JP2009071189A - Organic electroluminescent device - Google Patents
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
本発明は、有機電界発光素子に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescent device.
近年、有機電界発光素子(有機EL素子)を用いた発光装置が開発されている。図7は、有機EL素子1の構成を概略的に示している。ガラス等の基板2上に、陽極3、有機EL層8(正孔輸送層4、発光層5、及び電子輸送層6)、陰極7等が積層されている。図中、隔壁、絶縁膜、封止部材等は省略されている。また、図7に示したような構成に限らず、例えば輸送層4,6が無い場合や、電極3,7と輸送層4,6との間に電荷注入層を設ける場合もある。両極3,7の引出配線(端子)を介して外部の配線と接続し、電界を印加することにより、電極3,7間に挟まれた領域の発光層5において正孔と電子が再結合して発光する。 In recent years, light emitting devices using organic electroluminescent elements (organic EL elements) have been developed. FIG. 7 schematically shows the configuration of the organic EL element 1. An anode 3, an organic EL layer 8 (a hole transport layer 4, a light emitting layer 5, and an electron transport layer 6), a cathode 7, and the like are laminated on a substrate 2 such as glass. In the drawing, a partition, an insulating film, a sealing member, and the like are omitted. Further, the configuration is not limited to the configuration shown in FIG. 7, and there are cases where, for example, the transport layers 4 and 6 are not provided, or a charge injection layer is provided between the electrodes 3 and 7 and the transport layers 4 and 6. Holes and electrons are recombined in the light emitting layer 5 in the region sandwiched between the electrodes 3 and 7 by connecting to external wiring via the lead wires (terminals) of the bipolar electrodes 3 and 7 and applying an electric field. Flashes.
カラー表示が可能な表示装置を製造する場合は、例えば、基板上に陽極をストライプ状に形成した後、陽極上に赤(R)、緑(G)、青(B)に対応した有機EL層が繰り返し現れるように有機色素材料等でパターニングを行う。次いで、有機EL層上に陰極を形成し、さらに、各電極の端子(外部接続端子)に制御配線、信号配線等の外部配線を接続する。これにより、RGBに対応した有機EL層素子が並んで画素を構成し、カラー表示を行うことができる。 When manufacturing a display device capable of color display, for example, after an anode is formed in a stripe shape on a substrate, an organic EL layer corresponding to red (R), green (G), and blue (B) is formed on the anode. Patterning is performed with an organic dye material or the like so that appears repeatedly. Next, a cathode is formed on the organic EL layer, and external wirings such as control wirings and signal wirings are connected to terminals (external connection terminals) of the respective electrodes. Thereby, organic EL layer elements corresponding to RGB can be arranged to form a pixel, and color display can be performed.
発光層を構成する材料は、発光効率が良いこと、キャリア輸送性が良いこと、成膜性が良いことなどの条件が要求され、発光材料だけで構成される場合があるほか、発光材料のほかに、発光せずに電荷輸送性を有するホスト材料等を混ぜて構成される場合もある。
また、発光層の構成材料に濃度勾配を持たせることにより、発光効率の向上や長寿命化などを図った発光素子が提案されている(例えば特許文献1〜4参照)。
The material constituting the light emitting layer is required to have conditions such as good luminous efficiency, good carrier transportability, and good film formability, and may be composed of only the light emitting material. In addition, a host material or the like having a charge transporting property without emitting light may be mixed.
In addition, a light-emitting element has been proposed in which a light emission layer is provided with a concentration gradient so that the light emission efficiency is improved and the lifetime is increased (see, for example, Patent Documents 1 to 4).
本発明は、発光効率が高く、色度の変動幅が小さい有機電界発光素子を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent device having high luminous efficiency and small variation in chromaticity.
上記目的を達成するため、本発明では以下の有機電界発光素子が提供される。
<1> 陽極及び陰極からなる一対の電極と、
前記一対の電極間に配置された発光層と、
前記陽極と前記発光層との間に配置された正孔輸送層と、
前記陰極と前記発光層との間に配置された電子輸送層を含み、
前記発光層中に、発光材料及びホスト材料として、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料を含み、該正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の少なくとも一方が、該発光層の厚さ方向に濃度勾配を有し、且つ、
前記正孔輸送層と前記発光層の間に、正孔輸送層から発光層へ正孔の輸送を仲介する複数(n層:n≧2)の正孔輸送中間層が陽極に最も近い層から順に、正孔輸送中間層1・・・正孔輸送中間層nと配置され、および/又は、前記電子輸送層と前記発光層の間に、電子輸送層から発光層へ電子の輸送を仲介する複数(m層:m≧2)の電子輸送中間層が陰極に最も近い層から順に、電子輸送中間層1・・・電子輸送中間層mと配置されており、前記複数の正孔輸送中間層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをそれぞれIp(正孔輸送中間層1)・・・Ip(正孔輸送中間層n)、前記発光層に含まれる正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルをIp(発光層)、前記正孔輸送層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(正孔輸送層)、前記複数の電子輸送中間層に含まれる材料の電子親和力をそれぞれEa(電子輸送中間層1)・・・Ea(電子輸送中間層m)、前記発光層に含まれる電子輸送材料の電子親和力をEa(発光層)、前記電子輸送層に含まれる材料の電子親和力をEa(電子輸送層)とすると、それぞれ
Ip(正孔輸送層)<Ip(正孔輸送中間層1)<・・・<Ip(正孔輸送中間層n)<Ip(発光層) および/又は
Ea(電子輸送層)>Ea(電子輸送中間層1)>・・・>Ea(電子輸送中間層m)>Ea(発光層)
となることを特徴とする有機電界発光素子。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following organic electroluminescence device.
<1> a pair of electrodes composed of an anode and a cathode;
A light emitting layer disposed between the pair of electrodes;
A hole transport layer disposed between the anode and the light emitting layer;
Including an electron transport layer disposed between the cathode and the light emitting layer;
The light emitting layer includes a hole transporting material and an electron transporting material as a light emitting material and a host material, and at least one of the hole transporting material and the electron transporting material is arranged in the thickness direction of the light emitting layer. Having a concentration gradient, and
Between the hole transport layer and the light emitting layer, a plurality of (n layers: n ≧ 2) hole transport intermediate layers that mediate the transport of holes from the hole transport layer to the light emitting layer are the layers closest to the anode. In order, the hole transport intermediate layer 1 is arranged as the hole transport intermediate layer n and / or mediates the transport of electrons from the electron transport layer to the light emitting layer between the electron transport layer and the light emitting layer. A plurality (m layers: m ≧ 2) of electron transport intermediate layers are arranged in order from the layer closest to the cathode, electron transport intermediate layer 1... Electron transport intermediate layer m, and the plurality of hole transport intermediate layers. Ip (hole transport intermediate layer 1)... Ip (hole transport intermediate layer n), and the ionization potential of the hole transport material contained in the light emitting layer is Ip (light emitting layer). , The ionization potential of the material contained in the hole transport layer is Ip (hole transport layer) , Ea (electron transport intermediate layer 1)... Ea (electron transport intermediate layer m) and electron affinity of the electron transport material contained in the light emitting layer, respectively. When the electron affinity of the material contained in Ea (light emitting layer) and the electron transport layer is Ea (electron transport layer), Ip (hole transport layer) <Ip (hole transport intermediate layer 1) <. Ip (hole transport intermediate layer n) <Ip (light emitting layer) and / or Ea (electron transport layer)> Ea (electron transport intermediate layer 1)>...> Ea (electron transport intermediate layer m)> Ea (light emission) layer)
An organic electroluminescent element, characterized in that
<2> 前記発光材料が、前記発光層の厚さ方向に濃度勾配を有することを特徴とする<1>に記載の有機電界発光素子。 <2> The organic electroluminescent element according to <1>, wherein the light emitting material has a concentration gradient in a thickness direction of the light emitting layer.
<3> 前記発光層中に、前記正孔輸送性材料となる正孔輸送性ホスト材料と、前記電子輸送性材料となる電子輸送性発光材料とを含み、前記電子輸送性発光材料の濃度が前記陰極側から前記陽極側に向けて漸減しており、且つ、
前記複数の正孔輸送中間層が配置されており、該複数(n層:n≧2)の正孔輸送中間層が、いずれも、該正孔輸送中間層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルを陽極に最も近い層から順に、Ip(Oh-1)・・・Ip(Oh-n)、前記発光層に含まれる前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp(Lh)、及び前記正孔輸送層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(H)としたときに、Ip(H)<Ip(Oh-1)<・・・<Ip(Oh-n)<Ip(Lh)の関係を満たすことを特徴とする<1>又は<2>に記載の有機電界発光素子。
<3> The light-emitting layer includes a hole-transporting host material that is the hole-transporting material and an electron-transporting light-emitting material that is the electron-transporting material, and the concentration of the electron-transporting light-emitting material is Gradually decreasing from the cathode side toward the anode side, and
The plurality of hole transport intermediate layers are arranged, and each of the plurality (n layers: n ≧ 2) of the hole transport intermediate layers has an ionization potential of a material contained in the hole transport intermediate layer as an anode. , Ip (Oh-1)... Ip (Oh-n), the ionization potential of the host material contained in the light emitting layer, Ip (Lh), and the hole transport layer. When the ionization potential of the material is Ip (H), the relationship of Ip (H) <Ip (Oh-1) <... <Ip (Oh-n) <Ip (Lh) is satisfied. The organic electroluminescent element as described in <1> or <2>.
<4> 前記発光層中に、前記正孔輸送性材料となる正孔輸送性ホスト材料と、前記電子輸送性材料となる電子輸送性発光材料とを含み、前記電子輸送性発光材料の濃度が前記陰極側から前記陽極側に向けて漸減しており、且つ、
前記複数の電子輸送中間層が配置されており、該複数(m層:m≧2)の電子輸送中間層が、いずれも、該電子輸送中間層に含まれる材料の電子親和力を陰極に最も近い層から順に、Ea(Oe-1)・・・Ea(Oe-m)、前記発光層に含まれる前記発光材料の電子親和力をEa(Ll)、及び前記電子輸送層に含まれる材料の電子親和力をEa(E)としたときに、Ea(E)>Ea(Oe-1)>・・・>Ea(Oe-m)>Ea(Ll)の関係を満たすことを特徴とする<1>〜<3>のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。
<5> 前記発光層の前記陽極側界面付近の領域における前記電子輸送性発光材料の濃度が、前記発光層の前記陰極側界面付近の領域における濃度に対して0%以上50%以下であることを特徴とする<3>又は<4>に記載の有機電界発光素子。
<4> The light emitting layer includes a hole transporting host material that is the hole transporting material and an electron transporting light emitting material that is the electron transporting material, and the concentration of the electron transporting light emitting material is Gradually decreasing from the cathode side toward the anode side, and
The plurality of electron transport intermediate layers are arranged, and the plurality of (m layers: m ≧ 2) electron transport intermediate layers are all closest to the cathode in electron affinity of the material contained in the electron transport intermediate layer. In order from the layer, Ea (Oe-1)... Ea (Oe-m), the electron affinity of the light emitting material contained in the light emitting layer is Ea (Ll), and the electron affinity of the material contained in the electron transport layer. <E>(E)> Ea (E)> Ea (Oe-1)>...> Ea (Oe-m)> Ea (Ll) The organic electroluminescent element as described in any one of <3>.
