finally, Al was deposited on the first electron injecting and transporting layer as a cathode to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.
[実施例2]
(有機EL素子の作製)
発光層形成までは実施例1と同様の方法で、ITO基板上に、第1の正孔注入輸送層40nm、第2の正孔注入輸送層10nm、第3の正孔注入輸送層10nm、発光層30nmを形成した。
[Example 2]
(Production of organic EL element)
Until the formation of the light emitting layer, the same method as in Example 1 was used. On the ITO substrate, the first hole injecting and transporting layer 40 nm, the second hole injecting and transporting
発光層を形成した後、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、第3の電子注入輸送層を形成した。次に、上記第3の電子注入輸送層上に、Alq3を、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、第2の電子注入輸送層を形成した。続いて、Alq3とLiqとを重量比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、第1の電子注入輸送層を形成した。 After the formation of the light emitting layer, TBADN was deposited by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa to form a third electron injecting and transporting layer. Next, on the third electron injecting and transporting layer, Alq3 was deposited by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under the condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa. An injection transport layer was formed. Subsequently, Alq3 and Liq are deposited at a weight ratio of 1: 1 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec to form a first electron injecting and transporting layer. did.
最後に、上記第1の電子注入輸送層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。 Finally, Al was deposited on the first electron injecting and transporting layer as a cathode to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.
[実施例3]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを重量比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.5Å/secの蒸着速度で合計膜厚50nmとなるように成膜し、第1の正孔注入輸送層を形成した。続いて、TBADNを蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で膜厚10nmとなるように成膜し、第2の正孔注入輸送層を形成した。
[Example 3]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited in a weight ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 50 nm at a deposition rate of 1.5 mm / sec. A first hole injecting and transporting layer was formed. Subsequently, TBADN was deposited by vapor deposition at a deposition rate of 1.0 10 / sec so as to have a film thickness of 10 nm, thereby forming a second hole injecting and transporting layer.
次に、ホスト材料としてCBPを用い、発光中心となる発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記第2の正孔注入輸送層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が5wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで30nmの厚さに真空蒸着により成膜し、発光層を形成した。 Next, CBP and Ir (piq) 3 are added to Ir (piq) 3 on the second hole injecting and transporting layer using CBP as a host material and Ir (piq) 3 as a light emitting dopant serving as an emission center. 3 ) A light emitting layer was formed by vacuum deposition to a thickness of 30 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the 3 concentration was 5 wt%.
上記発光層上に、TBADNを真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、第3の電子注入輸送層を形成した。次に、上記第3の電子注入輸送層上に、Alq3を、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、第2の電子注入輸送層を形成した。続いて、Alq3とLiqとを重量比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、第1の電子注入輸送層を形成した。 On the light-emitting layer, TBADN was deposited by vacuum deposition at a deposition rate of 1 10 / sec and a thickness of 10 nm under the condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa to form a third electron injecting and transporting layer. Next, on the third electron injecting and transporting layer, Alq3 was deposited by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under the condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa. An injection transport layer was formed. Subsequently, Alq3 and Liq are deposited at a weight ratio of 1: 1 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec to form a first electron injecting and transporting layer. did.
最後に、上記第1の電子注入輸送層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。 Finally, Al was deposited on the first electron injecting and transporting layer as a cathode to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.
[実施例4]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、銅フタロシアニン(CuPc)を真空度10-5Paの条件下、1Å/secの蒸着速度で膜厚10nmとなるように成膜し、第1の正孔注入輸送層を形成した。次に、第1の正孔注入輸送層上にTBADNとMoO3とを重量比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.5Å/secの蒸着速度で合計膜厚40nmとなるように成膜し、続いてTBADNを蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で膜厚10nmとなるように成膜し、第2の正孔注入輸送層を形成した。更に、TCTAを真空度10-5Paの条件下、蒸着により1Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、第3の正孔注入輸送層を形成した。
[Example 4]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, copper phthalocyanine (CuPc) was deposited to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa to form a first hole injecting and transporting layer. did. Next, TBADN and MoO 3 are mixed on the first hole injecting and transporting layer at a weight ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 −5 Pa and a total film thickness of 40 nm at a deposition rate of 1.5 Å / sec. Then, TBADN was deposited by vapor deposition at a deposition rate of 1.0 Å / sec to a film thickness of 10 nm to form a second hole injecting and transporting layer. Further, TCTA was deposited by vapor deposition under a vacuum degree of 10 −5 Pa at a deposition rate of 1 Å / sec to a total film thickness of 10 nm, thereby forming a third hole injecting and transporting layer.
次に、ホスト材料としてCBPを用い、発光中心となる発光ドーパントとしてIr(ppy)3を用いて、上記第3の正孔注入輸送層上に、CBPおよびIr(ppy)3を、Ir(ppy)3濃度が5wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着により1Å/secの蒸着速度で膜厚30nmとなるように成膜し、発光層を形成した。 Next, using CBP as the host material and Ir (ppy) 3 as the light emitting dopant serving as the light emission center, CBP and Ir (ppy) 3 are added to Ir (ppy) 3 on the third hole injecting and transporting layer. 3 ) A light emitting layer was formed by vapor deposition under a condition of a vacuum of 10 −5 Pa and a film thickness of 30 nm at a deposition rate of 1 Å / sec so that the 3 concentration was 5 wt%.
次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、第2の電子注入輸送層を形成した。次に、上記第2の電子注入輸送層上に、TBADNと、Liqとを重量比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、第1の電子注入輸送層を形成した。 Next, on the light emitting layer, TBADN is deposited by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec under a vacuum degree of 10 -5 Pa to form a second electron injecting and transporting layer. did. Next, on the second electron injecting and transporting layer, TBADN and Liq are formed to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-evaporation under the condition of a weight ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. A first electron injecting and transporting layer was formed.
最後に、上記第1の電子注入輸送層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。 Finally, Al was deposited on the first electron injecting and transporting layer as a cathode to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.
[比較例1]
(有機EL素子の作製)
実施例1で用いた方法と同様にして、ITO基板上に第1の正孔注入輸送層70nm、発光層30nm、第2の電子注入輸送層10nm、第1の電子注入輸送層10nm、および陰極を形成して有機EL素子を作製した。
[Comparative Example 1]
(Production of organic EL element)
Similar to the method used in Example 1, on the ITO substrate, the first hole injecting and transporting layer 70 nm, the light emitting layer 30 nm, the second electron injecting and transporting
[比較例2]
(有機EL素子の作製)
実施例1で用いた方法と同様にして、ITO基板上に第1の正孔注入輸送層50nm、第2の正孔注入輸送層10nm、発光層30nm、第1の電子注入輸送層30nm、および陰極を形成して有機EL素子を作製した。
[Comparative Example 2]
(Production of organic EL element)
Similar to the method used in Example 1, the first hole injection transport layer 50 nm, the second hole
[評価]
表2に実施例1〜4および比較例1〜2の有機EL素子の発光特性を示す。
[Evaluation]
Table 2 shows the light emission characteristics of the organic EL elements of Examples 1-4 and Comparative Examples 1-2.
実施例1〜4および比較例1〜2の有機EL素子を比較すると、実施例1の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が10cd/Aであった。また、実施例2の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が12cd/Aであった。また、実施例3の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が14cd/Aであった。さらに、実施例4の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が28cd/Aであった。一方、比較例1の有機EL素子では、正面輝度の発光効率は8cd/Aであった。また、比較例2の有機EL素子では、正面輝度の発光効率は6cd/Aであった。
また、寿命特性については、初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命を定電流密度下で観察したところ、実施例1の有機EL素子では、輝度が半減する時間は240時間を達成した。また、実施例2の有機EL素子では、輝度が半減する時間は250時間を達成した。また、実施例3の有機EL素子では、輝度が半減する時間は300時間を達成した。さらに、実施例4の有機EL素子では、輝度が半減する時間は370時間を達成した。
When the organic EL elements of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 were compared, the organic EL element of Example 1 had a luminous efficiency of front luminance of 10 cd / A. Moreover, in the organic EL element of Example 2, the luminous efficiency of front luminance was 12 cd / A. Moreover, in the organic EL element of Example 3, the luminous efficiency of front luminance was 14 cd / A. Furthermore, in the organic EL element of Example 4, the luminous efficiency of front luminance was 28 cd / A. On the other hand, in the organic EL device of Comparative Example 1, the luminous efficiency of front luminance was 8 cd / A. Further, in the organic EL element of Comparative Example 2, the luminous efficiency of the front luminance was 6 cd / A.