<5> The concentration of the electron-transporting light-emitting material in the region near the anode-side interface of the light-emitting layer is 0% or more and 50% or less with respect to the concentration in the region near the cathode-side interface of the light-emitting layer. <3> or <4>, wherein the organic electroluminescence device is characterized.
<6> 前記発光層中に、前記電子輸送性材料となる電子輸送性ホスト材料と、前記正孔輸送性材料となる正孔輸送性発光材料とを含み、前記正孔輸送性発光材料の濃度が前記陽極側から前記陰極側に向けて漸減しており、且つ、
前記複数の電子輸送中間層が配置されており、該複数(m層:m≧2)の電子輸送中間層が、いずれも、該電子輸送中間層に含まれる材料の電子親和力を陰極に最も近い層から順に、Ea(Oe-1)・・・Ea(Oe-m)、前記発光層に含まれる前記ホスト材料の電子親和力をEa(Lh)、及び前記電子輸送層に含まれる材料の電子親和力をEa(E)としたときに、Ea(E)>Ea(Oe-1)>・・・>Ea(Oe-m)>Ea(Lh)の関係を満たすことを特徴とする<1>又は<2>に記載の有機電界発光素子。
<6> The light emitting layer includes an electron transporting host material that serves as the electron transporting material and a hole transporting light emitting material that serves as the hole transporting material, and the concentration of the hole transporting light emitting material. Is gradually reduced from the anode side toward the cathode side, and
The plurality of electron transport intermediate layers are arranged, and the plurality of (m layers: m ≧ 2) electron transport intermediate layers are all closest to the cathode in electron affinity of the material contained in the electron transport intermediate layer. In order from the layer, Ea (Oe-1)... Ea (Oe-m), the electron affinity of the host material contained in the light emitting layer is Ea (Lh), and the electron affinity of the material contained in the electron transport layer. <1> or satisfying the relationship of Ea (E)> Ea (Oe-1)>...> Ea (Oe-m)> Ea (Lh) The organic electroluminescent element as described in <2>.
<7> 前記発光層中に、前記電子輸送性材料となる電子輸送性ホスト材料と、前記正孔輸送性材料となる正孔輸送性発光材料とを含み、前記正孔輸送性発光材料の濃度が前記陽極側から前記陰極側に向けて漸減しており、且つ、
前記複数の正孔輸送中間層が配置されており、該複数(n層:n≧2)の正孔輸送中間層が、いずれも、該正孔輸送中間層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルを陽極から最も近い順に、Ip(Oh-1)・・・Ip(Oh-n)、前記発光層に含まれる前記発光材料のイオン化ポテンシャルをIp(Ll)、及び前記正孔輸送層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(H)としたときに、Ip(H)<Ip(Oh-1)<・・・<Ip(Oh-n)<Ip(Ll)の関係を満たすことを特徴とする<1>、<2>、及び<6>いずれかに記載の有機電界発光素子。
<7> The light emitting layer includes an electron transporting host material that serves as the electron transporting material and a hole transporting light emitting material that serves as the hole transporting material, and a concentration of the hole transporting light emitting material. Is gradually reduced from the anode side toward the cathode side, and
The plurality of hole transport intermediate layers are arranged, and each of the plurality (n layers: n ≧ 2) of the hole transport intermediate layers has an ionization potential of a material contained in the hole transport intermediate layer as an anode. , Ip (Oh-1)... Ip (Oh-n), the ionization potential of the light emitting material contained in the light emitting layer, Ip (Ll), and the material contained in the hole transport layer. When the ionization potential is Ip (H), the relationship of Ip (H) <Ip (Oh-1) <... <Ip (Oh-n) <Ip (Ll) is satisfied <1 >, <2>, and the organic electroluminescent element in any one of <6>.
<8> 前記発光層の前記陰極側界面付近の領域における前記正孔輸送性発光材料の濃度が、前記発光層の前記陽極側界面付近の領域における濃度に対して0%以上50%以下であることを特徴とする<6>又は<7>に記載の有機電界発光素子。 <8> The concentration of the hole-transporting light-emitting material in the region near the cathode-side interface of the light-emitting layer is 0% to 50% with respect to the concentration in the region near the anode-side interface of the light-emitting layer. <6> or <7>, The organic electroluminescent element characterized by the above-mentioned.
<9> 前記複数の正孔輸送中間層、および/又は、前記複数の電子輸送中間層の総数がそれぞれ、2層以上5層以下であることを特徴とする<3>〜<8>に記載の有機電界発光素子。 <9> The total number of the plurality of hole transport intermediate layers and / or the plurality of electron transport intermediate layers is 2 or more and 5 or less, respectively, <3> to <8>, Organic electroluminescent element.
<10> 前記複数の正孔輸送中間層のそれぞれの厚さ、又は、前記複数の電子輸送中間層のそれぞれの厚さが、0.1nm以上5nm以下であることを特徴とする<1>〜<9>のいずれかに記載の有機発光素子。 <10> The thickness of each of the plurality of hole transporting intermediate layers or the thickness of each of the plurality of electron transporting intermediate layers is from 0.1 nm to 5 nm, wherein <1> to <1> The organic light emitting element in any one of <9>.
<11> 前記複数の正孔輸送中間層の全体の厚さ、又は、前記複数の電子輸送中間層の全体の厚さが、それぞれ0.2nm以上30nm以下であることを特徴とする<1>〜<10>のいずれかに記載の有機発光素子。 <11> The total thickness of the plurality of hole transport intermediate layers or the total thickness of the plurality of electron transport intermediate layers is 0.2 nm to 30 nm, respectively. <1> The organic light emitting element in any one of-<10>.
<12> 発光スペクトルのピーク波長が430nmから480nmの間であることを特徴とする<1>〜<11>のいずれかに記載の有機電界発光素子。 <12> The organic electroluminescent element according to any one of <1> to <11>, wherein the peak wavelength of the emission spectrum is between 430 nm and 480 nm.
本発明によれば、発光効率が高く、色度の変動幅が小さい有機電界発光素子が提供される。 According to the present invention, there is provided an organic electroluminescence device having high luminous efficiency and small variation in chromaticity.
以下、添付の図面を参照しながら、本発明に係る有機電界発光素子について説明する。
図8は、3つのタイプの有機EL素子について、それぞれ正孔輸送層、発光層、及び電子輸送層のエネルギー準位をモデル化して示した図である。
発光層と隣接層とのエネルギー障壁が大きな場合、駆動電圧の変動で電荷の注入量が大きく変化する。つまり発光層内での再結合位置が駆動電圧によって移動するため、駆動電圧、すなわち輝度によって色度が変化してしまう問題がある。しかし発光層に発光材料の濃度差が無ければ(図8(A))、色度の変化は小さく、それほど問題にはならない。
Hereinafter, an organic electroluminescent device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 8 is a diagram showing modeled energy levels of the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer for the three types of organic EL elements.
When the energy barrier between the light emitting layer and the adjacent layer is large, the amount of charge injection varies greatly due to fluctuations in the driving voltage. That is, since the recombination position in the light emitting layer is moved by the driving voltage, there is a problem that the chromaticity is changed by the driving voltage, that is, the luminance. However, if there is no difference in the concentration of the light emitting material in the light emitting layer (FIG. 8A), the change in chromaticity is small, which is not a problem.
一方、本発明者らの実験によると、例えば、発光スペクトルのピーク波長が430nmから480nmの間にある有機EL素子における発光層内の発光分布は、電子輸送層(ETL)側に寄った分布であることが実験的に示された。これは、発光層内のキャリアバランスが正孔過多、電子不足の状態にあるためであり、このような局所発光は発光効率の低下、発光負荷集中による耐久性の悪化を引き起こすと考えられる。 On the other hand, according to the experiments by the present inventors, for example, the light emission distribution in the light emitting layer in the organic EL device having a peak wavelength of the light emission spectrum between 430 nm and 480 nm is a distribution close to the electron transport layer (ETL) side. It has been shown experimentally. This is because the carrier balance in the light emitting layer is in a state of excessive holes and insufficient electrons, and such local light emission is considered to cause a decrease in light emission efficiency and a deterioration in durability due to concentration of light emission load.
このようなETL側局所発光に対し、例えば正孔輸送性を示すホスト材料と、電子輸送性を示す発光材料を用い、発光材料の濃度を高めることで発光層により多くの電子を注入できるとも考えられる。ところが、電子輸送性を示す発光材料を高濃度とした発光層では、正孔輸送層(HTL)側と電子輸送層(ETL)側の両方に寄った発光分布が観測されてしまう。すなわち、発光層中の電子輸送性の発光材料の濃度を高めると、電子が発光層に注入されるものの、注入された電子は再結合に寄与することなくHTL側界面付近まで移動してしまい、結果として界面付近での局所発光の問題を解決することができないと考えられる。 For such ETL-side local light emission, for example, a host material that exhibits hole transportability and a light-emitting material that exhibits electron transportability are used, and it is considered that more electrons can be injected into the light-emitting layer by increasing the concentration of the light-emitting material. It is done. However, in a light emitting layer having a high concentration of a light emitting material exhibiting electron transporting properties, a light emission distribution close to both the hole transport layer (HTL) side and the electron transport layer (ETL) side is observed. That is, when the concentration of the electron-transporting light-emitting material in the light-emitting layer is increased, electrons are injected into the light-emitting layer, but the injected electrons move to the vicinity of the interface on the HTL side without contributing to recombination. As a result, it is considered that the problem of local light emission near the interface cannot be solved.
そこで、発光効率及び耐久性の向上のために、電子輸送性発光材料の濃度をETL側からHTL側に向けて減少させたところ(図8(B))、発光分布は全体発光に近づき、効率及び耐久性の向上が観測された。発光層に注入された電子がHTL側に進むにつれて移動が抑制され、発光層の中央部でも再結合するようになったと考えられる。これにより、陰極側に寄った発光分布が大きく改善され、発光効率及び耐久性の向上を図ることができる。 Therefore, when the concentration of the electron transporting light emitting material is decreased from the ETL side to the HTL side in order to improve the light emission efficiency and durability (FIG. 8B), the light emission distribution approaches the whole light emission, and the efficiency And an improvement in durability was observed. It is considered that the movement of the electrons injected into the light emitting layer was suppressed as it proceeded to the HTL side, and recombination began at the center of the light emitting layer. Thereby, the light emission distribution close to the cathode side is greatly improved, and the light emission efficiency and durability can be improved.
しかし、発光層に上記のような濃度勾配を持たせると、駆動電圧が下がり、発光層と正孔輸送層間のイオン化ポテンシャルの差が大きい場合、正孔の発光層への注入が困難となるため、駆動電圧によって正孔の注入量の変化が大きくなり、発光位置が駆動電圧依存で変化するようになる。そして、発光位置で発光材料の濃度が異なるため、駆動電圧、すなわち輝度により発光位置が変化することで色度が大きく変化してしまう。 However, if the light emitting layer has a concentration gradient as described above, the driving voltage decreases, and if the difference in ionization potential between the light emitting layer and the hole transport layer is large, it becomes difficult to inject holes into the light emitting layer. The change in the amount of injected holes increases with the driving voltage, and the light emission position changes depending on the driving voltage. And since the density | concentration of a luminescent material changes with light emission positions, chromaticity will change a lot when the light emission position changes with a drive voltage, ie, brightness | luminance.
そこで、本発明者らは、発光層の構成材料が厚さ方向に濃度勾配を有しても、色度の変動を抑制することができる有機EL素子について鋭意検討を重ねた。その結果、発光層とその隣接層(電子輸送層又は正孔輸送層)との間に、電子又は正孔に係る発光層−隣接層間の障壁差を小さくするため、複数の電子輸送中間層および/又は正孔輸送中間層を設けて障壁を段階的に低減させることにより(図8(C))、濃度勾配を持つ発光層での発光位置の輝度(駆動電圧)依存性が小さくなり、輝度によらず色度の変化を小さくすることができることを見出し、本発明の完成に至った。 Therefore, the present inventors have intensively studied an organic EL element that can suppress the change in chromaticity even when the constituent material of the light emitting layer has a concentration gradient in the thickness direction. As a result, in order to reduce the barrier difference between the light-emitting layer and the adjacent layer related to electrons or holes between the light-emitting layer and the adjacent layer (electron transport layer or hole transport layer), a plurality of electron transport intermediate layers and By providing a hole transport intermediate layer by reducing the barrier stepwise (FIG. 8C), the luminance (driving voltage) dependence of the light emitting position in the light emitting layer having a concentration gradient is reduced, and the luminance is increased. Regardless of this, it was found that the change in chromaticity can be reduced, and the present invention has been completed.
図1〜図4は、それぞれ本発明に係る有機電界発光素子の典型例を示している。本発明に係る有機電界発光素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、前記一対の電極間に配置された発光層と、前記陽極と前記発光層との間に配置された正孔輸送層と、前記陰極と前記発光層との間に配置された電子輸送層を含み、前記発光層中に、発光材料及びホスト材料として、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料を含み、該正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の少なくとも一方が、該発光層の厚さ方向に濃度勾配を有している。さらに、前記正孔輸送層と前記発光層に隣接し、正孔輸送層から発光層へ正孔の輸送を仲介する複数(n層:n≧2)の正孔輸送中間層が陽極に最も近い層から順に、正孔輸送中間層1・・・正孔輸送中間層nと配置され、および/又は、前記電子輸送層と前記発光層に隣接し、電子輸送層から発光層へ電子の輸送を仲介する複数(m層:m≧2)の電子輸送中間層が陰極に最も近い層から順に、電子輸送中間層1・・・電子輸送中間層mと配置されており前記複数の正孔輸送中間層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをそれぞれIp(正孔輸送中間層1)・・・Ip(正孔輸送中間層n)、前記発光層に含まれる正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルをIp(発光層)、前記正孔輸送層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(正孔輸送層)、前記複数の電子輸送中間層に含まれる材料の電子親和力をそれぞれEa(電子輸送中間層1)・・・Ea(電子輸送中間層m)、前記発光層に含まれる電子輸送材料の電子親和力をEa(発光層)、前記電子輸送層に含まれる材料の電子親和力をEa(電子輸送層)とすると、それぞれ
Ip(正孔輸送層)<Ip(正孔輸送中間層1)<・・・<Ip(正孔輸送中間層n)<Ip(発光層) および/又は
Ea(電子輸送層)>Ea(電子輸送中間層1)>・・・>Ea(電子輸送中間層m)>Ea(発光層)
となることを特徴とする。
1 to 4 show typical examples of the organic electroluminescent device according to the present invention. An organic electroluminescence device according to the present invention includes a pair of electrodes composed of an anode and a cathode, a light emitting layer disposed between the pair of electrodes, and a hole transport layer disposed between the anode and the light emitting layer. And an electron transport layer disposed between the cathode and the light emitting layer, and the light emitting layer includes a hole transporting material and an electron transporting material as a light emitting material and a host material. At least one of the transport material and the electron transport material has a concentration gradient in the thickness direction of the light emitting layer. Further, a plurality of (n layers: n ≧ 2) hole transport intermediate layers that are adjacent to the hole transport layer and the light emitting layer and mediate the transport of holes from the hole transport layer to the light emitting layer are closest to the anode. In order from the layer, the hole transport intermediate layer 1 is arranged as the hole transport intermediate layer n and / or is adjacent to the electron transport layer and the light emitting layer, and transports electrons from the electron transport layer to the light emitting layer. A plurality (m layer: m ≧ 2) of electron transport intermediate layers that mediate are arranged in order from the layer closest to the cathode, the electron transport intermediate layer 1... The electron transport intermediate layer m. Ip (hole transport intermediate layer 1)... Ip (hole transport intermediate layer n) respectively, and the ionization potential of the hole transport material contained in the light emitting layer is Ip (light emitting layer). ), The ionization potential of the material contained in the hole transport layer is Ip ( Hole transport layer), Ea (electron transport intermediate layer 1)... Ea (electron transport intermediate layer m), and electron transport material contained in the light emitting layer. And Ea (electron transport layer) as the electron affinity of the material contained in the electron transport layer, Ip (hole transport layer) <Ip (hole transport intermediate layer 1) < ... <Ip (hole transport intermediate layer n) <Ip (light emitting layer) and / or Ea (electron transport layer)> Ea (electron transport intermediate layer 1)>...> Ea (electron transport intermediate layer m) > Ea (light emitting layer)
It is characterized by becoming.
図1は、本発明に係る有機電界発光素子の構成の一例(第1実施形態)を示している。
本実施形態では、支持基板12上に有機EL素子10が形成されており、発光層16中に、正孔輸送性材料となる正孔輸送性ホスト材料と、電子輸送性材料となる電子輸送性発光材料とを含み、電子輸送性発光材料の濃度が陰極19側から陽極13側に向けて漸減している。そして、発光層16と正孔輸送層14の間に、正孔輸送層14から発光層16へ正孔の輸送を仲介する複数の正孔輸送中間層15a,15b,15cが配置されている。さらに、該複数の正孔輸送中間層15a,15b,15cは、いずれも、各正孔輸送中間層15a,15b,15cに含まれる材料のイオン化ポテンシャルをそれぞれ、Ip(Oh-a)、Ip(Oh-b)、Ip(Oh-c)、発光層16に含まれるホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp(Lh)、及び正孔輸送層14に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(H)としたときに、それぞれIp(H)<Ip(Oh-a)<Ip(Oh-b)<Ip(Oh-c)<Ip(Lh)の関係を満たすように構成されている(図1(C))。
FIG. 1 shows an example of the configuration of an organic electroluminescent element according to the present invention (first embodiment).
In this embodiment, the organic EL element 10 is formed on the support substrate 12, and a hole transporting host material that is a hole transporting material and an electron transporting property that is an electron transporting material in the light emitting layer 16. The concentration of the electron transporting luminescent material is gradually decreased from the cathode 19 side toward the anode 13 side. A plurality of hole transport intermediate layers 15 a, 15 b, and 15 c that mediate the transport of holes from the hole transport layer 14 to the light emitting layer 16 are disposed between the light emitting layer 16 and the hole transport layer 14. Further, each of the plurality of hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c has the ionization potential of the material contained in each of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c, respectively, Ip (Oh-a), Ip ( Oh-b), Ip (Oh-c), when the ionization potential of the host material contained in the light emitting layer 16 is Ip (Lh), and when the ionization potential of the material contained in the hole transport layer 14 is Ip (H) 1p (H) <Ip (Oh-a) <Ip (Oh-b) <Ip (Oh-c) <Ip (Lh) (FIG. 1C). .
図1(B)では、正孔輸送中間層15a,15b,15cは3層形成されているが、これに限定されず2層以上であればよい。ただし、正孔輸送中間層15a,15b,15c全体の厚さが大き過ぎると、発光層16への正孔の注入の妨げとなったり、生産性の低下を招くおそれもあるため、2層以上5層以下とすることが好ましい。 In FIG. 1B, three layers of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c are formed. However, if the total thickness of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c is too large, it may hinder the injection of holes into the light emitting layer 16 and may cause a decrease in productivity. It is preferable to have 5 layers or less.
図2は、本発明に係る有機電界発光素子の構成の、他の例(第2実施形態)を示している。この有機EL素子20の発光層16は、第1実施形態と同様、正孔輸送性ホスト材料と、電子輸送性発光材料とを含み、電子輸送性発光材料の濃度が陰極19側から陽極13側に向けて漸減している。一方、発光層16と前記電子輸送層18の間に、電子輸送層18から発光層16へ電子の輸送を仲介する複数の電子輸送中間層17a,17b,17cが配置されており、該複数の電子輸送中間層17a,17b,17cは、各電子輸送中間層17a,17b,17cに含まれる材料の電子親和力をそれぞれ、Ea(Oe−a)、Ea(Oe−b)、Ea(Oe−c)、前記発光層16に含まれる前記電子輸送性発光材料の電子親和力をEa(Ll)、及び前記電子輸送層18に含まれる材料の電子親和力をEa(E)としたときに、いずれも、Ea(E)>Ea(Oe−a)>Ea(Oe−b)>Ea(Oe−c)>Ea(Ll)の関係を満たすように構成されている(図2(C))。 FIG. 2 shows another example (second embodiment) of the configuration of the organic electroluminescent element according to the present invention. As in the first embodiment, the light emitting layer 16 of the organic EL element 20 includes a hole transporting host material and an electron transporting light emitting material, and the concentration of the electron transporting light emitting material is from the cathode 19 side to the anode 13 side. It is gradually decreasing toward. On the other hand, a plurality of electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c that mediate the transport of electrons from the electron transport layer 18 to the light-emitting layer 16 are disposed between the light-emitting layer 16 and the electron transport layer 18. The electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c have electron affinities of materials included in the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c, respectively, Ea (Oe-a), Ea (Oe-b), and Ea (Oe-c). ), When the electron affinity of the electron-transporting light-emitting material contained in the light-emitting layer 16 is Ea (Ll), and the electron affinity of the material contained in the electron-transporting layer 18 is Ea (E), It is comprised so that the relationship of Ea (E)> Ea (Oe-a)> Ea (Oe-b)> Ea (Oe-c)> Ea (Ll) may be satisfied (FIG. 2C).