Regarding the lifetime characteristics, the luminance half-life from the initial luminance of 1000 cd / m 2 was observed under a constant current density. As a result, the organic EL device of Example 1 achieved 240 hours of luminance reduction. In the organic EL device of Example 2, the time for the luminance to be halved was 250 hours. In the organic EL device of Example 3, the time for the luminance to be reduced to half was 300 hours. Furthermore, in the organic EL element of Example 4, the time for the luminance to be halved achieved 370 hours.
1 … 有機EL素子
2 … 基板
3 … 陽極
4 … 第1の正孔注入輸送層
5 … 第2の正孔注入輸送層
6 … 第3の正孔注入輸送層
7 … 発光層
9 … 陰極
8 … 第1の電子注入輸送層
10 … 第2の電子注入輸送層
11 … 第3の電子注入輸送層
12a,12b,12c … 発光ユニット
13a,13b … 電荷発生層
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記3層以上の正孔注入輸送層をそれぞれ、前記陽極側から順に、第1、第2、…、第n(n≧3の整数)の正孔注入輸送層とし、前記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、前記第x(x=1〜nの整数)の正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEaxとしたとき、Ea0≦Ean、x=2〜nのすべてについてEax≦Eax−1であり、かつ、前記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、前記第xの正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpxとしたとき、Ip0≧Ipn、x=2〜nのすべてについてIpx>Ipx-1であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescence device comprising: an anode; three or more hole injection / transport layers formed on the anode; a light-emitting layer formed on the hole injection / transport layer; and a cathode formed on the light-emitting layer. A luminescence element,
The three or more hole injecting and transporting layers are first, second,..., Nth (n ≧ 3 integer) hole injecting and transporting layers in order from the anode side, and the constituent material of the light emitting layer the electron affinity Ea 0, when the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer of the first x (x = 1 to n an integer) as the Ea x, Ea 0 ≦ Ea n , of x = 2- through n When Ea x ≦ Ea x−1 for all, and when the ionization potential of the constituent material of the light emitting layer is Ip 0 and the ionization potential of the constituent material of the x-th hole injection transport layer is Ip x , An organic electroluminescence device characterized in that Ip x > Ip x−1 for all of 0 ≧ Ip n and x = 2 to n .
前記3層以上の電子注入輸送層をそれぞれ、前記陰極側から順に、第1、第2、…、第m(m≧3の整数)の電子注入輸送層とし、前記発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp0、前記第y(y=1〜mの整数)の電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpy'としたとき、Ip0≧Ipm'、y=2〜mのすべてについてIpy'≧Ipy−1'であり、かつ、前記発光層の構成材料の電子親和力をEa0、前記第yの電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEay'としたとき、Ea0≦Eam'、y=2〜mのすべてについてEay'<Eay−1'であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescence device having an anode, a light emitting layer formed on the anode, three or more electron injection transport layers formed on the light emission layer, and a cathode formed on the electron injection transport layer Because
The three or more electron injecting and transporting layers are first, second,..., M-th (m ≧ 3 integer) electron injecting and transporting layers in order from the cathode side, and ionization of the constituent material of the light emitting layer. When the potential is Ip 0 and the ionization potential of the constituent material of the y-th (y = 1 to m ) electron injection and transport layer is Ip y ′, all of Ip 0 ≧ Ip m ′ and y = 2 to m Ip y '≧ Ip y−1 ′, and the electron affinity of the constituent material of the light emitting layer is Ea 0 , and the electron affinity of the constituent material of the y-th electron injecting and transporting layer is Ea y ′, An organic electroluminescence device characterized in that Ea y ′ <Ea y−1 ′ for all of Ea 0 ≦ Ea m ′ and y = 2 to m .