図2(B)では、発光層16と電子輸送層18の間に、電子輸送中間層17a,17b,17cは3層形成されているが、これに限定されず2層以上であればよい。ただし、電子輸送中間層17a,17b,17c全体の厚さが大き過ぎると、発光層16への電子の注入を妨げたり、生産性の低下を招くおそれもあるため、2層以上5層以下とすることが好ましい。 In FIG. 2B, three electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c are formed between the light emitting layer 16 and the electron transport layer 18. However, the present invention is not limited to this, and two or more layers may be used. However, if the total thickness of the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c is too large, injection of electrons into the light emitting layer 16 may be hindered or productivity may be reduced. It is preferable to do.
図3は、本発明に係る有機電界発光素子の構成の他の例(第3実施形態)を示している。この有機EL素子30では、発光層16中に、電子輸送性ホスト材料と、正孔輸送性発光材料とを含み、正孔輸送性発光材料の濃度が陽極13側から陰極19側に向けて漸減している。そして、発光層16と電子輸送層18の間に、電子輸送層18から発光層16へ電子の輸送を仲介する複数の電子輸送中間層17a,17b,17cが配置されている。さらに、各電子輸送中間層17a,17b,17cに含まれる材料の電子親和力をそれぞれ、Ea(Oe−a)、Ea(Oe-b)、Ea(Oe-c)、発光層16に含まれるホスト材料の電子親和力をEa(Lh)、及び電子輸送層18に含まれる材料の電子親和力をEa(E)としたときに、いずれも、Ea(E)>Ea(Oe−a)>Ea(Oe-b)>Ea(Oe-c)>Ea(Lh)の関係を満たすように構成されている(図3(C))。 FIG. 3 shows another example (third embodiment) of the configuration of the organic electroluminescent element according to the present invention. In this organic EL element 30, the light emitting layer 16 includes an electron transporting host material and a hole transporting light emitting material, and the concentration of the hole transporting light emitting material gradually decreases from the anode 13 side toward the cathode 19 side. is doing. A plurality of electron transport intermediate layers 17 a, 17 b, and 17 c that mediate transport of electrons from the electron transport layer 18 to the light emitting layer 16 are disposed between the light emitting layer 16 and the electron transport layer 18. Furthermore, the electron affinity of the material contained in each electron transport intermediate layer 17a, 17b, and 17c is set to Ea (Oe-a), Ea (Oe-b), Ea (Oe-c), and the host contained in the light emitting layer 16, respectively. When the electron affinity of the material is Ea (Lh) and the electron affinity of the material contained in the electron transport layer 18 is Ea (E), Ea (E)> Ea (Oe-a)> Ea (Oe) -b)> Ea (Oe-c)> Ea (Lh) (FIG. 3C).
この実施形態でも、前記第2の実施形態と同様の理由により、発光層16と電子輸送層18との間の電子輸送中間層17a,17b,17cは、2層以上5層以下とすることが好ましい。 Also in this embodiment, for the same reason as in the second embodiment, the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c between the light-emitting layer 16 and the electron transport layer 18 may be 2 layers or more and 5 layers or less. preferable.
図4は、本発明に係る有機電界発光素子の構成の他の例(第4実施形態)を示している。この有機EL素子40の発光層16は、第3実施形態と同様、電子輸送性ホスト材料と、正孔輸送性発光材料とを含み、正孔輸送性発光材料の濃度が陽極13側から陰極19側に向けて漸減している。一方、発光層16と正孔輸送層14の間に、正孔輸送層14から発光層16へ正孔の輸送を仲介する複数の正孔輸送中間層15a,15b,15cが配置されている。そして、各正孔輸送中間層15a,15b,15cに含まれる材料のイオン化ポテンシャルをそれぞれ、Ip(Oh−a)、Ip(Oh-b)、Ip(Oh-c)、発光層16に含まれる前記発光材料のイオン化ポテンシャルをIp(Ll)、及び正孔輸送層14に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(H)としたときに、いずれも、Ip(H)<Ip(Oh−a)<Ip(Oh-b)<Ip(Oh-c)<Ip(Ll)の関係を満たすように構成されている(図4(C))。 FIG. 4 shows another example (fourth embodiment) of the configuration of the organic electroluminescent element according to the present invention. As in the third embodiment, the light emitting layer 16 of the organic EL element 40 includes an electron transporting host material and a hole transporting light emitting material. The concentration of the hole transporting light emitting material is from the anode 13 side to the cathode 19. It gradually decreases toward the side. On the other hand, a plurality of hole transport intermediate layers 15 a, 15 b, and 15 c that mediate the transport of holes from the hole transport layer 14 to the light emitting layer 16 are disposed between the light emitting layer 16 and the hole transport layer 14. The ionization potentials of the materials included in each of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c are included in Ip (Oh-a), Ip (Oh-b), Ip (Oh-c), and the light emitting layer 16, respectively. When the ionization potential of the light emitting material is Ip (Ll) and the ionization potential of the material contained in the hole transport layer 14 is Ip (H), both of them are Ip (H) <Ip (Oh-a) < It is configured to satisfy the relationship of Ip (Oh-b) <Ip (Oh-c) <Ip (Ll) (FIG. 4C).
この実施形態でも、前記第1の実施形態と同様の理由により、発光層16と正孔輸送層14との間の正孔輸送中間層15a,15b,15cは、2層以上5層以下とすることが好ましい。 Also in this embodiment, for the same reason as in the first embodiment, the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c between the light emitting layer 16 and the hole transport layer 14 are not less than 2 layers and not more than 5 layers. It is preferable.
なお、本発明において、電子輸送性発光材料とは、正孔輸送性よりも電子輸送性が強く、かつ、発光する材料であり、正孔輸送性ホスト材料とは、電子輸送性よりも正孔輸送性が強く、かつ、発光しない材料である。また、正孔輸送性発光材料とは、電子輸送性よりも正孔輸送性が強く、かつ、発光する材料であり、電子輸送性ホスト材料とは、正孔輸送性よりも電子輸送性が強く、かつ、発光しない材料である。 In the present invention, the electron-transporting light-emitting material is a material that has higher electron-transport property than the hole-transport property and emits light, and the hole-transporting host material is a hole-transporting material rather than the electron-transporting property. It is a material that has high transportability and does not emit light. A hole-transporting light-emitting material is a material that has a hole-transport property stronger than an electron-transport property and emits light. An electron-transport host material has a electron-transport property stronger than a hole-transport property. And a material that does not emit light.
以上のような第1実施形態〜第4実施形態のいずれかの形態を有する有機EL素子10,20,30,40であれば、発光層16と正孔輸送層14および/又は電子輸送層18との間で複数の正孔輸送中間層15a〜15c及び/又は電子輸送中間層17a〜17cが設けられており、このような正孔輸送中間層を1層設ける場合に比べ、正孔および/又は電子の発光層への注入障壁を大幅に小さくすることができる。従って、発光層16が濃度勾配を持っていても、発光位置の輝度(駆動電圧)依存性が小さくなり、輝度によらず色度の変化を極めて小さくすることができる。 In the case of the organic EL elements 10, 20, 30, 40 having any one of the first to fourth embodiments as described above, the light emitting layer 16, the hole transport layer 14, and / or the electron transport layer 18 are used. Are provided with a plurality of hole transport intermediate layers 15a to 15c and / or electron transport intermediate layers 17a to 17c. Compared with the case where one such hole transport intermediate layer is provided, holes and / or Alternatively, the barrier for injection of electrons into the light emitting layer can be significantly reduced. Therefore, even if the light emitting layer 16 has a concentration gradient, the luminance (driving voltage) dependency of the light emitting position becomes small, and the change in chromaticity can be made extremely small regardless of the luminance.
なお、本発明に係る有機EL素子の発光層16は、例えば図5に示すように、発光材料、電子輸送性ホスト材料、及び正孔輸送性ホスト材料を含み、発光材料は濃度勾配を持たず、電子輸送性ホスト材料と正孔輸送性ホスト材料とが所定の方向に濃度勾配を持つようにすることもできる。このように発光層16の濃度が厚さ方向で均一であっても、駆動電圧によって発光位置が変化し、それにより色度の変動幅が大きくなる場合がある。そのような場合でも、前記したイオン化ポテンシャルおよび/又は電子親和力の関係を満たすように、複数の正孔輸送中間層15a,15b,15c、および/又は、複数の電子輸送中間層17a,17b,17cを設けることで色度の変動幅を小さくすることができる。 The light emitting layer 16 of the organic EL device according to the present invention includes a light emitting material, an electron transporting host material, and a hole transporting host material as shown in FIG. 5, for example, and the light emitting material has no concentration gradient. The electron transporting host material and the hole transporting host material may have a concentration gradient in a predetermined direction. As described above, even if the concentration of the light emitting layer 16 is uniform in the thickness direction, the light emission position may change depending on the driving voltage, and thereby the variation range of chromaticity may increase. Even in such a case, the plurality of hole transport intermediate layers 15a, 15b, 15c and / or the plurality of electron transport intermediate layers 17a, 17b, 17c are satisfied so as to satisfy the relationship between the ionization potential and / or the electron affinity. By providing this, the fluctuation range of chromaticity can be reduced.
ただし、図1〜図4に示したように発光材料が発光層16の厚さ方向に濃度勾配を有する場合に発光効率が向上する一方、色度の変動幅が大きくなり易い。従って、本発明は、発光効率がより向上するとともに、色度の変動幅をより効果的に抑制することができ、好ましい。
以下、本発明に係る有機EL素子の構成要素についてより具体的に説明する。
However, as shown in FIGS. 1 to 4, when the light emitting material has a concentration gradient in the thickness direction of the light emitting layer 16, the light emission efficiency is improved, but the variation range of chromaticity tends to be large. Therefore, the present invention is preferable because the luminous efficiency is further improved and the variation range of chromaticity can be more effectively suppressed.
Hereinafter, the constituent elements of the organic EL element according to the present invention will be described more specifically.
<支持基板>
支持基板12は、有機EL素子10,20,30,40を支持することができる強度、光透過性等を有するものであれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、ジルコニア安定化イットリウム(YSZ)、ガラス等の無機材料、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の有機材料が挙げられる。
<Support substrate>
The support substrate 12 is not particularly limited as long as it has strength, light transmittance, and the like that can support the organic EL elements 10, 20, 30, and 40, and a known substrate can be used. For example, zirconia stabilized yttrium (YSZ), inorganic materials such as glass, polyethylene terephthalate, polybutylene phthalate, polyethylene naphthalate and other polyesters, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, polyimide, polycycloolefin, norbornene resin, Organic materials such as poly (chlorotrifluoroethylene) can be mentioned.
支持基板12としてガラスを用いる場合、ガラスからの溶出イオンを少なくするため、無アルカリガラスを用いることが好ましい。ソーダライムガラスを用いる場合には、シリカなどのバリアコートを施したものを使用することが好ましい。 When glass is used as the support substrate 12, it is preferable to use alkali-free glass in order to reduce ions eluted from the glass. When soda lime glass is used, it is preferable to use a glass with a barrier coat such as silica.
有機材料からなる支持基板12を用いる場合には、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、及び加工性に優れていることが好ましい。特にプラスチック製の支持基板12を用いる場合には、水分や酸素の透過を抑制するため、支持基板12の片面又は両面に透湿防止層又はガスバリア層を設けることが好ましい。透湿防止層又はガスバリア層の材料としては、窒化珪素、酸化珪素などの無機物を好適に用いることができる。透湿防止層又はガスバリア層は、例えば、高周波スパッタリング法などにより形成することができる。
また、熱可塑性の支持基板を用いる場合には、更に必要に応じて、ハードコート層、アンダーコート層などを設けてもよい。
When the support substrate 12 made of an organic material is used, it is preferable that the substrate is excellent in heat resistance, dimensional stability, solvent resistance, electrical insulation, and workability. In particular, when a plastic support substrate 12 is used, it is preferable to provide a moisture permeation preventive layer or a gas barrier layer on one side or both sides of the support substrate 12 in order to suppress the permeation of moisture and oxygen. As a material for the moisture permeation preventing layer or the gas barrier layer, an inorganic material such as silicon nitride or silicon oxide can be suitably used. The moisture permeation preventing layer or the gas barrier layer can be formed by, for example, a high frequency sputtering method.
Moreover, when using a thermoplastic support substrate, you may provide a hard-coat layer, an undercoat layer, etc. further as needed.
支持基板12の形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機EL表示素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができる。一般的には、支持基板12の形状としては、取り扱い性、有機EL素子の形成容易性等の観点から、板状であることが好ましい。支持基板12の構造は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。また、支持基板12は、単一部材で構成されていてもよいし、2つ以上の部材で構成されていてもよい。 There is no restriction | limiting in particular about the shape of the support substrate 12, a structure, a magnitude | size, etc., It can select suitably according to the use, the objective, etc. of an organic EL display element. In general, the shape of the support substrate 12 is preferably a plate shape from the viewpoints of handleability, ease of forming an organic EL element, and the like. The structure of the support substrate 12 may be a single layer structure or a laminated structure. Moreover, the support substrate 12 may be comprised with the single member, and may be comprised with two or more members.
なお、有機EL素子による発光装置には、一般的に、発光層から発せられた光を支持基板12側から取り出すボトムエミッション方式と、支持基板12の反対側から取り出すトップエミッション方式があり、本発明はいずれの方式も採用することができる。トップエミッション方式の有機EL発光装置を製造する場合には、支持基板12側から光を取り出す必要がないため、例えば、ステンレス、Fe、Al、Ni、Co、Cuやこれらの合金等の金属基板やシリコン基板を用いることができる。このような金属等の支持基板であれば、厚みが薄くても、強度が高く、大気中の水分や酸素に対して高いガスバリア性を有するものとなる。なお、金属製の支持基板を用いる場合には、支持基板12と下部電極13との間に電気絶縁性を確保するための絶縁膜を設ければよい。 Note that light emitting devices using organic EL elements generally include a bottom emission method in which light emitted from the light emitting layer is extracted from the support substrate 12 side and a top emission method in which light emitted from the opposite side of the support substrate 12 is provided. Either method can be adopted. When manufacturing a top emission type organic EL light emitting device, it is not necessary to extract light from the support substrate 12 side. For example, a metal substrate such as stainless steel, Fe, Al, Ni, Co, Cu, or an alloy thereof, A silicon substrate can be used. With such a support substrate made of metal or the like, even if it is thin, it has high strength and has a high gas barrier property against moisture and oxygen in the atmosphere. When a metal support substrate is used, an insulating film for ensuring electrical insulation may be provided between the support substrate 12 and the lower electrode 13.
<有機EL素子>
本発明に係る有機EL素子10,20,30,40は、複数の正孔輸送中間層15a〜15c、及び、複数の電子輸送中間層17a〜17cを除き、例えば以下のような層構成を採用することができる。ただし、層構成はこれらに限定されず、目的等に応じて適宜決めればよい。
<Organic EL device>
The organic EL elements 10, 20, 30, and 40 according to the present invention adopt the following layer structure, for example, except for the plurality of hole transport intermediate layers 15a to 15c and the plurality of electron transport intermediate layers 17a to 17c. can do. However, the layer structure is not limited to these, and may be determined as appropriate according to the purpose.
・陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/ブロック層/電子輸送層/電子注入層/陰極
・陽極/正孔輸送層/ブロック層/発光層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔輸送層/ブロック層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
・陽極/正孔注入層/ブロック層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
・陽極/正孔注入層/ブロック層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
Anode / hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / cathode Anode / hole transport layer / light-emitting layer / block layer / electron transport layer / cathode Anode / hole transport layer / light-emitting layer / block layer / electron Transport layer / electron injection layer / cathode ・ Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / block layer / electron transport layer / cathode ・ Anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / block layer / Electron transport layer / electron injection layer / cathode ・ Anode / hole transport layer / block layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode ・ Anode / hole transport layer / block layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer / Cathode ・ Anode / Hole injection layer / Block layer / Hole transport layer / Light emitting layer / Electron transport layer / Cathode ・ Anode / Hole injection layer / Block layer / Hole transport layer / Light emitting layer / Electron transport layer / Electron Injection layer / cathode
通常は、支持基板12側の電極(下部電極)13を陽極とし、封止基板(不図示)側の電極(上部電極)19を陰極とするが、下部電極を陰極、上部電極を陽極とすることもできる。以下の説明においては支持基板12上に陽極13から順次形成していく構成について説明するが、支持基板12上に陰極から逆に形成することも可能である。 Normally, the electrode (lower electrode) 13 on the support substrate 12 side is used as an anode, and the electrode (upper electrode) 19 on the sealing substrate (not shown) side is used as a cathode, but the lower electrode is used as a cathode and the upper electrode is used as an anode. You can also. In the following description, a structure in which the anode 13 is sequentially formed on the support substrate 12 will be described, but it is also possible to reversely form the support substrate 12 from the cathode.
−陽極−
陽極13は、有機EL層に正孔を供給する電極としての機能を有するものであれば、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機EL素子の用途、目的等に応じて公知の電極材料から適宜選択することができる。
陽極13を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、導電性化合物、又はこれらの混合物が好適に挙げられる。具体例として、アンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等の導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、ヨウ化銅、硫化銅などの無機導電性物質、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、及びこれらとITOとの積層物などが挙げられる。この中で好ましいのは導電性金属酸化物であり、特に、生産性、高導電性、透明性等の点からはITOが好ましい。
-Anode-
As long as the anode 13 has a function as an electrode for supplying holes to the organic EL layer, its shape, structure, size, etc. are not particularly limited, and it depends on the use and purpose of the organic EL element. It can select suitably from a well-known electrode material.
Suitable materials for the anode 13 include, for example, metals, alloys, metal oxides, conductive compounds, or mixtures thereof. As specific examples, conductive metal oxides such as tin oxide (ATO, FTO) doped with antimony or fluorine, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), gold Metals such as silver, chromium and nickel, and mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides, inorganic conductive materials such as copper iodide and copper sulfide, and organic conductivity such as polyaniline, polythiophene and polypyrrole Examples thereof include materials and laminates of these and ITO. Among these, a conductive metal oxide is preferable, and ITO is particularly preferable from the viewpoints of productivity, high conductivity, transparency, and the like.
陽極13を形成する方法としては、例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD、プラズマCVD法等の化学的方式が挙げられ、陽極13を構成する材料との適性等を考慮して適宜選択すればよい。例えば、陽極材料としてITOを用いる場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等に従って陽極13を形成することができる。
陽極13を形成する位置は、有機EL素子の用途、目的等に応じて適宜選択することができ、支持基板12の全体に形成してもよいし、一部に形成してもよい。
Examples of the method for forming the anode 13 include a wet method such as a printing method and a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, and an ion plating method, and a chemical method such as a CVD method and a plasma CVD method. In view of suitability for the material constituting the anode 13 and the like, it may be selected as appropriate. For example, when ITO is used as the anode material, the anode 13 can be formed according to a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like.
The position where the anode 13 is formed can be appropriately selected according to the use and purpose of the organic EL element, and may be formed on the entire support substrate 12 or a part thereof.
陽極13を形成する際のパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等を行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。 The patterning for forming the anode 13 may be performed by chemical etching such as photolithography, or may be performed by physical etching using a laser or the like. Further, the mask may be overlapped, and vacuum deposition, sputtering, or the like may be performed, or may be performed by a lift-off method or a printing method.
陽極13の厚みは、陽極13を構成する材料等に応じて適宜選択すればよいが、通常は10nm〜50μm程度であり、50nm〜20μmが好ましい。
また、陽極13の抵抗値は、有機EL層に確実に正孔を供給するために、103Ω/□以下が好ましく、102Ω/□以下がより好ましい。
The thickness of the anode 13 may be appropriately selected according to the material constituting the anode 13, but is usually about 10 nm to 50 μm, and preferably 50 nm to 20 μm.
Further, the resistance value of the anode 13 is preferably 10 3 Ω / □ or less, and more preferably 10 2 Ω / □ or less in order to reliably supply holes to the organic EL layer.
陽極側から光を取り出す場合は、その光透過率は60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。透明陽極については、沢田豊監修「透明電極膜の新展開」シーエムシー刊(1999)に詳述があり、ここに記載されている事項を本発明でも適用することができる。例えば、耐熱性の低いプラスチック製の支持基板を用いる場合は、ITO又はIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜した透明陽極が好ましい。 When light is extracted from the anode side, the light transmittance is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more. The transparent anode is described in detail in Yutaka Sawada's “New Development of Transparent Electrode Film” published by CMC (1999), and the matters described here can be applied to the present invention. For example, when using a plastic support substrate with low heat resistance, a transparent anode formed using ITO or IZO at a low temperature of 150 ° C. or lower is preferable.