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|---|---|
| JP (1) | JP2011009498A (en) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014529196A (en) * | 2011-10-12 | 2014-10-30 | ポハン工科大学校産学協力団Postech Academy−Industry Foundation | Simplified organic light emitting device and manufacturing method thereof |
| US9525009B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-12-20 | Mitsubishi Chemical Corporation | Organic electroluminescent element and organic electroluminescent device |
| WO2017037559A1 (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| US9592572B2 (en) | 2013-08-20 | 2017-03-14 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Element manufacturing method and element manufacturing apparatus |
| US9680098B2 (en) | 2013-03-29 | 2017-06-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Element manufacturing method and element manufacturing apparatus |
| WO2017103732A1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, illumination device, illumination system, and guide system |
| US9692019B2 (en) | 2013-03-29 | 2017-06-27 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Element manufacturing method and element manufacturing apparatus utilizing differential pressure for covering a substrate |
| US10388900B2 (en) | 2016-07-28 | 2019-08-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| KR102129200B1 (en) * | 2019-03-08 | 2020-07-02 | 서울대학교산학협력단 | Light-emitting device having multi-layered perovskite light-emitting layer and Method of fabricating the same |
| US10916707B2 (en) | 2016-12-28 | 2021-02-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, display device, and lighting device |
| CN112599687A (en) * | 2020-12-10 | 2021-04-02 | 北京维信诺科技有限公司 | Light emitting device and display device |
| CN112909192A (en) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | Electroluminescent device, preparation method thereof, display panel and display equipment |
| WO2023063402A1 (en) * | 2021-10-15 | 2023-04-20 | 出光興産株式会社 | Organic electroluminescent element and electronic device |
| JP2025000844A (en) * | 2019-06-14 | 2025-01-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting device, electronic device, light-emitting apparatus, and lighting apparatus |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06314594A (en) * | 1992-12-18 | 1994-11-08 | Ricoh Co Ltd | Organic thin film EL device having a plurality of carrier injection layers |
| JP2006279014A (en) * | 2004-09-15 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | Organic electroluminescent element |
| WO2008102644A1 (en) * | 2007-02-19 | 2008-08-28 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Organic electroluminescence element |
-
2009
- 2009-06-26 JP JP2009152104A patent/JP2011009498A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06314594A (en) * | 1992-12-18 | 1994-11-08 | Ricoh Co Ltd | Organic thin film EL device having a plurality of carrier injection layers |
| JP2006279014A (en) * | 2004-09-15 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | Organic electroluminescent element |
| WO2008102644A1 (en) * | 2007-02-19 | 2008-08-28 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Organic electroluminescence element |
Cited By (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014529196A (en) * | 2011-10-12 | 2014-10-30 | ポハン工科大学校産学協力団Postech Academy−Industry Foundation | Simplified organic light emitting device and manufacturing method thereof |
| US9525009B2 (en) | 2011-11-11 | 2016-12-20 | Mitsubishi Chemical Corporation | Organic electroluminescent element and organic electroluminescent device |
| US9680098B2 (en) | 2013-03-29 | 2017-06-13 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Element manufacturing method and element manufacturing apparatus |
| US9692019B2 (en) | 2013-03-29 | 2017-06-27 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Element manufacturing method and element manufacturing apparatus utilizing differential pressure for covering a substrate |
| US9592572B2 (en) | 2013-08-20 | 2017-03-14 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Element manufacturing method and element manufacturing apparatus |
| KR102792028B1 (en) * | 2015-08-28 | 2025-04-08 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| US10270041B2 (en) * | 2015-08-28 | 2019-04-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| JP2021119619A (en) * | 2015-08-28 | 2021-08-12 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light emitting elements, light emitting devices, electronic devices, and lighting devices |
| CN107925009A (en) * | 2015-08-28 | 2018-04-17 | 株式会社半导体能源研究所 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic equipment, and lighting device |
| KR20180044985A (en) * | 2015-08-28 | 2018-05-03 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | A light emitting device, a light emitting device, an electronic device, and a lighting device |