−有機EL層−
本発明に係る有機EL素子は、いずれも陽極13と陰極19の間に有機EL層が挟まれた構造を有する。有機EL層を構成する各層は、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれによっても好適に形成することができる。
-Organic EL layer-
Each of the organic EL elements according to the present invention has a structure in which an organic EL layer is sandwiched between an anode 13 and a cathode 19. Each layer constituting the organic EL layer can be suitably formed by any of a dry film forming method such as a vapor deposition method and a sputtering method, a transfer method, and a printing method.
−発光層−
発光層16は、電界印加時に、陽極側から正孔を、陰極側から電子をそれぞれ受け取り、正孔と電子の再結合の場を提供して発光させる機能を有する層である。
本発明では、発光材料及びホスト材料として、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料を含み、該正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の少なくとも一方が、該発光層16の厚さ方向に濃度勾配を有する発光層16とする。例えば、図1(A)に示したように、第1実施形態に係る有機EL素子10は、発光層16中に、正孔輸送性のホスト材料と、電子輸送性の発光材料とを含み、電子輸送性発光材料の濃度が陰極19側から陽極13側に向けて漸減している。
-Light emitting layer-
The light emitting layer 16 is a layer having a function of receiving holes from the anode side and electrons from the cathode side and providing a field for recombination of holes and electrons to emit light when an electric field is applied.
In the present invention, the light-emitting material and the host material include a hole transporting material and an electron transporting material, and at least one of the hole transporting material and the electron transporting material has a concentration in the thickness direction of the light emitting layer 16. The light emitting layer 16 has a gradient. For example, as shown in FIG. 1A, the organic EL device 10 according to the first embodiment includes a hole transporting host material and an electron transporting light emitting material in the light emitting layer 16, The concentration of the electron transporting luminescent material gradually decreases from the cathode 19 side toward the anode 13 side.
なお、特に、発光スペクトルのピーク波長が430nmから480nmの間にある有機EL素子における発光層内の発光分布は、通常、発光層内のキャリアバランスが正孔過多、電子不足の状態となり易い。しかし、本発明に係る有機EL素子は、上記のように濃度勾配を持たせることで、発光層内における正孔と電子のキャリアバランスが均等に近い状態となり、発光層全体において電子と正孔とが再結合して発光することができる。従って、本発明に係る有機EL素子は、特に、発光スペクトルのピーク波長が430nmから480nmの間にある有機EL素子に適用した場合に顕著な効果を奏することができる。 In particular, the light emission distribution in the light emitting layer in an organic EL device having a peak wavelength of the light emission spectrum between 430 nm and 480 nm usually tends to be in a state where the carrier balance in the light emitting layer is excessive in holes and insufficient in electrons. However, the organic EL device according to the present invention has a concentration gradient as described above, so that the carrier balance of holes and electrons in the light emitting layer is almost equal, and electrons and holes in the entire light emitting layer. Can recombine and emit light. Therefore, the organic EL device according to the present invention can exert a remarkable effect particularly when applied to an organic EL device having a peak wavelength of an emission spectrum between 430 nm and 480 nm.
(A)電子輸送性の発光材料
電子輸送性の発光材料は、公知の電子輸送性発光材料を用いることができ、蛍光発光材料でも、燐光発光材料であっても良い。
好ましくは、その電子親和力(Ea)が2.5eV以上3.5eV以下であり、イオン化ポテンシャル(Ip)が5.7eV以上7.0eV以下の電子輸送性発光材料である。
(A) Electron-transporting luminescent material As the electron-transporting luminescent material, a known electron-transporting luminescent material can be used, and it may be a fluorescent luminescent material or a phosphorescent luminescent material.
Preferably, the electron-transporting light-emitting material has an electron affinity (Ea) of 2.5 eV to 3.5 eV and an ionization potential (Ip) of 5.7 eV to 7.0 eV.
燐光発光材料としては、一般に、遷移金属原子又はランタノイド原子を含む錯体を挙げることができる。
遷移金属原子としては、好ましくは、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、及び白金が挙げられ、より好ましくは、レニウム、イリジウム、及び白金であり、更に好ましくはイリジウム、白金である。
ランタノイド原子としては、例えばランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、およびルテシウムが挙げられる。これらのランタノイド原子の中でも、ネオジム、ユーロピウム、及びガドリニウムが好ましい。
In general, examples of phosphorescent materials include complexes containing transition metal atoms or lanthanoid atoms.
The transition metal atom is preferably ruthenium, rhodium, palladium, tungsten, rhenium, osmium, iridium, and platinum, more preferably rhenium, iridium, and platinum, and more preferably iridium, platinum. .
Examples of the lanthanoid atom include lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium. Among these lanthanoid atoms, neodymium, europium, and gadolinium are preferable.
錯体の配位子としては、例えば、G.Wilkinson等著,Comprehensive Coordination Chemistry,Pergamon Press社1987年発行、H.Yersin著,「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」 Springer−Verlag社1987年発行、山本明夫著「有機金属化学−基礎と応用−」裳華房社1982年発行等に記載の配位子などが挙げられる。
具体的な配位子としては、好ましくは、ハロゲン配位子(好ましくは塩素配位子)、芳香族炭素環配位子(例えば、シクロペンタジエニルアニオン、ベンゼンアニオン、またはナフチルアニオンなど)、含窒素ヘテロ環配位子(例えば、フェニルピリジン、ベンゾキノリン、キノリノール、ビピリジル、またはフェナントロリンなど)、カルベン配位子、ジケトン配位子(例えば、アセチルアセトンなど)、カルボン酸配位子(例えば、酢酸配位子など)、アルコラト配位子(例えば、フェノラト配位子など)、一酸化炭素配位子、イソニトリル配位子、シアノ配位子であり、より好ましくは、含窒素ヘテロ環配位子である。
上記錯体は、化合物中に遷移金属原子を一つ有してもよいし、また、2つ以上有するいわゆる複核錯体であってもよい。異種の金属原子を同時に含有していてもよい。
Examples of the ligand of the complex include G.I. Wilkinson et al., Comprehensive Coordination Chemistry, Pergamon Press, 1987, H.C. Examples include ligands described in Yersin's "Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds" published by Springer-Verlag 1987, Akio Yamamoto "Organic Metal Chemistry-Fundamentals and Applications-" .
Specific ligands are preferably halogen ligands (preferably chlorine ligands), aromatic carbocyclic ligands (eg, cyclopentadienyl anion, benzene anion, or naphthyl anion), Nitrogen-containing heterocyclic ligands (eg, phenylpyridine, benzoquinoline, quinolinol, bipyridyl, or phenanthroline), carbene ligands, diketone ligands (eg, acetylacetone), carboxylic acid ligands (eg, acetic acid) Ligands, etc.), alcoholate ligands (eg phenolate ligands, etc.), carbon monoxide ligands, isonitrile ligands, cyano ligands, more preferably nitrogen-containing heterocyclic ligands It is.
The complex may have one transition metal atom in the compound, or may be a so-called binuclear complex having two or more. Different metal atoms may be contained at the same time.
これらの中でも、発光材料の具体例としては、例えば、US6303238B1、US6097147、WO00/57676、WO00/70655、WO01/08230、WO01/39234A2、WO01/41512A1、WO02/02714A2、WO02/15645A1、WO02/44189A1、特開2001−247859、特願2000−33561、特開2002−117978、特開2002−225352、特開2002−235076、特願2001−239281、特開2002−170684、EP1211257、特開2002−226495、特開2002−234894、特開2001−247859、特開2001−298470、特開2002−173674、特開2002−203678、特開2002−203679、特開2004−357791、特願2005−75340、特願2005−75341等の特許文献に記載の燐光発光化合物などが挙げられる。
具体的白金錯体の例を以下に例示するが、本発明はこれらに限定されものではない。
Among these, specific examples of the light emitting material include, for example, US6303238B1, US6097147, WO00 / 57676, WO00 / 70655, WO01 / 08230, WO01 / 39234A2, WO01 / 41512A1, WO02 / 02714A2, WO02 / 15645A1, WO02 / 44189A1, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-247859, Japanese Patent Application No. 2000-33561, Japanese Patent Application No. 2002-117978, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-225352, Japanese Patent Application No. 2002-233501, Japanese Patent Application No. 2001-239281, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-170684, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-226495, JP2002-234894A, JP2001247478, JP2001298470, JP2002-173684, JP2002-2036 8, JP 2002-203679, JP 2004-357791, Japanese Patent Application No. 2005-75340, and the like phosphorescent compounds described in patent documents such as Japanese Patent Application No. 2005-75341.
Although the example of a specific platinum complex is illustrated below, this invention is not limited to these.
(B)正孔輸送性のホスト材料
本発明に係る発光層16に用いられる正孔輸送性ホスト材料としては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルIpが5.1eV以上6.4eV以下であることが好ましく、5.4eV以上6.2eV以下であることがより好ましく、5.6eV以上6.0eV以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Eaが1.2eV以上3.1eV以下であることが好ましく、1.4eV以上3.0eV以下であることがより好ましく、1.8eV以上2.8eV以下であることが更に好ましい。
(B) Hole transporting host material The hole transporting host material used in the light emitting layer 16 according to the present invention has an ionization potential Ip of 5.1 eV or more from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage. It is preferably 4 eV or less, more preferably 5.4 eV or more and 6.2 eV or less, and further preferably 5.6 eV or more and 6.0 eV or less. Further, from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage, the electron affinity Ea is preferably 1.2 eV or more and 3.1 eV or less, more preferably 1.4 eV or more and 3.0 eV or less, and 1.8 eV or more. More preferably, it is 2.8 eV or less.
このような正孔輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール、カルバゾール、ピラゾール、イミダゾール、アザカルバゾール、インドール、アザインドール、ポリアリールアルカン、ピラゾリン、ピラゾロン、フェニレンジアミン、アリールアミン、アミノ置換カルコン、スチリルアントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、シラザン、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマチオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、有機シラン、カーボン膜、及びそれらの誘導体等が挙げられる。
中でも、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体、芳香族第三級アミン化合物、またはチオフェン誘導体が好ましく、特に分子内にインドール骨格、カルバゾール骨格、アザインドール誘導体、アザカルバゾール誘導体および/または芳香族第三級アミン骨格を複数個有するものが好ましい。
このような正孔輸送性ホストとしての具体的化合物としては、例えば下記のものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
Specific examples of such a hole transporting host include the following materials.
Pyrrole, carbazole, pyrazole, imidazole, azacarbazole, indole, azaindole, polyarylalkane, pyrazoline, pyrazolone, phenylenediamine, arylamine, amino-substituted chalcone, styrylanthracene, fluorenone, hydrazone, stilbene, silazane, aromatic tertiary Amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole), aniline copolymers, thiophene oligomer thiophene oligomers, conductive polymer oligomers such as polythiophene, organic Examples thereof include silane, carbon film, and derivatives thereof.
Among them, indole derivatives, carbazole derivatives, azaindole derivatives, azacarbazole derivatives, aromatic tertiary amine compounds, or thiophene derivatives are preferable, and indole skeleton, carbazole skeleton, azaindole derivative, azacarbazole derivative and / or in the molecule are particularly preferable. Those having a plurality of aromatic tertiary amine skeletons are preferred.
Specific examples of such a hole transporting host include, but are not limited to, the following compounds.
(C)正孔輸送性の発光材料
正孔輸送性の発光材料は、蛍光発光材料でも、燐光発光材料であっても良い。その電子親和力(Ea)は、好ましくは1.2eV以上3.1eV以下であり、より好ましくは1.4eV以上3.0eV以下であり、さらに好ましくは1.8eV以上2.8eV以下である。またイオン化ポテンシャル(Ip)は、好ましくは5.1eV以上6.4eV以下であり、より好ましくは5.4eV以上6.2eV以下であり、さらに好ましくは5.6eV以上6.0eV以下である。
(C) Hole transporting light emitting material The hole transporting light emitting material may be a fluorescent light emitting material or a phosphorescent light emitting material. The electron affinity (Ea) is preferably 1.2 eV or more and 3.1 eV or less, more preferably 1.4 eV or more and 3.0 eV or less, and further preferably 1.8 eV or more and 2.8 eV or less. The ionization potential (Ip) is preferably 5.1 eV or more and 6.4 eV or less, more preferably 5.4 eV or more and 6.2 eV or less, and further preferably 5.6 eV or more and 6.0 eV or less.
このようなホール輸送性発光材料としては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピロール系化合物、インドール系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、ポリアリールアルカン系化合物、アリールアミン系化合物、スチリル系化合物、スチリルアミン系化合物、チオフェン系化合物、芳香族多環縮合系化合物などのほか、金属錯体などが挙げられる。
前記金属錯体中の金属イオンは、特に限定されないが、発光効率向上、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、遷移金属イオン、希土類金属イオンであることが好ましく、より好ましくは、イリジウムイオン、白金イオン、金イオン、レニウムイオン、タングステンイオン、ロジウムイオン、ルテニウムイオン、オスミウムイオン、パラジウムイオン、銀イオン、銅イオン、コバルトイオン、ニッケルイオン、鉛イオン、希土類金属イオン(例えば、ユーロピウムイオン、ガドリニウムイオン、テルビウムイオンなど)が好ましく、更に好ましくは、イリジウムイオン、白金イオン、金イオン、レニウムイオン、タングステンイオン、ユーロピウムイオン、カドリニウムイオン、テルビウムイオンであり、特に好ましくは、イリジウムイオン、白金イオン、レニウムイオン、ユーロピウムイオン、ガドリニウムイオン、テルビウムイオンであり、最も好ましくは、イリジウムイオンである。イリジウムイオンを有する金属錯体の中でも特に好ましくは、炭素−Ir結合、窒素−Ir結合(この場合の結合は、配位結合、イオン結合、共有結合のいずれであってもよい)を有する金属錯体である。
イリジウム錯体の具体的を以下に示すが、本発明はこれらに限定されものではない。
Specific examples of such hole transporting light-emitting materials include the following materials.
In addition to pyrrole compounds, indole compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, polyarylalkane compounds, arylamine compounds, styryl compounds, styrylamine compounds, thiophene compounds, aromatic polycyclic condensation compounds, etc. And metal complexes.
The metal ion in the metal complex is not particularly limited, but is preferably a transition metal ion or a rare earth metal ion, more preferably an iridium ion or platinum, from the viewpoints of improving luminous efficiency, durability, and driving voltage. Ion, gold ion, rhenium ion, tungsten ion, rhodium ion, ruthenium ion, osmium ion, palladium ion, silver ion, copper ion, cobalt ion, nickel ion, lead ion, rare earth metal ion (for example, europium ion, gadolinium ion, Terbium ions, etc.) are preferred, more preferably iridium ions, platinum ions, gold ions, rhenium ions, tungsten ions, europium ions, cadolinium ions, terbium ions, and particularly preferably iridium ions. Platinum ion, a rhenium ion, europium ion, gadolinium ion, terbium ion, most preferably iridium ion. Among metal complexes having iridium ions, particularly preferred are metal complexes having a carbon-Ir bond and a nitrogen-Ir bond (in this case, the bond may be a coordination bond, an ionic bond or a covalent bond). is there.
Specific examples of the iridium complex are shown below, but the present invention is not limited thereto.
(D)電子輸送性のホスト材料
電子輸送性のホスト材料としては、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、電子親和力Eaが2.5eV以上3.5eV以下であることが好ましく、2.6eV以上3.2eV以下であることがより好ましく、2.8eV以上3.1eV以下であることが更に好ましい。また、耐久性向上、駆動電圧低下の観点から、イオン化ポテンシャルIpが5.7eV以上7.5eV以下であることが好ましく、5.8eV以上7.0eV以下であることがより好ましく、5.9eV以上6.5eV以下であることが更に好ましい。
(D) Electron transporting host material The electron transporting host material preferably has an electron affinity Ea of 2.5 eV or more and 3.5 eV or less from the viewpoint of improving durability and lowering driving voltage. It is more preferably 3.2 eV or less, and even more preferably 2.8 eV or more and 3.1 eV or less. Further, from the viewpoint of improving durability and reducing driving voltage, the ionization potential Ip is preferably 5.7 eV or more and 7.5 eV or less, more preferably 5.8 eV or more and 7.0 eV or less, and 5.9 eV or more. More preferably, it is 6.5 eV or less.
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができる。
ピリジン、ピリミジン、トリアジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾ−ル、オキサゾ−ル、オキサジアゾ−ル、フルオレノン、アントラキノジメタン、アントロン、ジフェニルキノン、チオピランジオキシド、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン、ジスチリルピラジン、フッ素置換芳香族化合物、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン、およびそれらの誘導体(他の環と縮合環を形成してもよい)、8−キノリノ−ル誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾ−ルやベンゾチアゾ−ルを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体等を挙げることができる。
Specific examples of such an electron transporting host include the following materials.
Pyridine, pyrimidine, triazine, imidazole, pyrazole, triazole, oxazole, oxadiazol, fluorenone, anthraquinodimethane, anthrone, diphenylquinone, thiopyran dioxide, carbodiimide, fluorenylidenemethane, distyrylpyrazine, Fluorine-substituted aromatic compounds, heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as naphthaleneperylene, phthalocyanines, and derivatives thereof (may form condensed rings with other rings), metal complexes and metals of 8-quinolinol derivatives Examples thereof include various metal complexes represented by metal complexes having phthalocyanine, benzoxazole or benzothiazol as a ligand.
電子輸送性ホストとして好ましくは、金属錯体、アゾール誘導体(ベンズイミダゾール誘導体、イミダゾピリジン誘導体等)、アジン誘導体(ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体等)であり、中でも、本発明においては耐久性の点から金属錯体化合物が好ましい。金属錯体化合物は金属に配位する少なくとも1つの窒素原子または酸素原子または硫黄原子を有する配位子をもつ金属錯体がより好ましい。
金属錯体中の金属イオンは特に限定されないが、好ましくはベリリウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、インジウムイオン、錫イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、より好ましくはベリリウムイオン、アルミニウムイオン、ガリウムイオン、亜鉛イオン、白金イオン、またはパラジウムイオンであり、更に好ましくはアルミニウムイオン、亜鉛イオン、またはパラジウムイオンである。
Preferred examples of the electron transporting host include metal complexes, azole derivatives (benzimidazole derivatives, imidazopyridine derivatives, etc.), and azine derivatives (pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, etc.). To metal complex compounds are preferred. The metal complex compound is more preferably a metal complex having a ligand having at least one nitrogen atom, oxygen atom or sulfur atom coordinated to the metal.
The metal ion in the metal complex is not particularly limited, but is preferably beryllium ion, magnesium ion, aluminum ion, gallium ion, zinc ion, indium ion, tin ion, platinum ion, or palladium ion, more preferably beryllium ion, Aluminum ion, gallium ion, zinc ion, platinum ion, or palladium ion, and more preferably aluminum ion, zinc ion, or palladium ion.
前記金属錯体中に含まれる配位子としては種々の公知の配位子が有るが、例えば、「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」、Springer−Verlag社、H.Yersin著、1987年発行、「有機金属化学−基礎と応用−」、裳華房社、山本明夫著、1982年発行等に記載の配位子が挙げられる。 There are various known ligands contained in the metal complex. For example, “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”, Springer-Verlag, H.C. Examples include the ligands described in Yersin, published in 1987, “Organometallic Chemistry: Fundamentals and Applications”, Sakai Hanafusa, Yamamoto Akio, published in 1982, and the like.
前記配位子として、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜20、特に好ましくは炭素数3〜15であり、単座配位子であっても2座以上の配位子であっても良い。好ましくは2座以上6座以下の配位子である。また、2座以上6座以下の配位子と単座の混合配位子も好ましい。
配位子としては、例えばアジン配位子(例えば、ピリジン配位子、ビピリジル配位子、及びターピリジン配位子など)、ヒドロキシフェニルアゾール配位子(例えば、ヒドロキシフェニルベンズイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルベンズオキサゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾール配位子、ヒドロキシフェニルイミダゾピリジン配位子など)、アルコキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜10であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ、及び2−エチルヘキシロキシなど)、アリールオキシ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルオキシ、1−ナフチルオキシ、2−ナフチルオキシ、2,4,6−トリメチルフェニルオキシ、及び4−ビフェニルオキシなど)などが挙げられる。
The ligand is preferably a nitrogen-containing heterocyclic ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 20 carbon atoms, particularly preferably 3 to 15 carbon atoms, and a monodentate ligand. Alternatively, it may be a bidentate or higher ligand, preferably a bidentate or higher and a hexadentate or lower ligand, or a bidentate or higher and lower 6 or lower ligand and a monodentate mixed ligand. preferable.
Examples of the ligand include azine ligands (for example, pyridine ligand, bipyridyl ligand, and terpyridine ligand), hydroxyphenylazole ligands (for example, hydroxyphenylbenzimidazole ligand, hydroxy Phenylbenzoxazole ligand, hydroxyphenylimidazole ligand, hydroxyphenylimidazopyridine ligand, etc.), alkoxy ligand (preferably 1-30 carbon atoms, more preferably 1-20 carbon atoms, particularly preferably carbon 1 to 10, for example, methoxy, ethoxy, butoxy, 2-ethylhexyloxy, etc., aryloxy ligands (preferably having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms, and particularly preferably carbon atoms). For example, phenyloxy, 1-naphthyloxy, 2-na Yloxy, 2,4,6-trimethylphenyl oxy, and 4-biphenyl-oxy and the like) and the like.