| WO2017037559A1 (en) * | 2015-08-28 | 2017-03-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| JP2017076780A (en) * | 2015-08-28 | 2017-04-20 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light emitting element, light emitting device, electronic equipment and luminaire |
| TWI899748B (en) * | 2015-08-28 | 2025-10-01 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| JP2025004146A (en) * | 2015-08-28 | 2025-01-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light emitting element |
| JP2020021946A (en) * | 2015-08-28 | 2020-02-06 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting element material and light-emitting element |
| CN111116454A (en) * | 2015-08-28 | 2020-05-08 | 株式会社半导体能源研究所 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic equipment and lighting device |
| KR20240154080A (en) * | 2015-08-28 | 2024-10-24 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| KR102717949B1 (en) * | 2015-08-28 | 2024-10-17 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | Light-emitting elements, light-emitting devices, electronic devices, and lighting devices |
| TWI829040B (en) * | 2015-08-28 | 2024-01-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| JP2023052518A (en) * | 2015-08-28 | 2023-04-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting elements, light-emitting devices, electronic devices and lighting devices |
| TWI748959B (en) * | 2015-08-28 | 2021-12-11 | 日商半導體能源研究所股份有限公司 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| CN108369996A (en) * | 2015-12-17 | 2018-08-03 | 株式会社半导体能源研究所 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic equipment, lighting device, lighting system and guidance system |
| CN113773298A (en) * | 2015-12-17 | 2021-12-10 | 株式会社半导体能源研究所 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic equipment, lighting device, lighting system and guidance system |
| WO2017103732A1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, illumination device, illumination system, and guide system |
| US10930855B2 (en) | 2015-12-17 | 2021-02-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, lighting device, lighting system, and guidance system |
| JPWO2017103732A1 (en) * | 2015-12-17 | 2018-11-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHT EMITTING DEVICE, ELECTRONIC DEVICE, LIGHTING DEVICE, LIGHTING SYSTEM AND GUIDING SYSTEM |
| US10388900B2 (en) | 2016-07-28 | 2019-08-20 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| JP2021193751A (en) * | 2016-07-28 | 2021-12-23 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light emitting element, light emitting device, electronic equipment, lighting device |
| JP7195393B2 (en) | 2016-07-28 | 2022-12-23 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting elements, light-emitting devices, electronic devices, and lighting devices |
| US11569466B2 (en) | 2016-07-28 | 2023-01-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device |
| US10916707B2 (en) | 2016-12-28 | 2021-02-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, display device, and lighting device |
| US11985890B2 (en) | 2016-12-28 | 2024-05-14 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, display device, and lighting device |
| US12503423B2 (en) | 2016-12-28 | 2025-12-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Organic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, display device, and lighting device |
| WO2020184825A1 (en) * | 2019-03-08 | 2020-09-17 | 서울대학교산학협력단 | Light-emitting diode comprising perovskite light-emitting layer having layered structure, and method of producing same |
| KR102129200B1 (en) * | 2019-03-08 | 2020-07-02 | 서울대학교산학협력단 | Light-emitting device having multi-layered perovskite light-emitting layer and Method of fabricating the same |
| US12446393B2 (en) | 2019-03-08 | 2025-10-14 | Seoul National University R&Db Foundation | Light-emitting diode comprising perovskite light-emitting layer having layered structure, and method of producing same |
| JP2025000844A (en) * | 2019-06-14 | 2025-01-07 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Light-emitting device, electronic device, light-emitting apparatus, and lighting apparatus |
| CN112599687B (en) * | 2020-12-10 | 2024-05-07 | 北京维信诺科技有限公司 | Light-emitting device and display device |
| CN112599687A (en) * | 2020-12-10 | 2021-04-02 | 北京维信诺科技有限公司 | Light emitting device and display device |
| CN112909192A (en) * | 2021-01-22 | 2021-06-04 | 京东方科技集团股份有限公司 | Electroluminescent device, preparation method thereof, display panel and display equipment |
| WO2023063402A1 (en) * | 2021-10-15 | 2023-04-20 | 出光興産株式会社 | Organic electroluminescent element and electronic device |
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