また、ヘテロアリールオキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルオキシ、ピラジルオキシ、ピリミジルオキシ、およびキノリルオキシなど)、アルキルチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばメチルチオ、エチルチオなど)、アリールチオ配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜20、特に好ましくは炭素数6〜12であり、例えばフェニルチオなど)、ヘテロアリールチオ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数1〜20、特に好ましくは炭素数1〜12であり、例えばピリジルチオ、2−ベンズイミダゾリルチオ、2−ベンズオキサゾリルチオ、および2−ベンズチアゾリルチオなど)、シロキシ配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数3〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えば、トリフェニルシロキシ基、トリエトキシシロキシ基、およびトリイソプロピルシロキシ基など)、芳香族炭化水素アニオン配位子(好ましくは炭素数6〜30、より好ましくは炭素数6〜25、特に好ましくは炭素数6〜20であり、例えばフェニルアニオン、ナフチルアニオン、およびアントラニルアニオンなど)、芳香族ヘテロ環アニオン配位子(好ましくは炭素数1〜30、より好ましくは炭素数2〜25、特に好ましくは炭素数2〜20であり、例えばピロールアニオン、ピラゾールアニオン、トリアゾールアニオン、オキサゾールアニオン、ベンゾオキサゾールアニオン、チアゾールアニオン、ベンゾチアゾールアニオン、チオフェンアニオン、およびベンゾチオフェンアニオンなど)、インドレニンアニオン配位子などが挙げられ、好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、ヘテロアリールオキシ基、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子であり、更に好ましくは含窒素ヘテロ環配位子、アリールオキシ配位子、シロキシ配位子、芳香族炭化水素アニオン配位子、または芳香族ヘテロ環アニオン配位子である。 A heteroaryloxy ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 20 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as pyridyloxy, pyrazyloxy, pyrimidyloxy, and quinolyloxy); Alkylthio ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably having 1 to 20 carbon atoms, particularly preferably having 1 to 12 carbon atoms, such as methylthio, ethylthio, etc.), arylthio ligand (preferably having 6 carbon atoms) To 30, more preferably 6 to 20 carbon atoms, particularly preferably 6 to 12 carbon atoms, such as phenylthio, heteroarylthio ligand (preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to carbon atoms). 20, particularly preferably 1 to 12 carbon atoms, such as pyridylthio, 2-benzimidazolylthio, 2- Nsoxazolylthio and 2-benzthiazolylthio), siloxy ligands (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 3 to 25 carbon atoms, particularly preferably 6 to 20 carbon atoms, A triphenylsiloxy group, a triethoxysiloxy group, and a triisopropylsiloxy group), an aromatic hydrocarbon anion ligand (preferably having 6 to 30 carbon atoms, more preferably 6 to 25 carbon atoms, and particularly preferably 6 carbon atoms). -20, for example, phenyl anion, naphthyl anion, anthranyl anion, etc., aromatic heterocyclic anion ligand (preferably having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 2 to 25 carbon atoms, particularly preferably 2 carbon atoms). For example, pyrrole anion, pyrazole anion, triazole anion, oxazole anion On, benzoxazole anion, thiazole anion, benzothiazole anion, thiophene anion, and benzothiophene anion), indolenine anion ligand, etc., preferably nitrogen-containing heterocyclic ligand, aryloxy ligand, Heteroaryloxy group, siloxy ligand, aromatic hydrocarbon anion ligand, or aromatic heterocyclic anion ligand, more preferably nitrogen-containing heterocyclic ligand, aryloxy ligand, siloxy ligand A ligand, an aromatic hydrocarbon anion ligand, or an aromatic heterocyclic anion ligand.
金属錯体電子輸送性ホストの例としては、例えば特開2002−235076、特開2004−214179、特開2004−221062、特開2004−221065、特開2004−221068、特開2004−327313等の各公報に記載の化合物が挙げられる。 Examples of the metal complex electron-transporting host include, for example, JP-A-2002-23576, JP-A-2004-214179, JP-A-2004-221106, JP-A-2004-221665, JP-A-2004-221068, JP-A-2004-327313, etc. Examples include compounds described in the publication.
このような電子輸送性ホストとしては、具体的には、例えば、以下の材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of such an electron transporting host include, but are not limited to, the following materials.
発光層16を構成する各材料の濃度分布については、例えば、図1及び図2に示したように電子輸送性の発光材料の濃度が陰極19側から陽極13側に向けて漸減しているか、図3及び図4に示したように正孔輸送性の発光材料の濃度が陽極13側から陰極19側に向けて漸減させるが、例えば発光層16の陰極19側において電子輸送性材料の濃度が低過ぎると発光層16中に電子が十分注入されず、また、発光層16の陽極13側界面で電子輸送材料の濃度が高過ぎると隣接層へ電子が漏れ、発光効率低下を招くおそれがある。 Regarding the concentration distribution of each material constituting the light emitting layer 16, for example, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the concentration of the electron transporting light emitting material gradually decreases from the cathode 19 side toward the anode 13 side. As shown in FIGS. 3 and 4, the concentration of the hole-transporting light-emitting material is gradually decreased from the anode 13 side toward the cathode 19 side. For example, the concentration of the electron-transporting material on the cathode 19 side of the light-emitting layer 16 is decreased. If it is too low, electrons are not sufficiently injected into the light emitting layer 16, and if the concentration of the electron transport material is too high at the anode 13 side interface of the light emitting layer 16, electrons may leak to the adjacent layer, leading to a decrease in light emission efficiency. .
電子輸送性の発光材料の濃度が陰極側から陽極側に向けて漸減している場合、陽極側界面付近の領域における電子輸送性の発光材料の濃度が、陰極側界面付近の領域における電子輸送性の発光材料の濃度に対して0%以上50%以下であることが好ましく、より好ましくは、0%以上20%以下である。
正孔輸送性の発光材料の濃度が陽極側から陰極側に向けて漸減している場合、陰極側界面付近の領域における正孔輸送性の発光材料の濃度が、陽極側界面付近の領域における正孔輸送性の発光材料の濃度に対して0%以上50%以下であることが好ましく、より好ましくは、0%以上20%以下である。
なお、本願明細書において、「発光層の陰極側界面付近の領域」とは、発光層の陰極側界面から発光層全体の厚みの10%の厚みの領域を指すものと定義され、「発光層の陽極側界面付近の領域」とは、発光層の陽極側界面から発光層全体の厚みの10%の厚みの領域を指すものと定義される。また、その領域における濃度とは、その領域における平均濃度を指すものとして定義される。さらに、「発光層の陰極側(陽極側)界面付近の領域」における各材料の濃度は、飛行時間型二次イオン質量分析(TOF−SIMS)、エッチングX線光電子分光分析(XPS/ESCA)などの方法によって測定することができる。
When the concentration of the electron transporting luminescent material is gradually decreased from the cathode side toward the anode side, the concentration of the electron transporting luminescent material in the region near the anode side interface is the electron transporting property in the region near the cathode side interface. It is preferable that it is 0% or more and 50% or less with respect to the density | concentration of this luminescent material, More preferably, it is 0% or more and 20% or less.
When the concentration of the hole-transporting luminescent material gradually decreases from the anode side to the cathode side, the concentration of the hole-transporting luminescent material in the region near the cathode-side interface is positive in the region near the anode-side interface. The concentration is preferably 0% or more and 50% or less, more preferably 0% or more and 20% or less, with respect to the concentration of the hole-transporting light-emitting material.
In the specification of the present application, the “region near the cathode side interface of the light emitting layer” is defined as a region having a thickness of 10% of the thickness of the entire light emitting layer from the cathode side interface of the light emitting layer. The “region near the anode side interface” is defined as a region having a thickness of 10% of the thickness of the entire light emitting layer from the anode side interface of the light emitting layer. Further, the density in the region is defined as indicating the average density in the region. Furthermore, the concentration of each material in the “region near the cathode side (anode side) interface of the light-emitting layer” is the time of flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS), etching X-ray photoelectron spectroscopy (XPS / ESCA), etc. It can be measured by the method.
−電気的に不活性な材料−
本発明に係る有機EL素子は、発光層16中に上記のような発光材料及びホスト材料(電子輸送性材料及び正孔輸送性材料)を含むが、発光層16中に電気的に不活性な材料を含ませることもできる。電気的に不活性な材料とは、電荷輸送性(電子輸送性及び正孔輸送性)を有さず、かつ、発光しない材料であり、バインダとも呼ばれる。発光層に含まれる電気的に不活性な材料は、最高占有軌道と最低非占有軌道とのエネルギー差Egが4.0eV以上の有機材料が好ましく、より好ましくは該Egが4.1eV以上(a)5.0eV以下、さらに好ましくは4.2eV以上5.0eV以下である。該Egが4.0eV以上であれば、正孔及び/又は電子が不活性材料に入ることを防ぎ、キャリア移動度をより適正に保つことができ、発光効率及び耐久性をより高めることができる。発光層16に含み得る電気的に不活性な材料としては、有機材料及び無機材料のいずれも用いることができる。
-Electrically inactive materials-
The organic EL device according to the present invention contains the light emitting material and the host material (electron transporting material and hole transporting material) as described above in the light emitting layer 16, but is electrically inactive in the light emitting layer 16. Materials can also be included. An electrically inactive material is a material that does not have charge transportability (electron transportability and hole transportability) and does not emit light, and is also called a binder. The electrically inactive material included in the light emitting layer is preferably an organic material having an energy difference Eg of 4.0 eV or more between the highest occupied orbital and the lowest unoccupied orbital, more preferably 4.1 eV or more (a ) 5.0 eV or less, more preferably 4.2 eV or more and 5.0 eV or less. If the Eg is 4.0 eV or more, holes and / or electrons can be prevented from entering the inert material, carrier mobility can be kept more appropriate, and luminous efficiency and durability can be further improved. . As an electrically inactive material that can be included in the light emitting layer 16, both an organic material and an inorganic material can be used.
このような電気的に不活性な材料(バインダ)を発光層16中に含ませることで、例えば発光層16内での正孔の移動を抑制する効果を発揮する。このようなバインダによる効果を十分得る場合には、発光層16中に10〜60質量%含有されることが好ましく、20〜60質量%含有されることがより好ましい。
なお、バインダを含む場合、例えば図6に示すように、バインダは濃度勾配を持たず、正孔輸送性材料と電子輸送性材料がそれぞれ濃度勾配を持つようにしてもよいし、バインダも発光層16の厚さ方向に濃度勾配を有するように含ませてもよい。
By including such an electrically inactive material (binder) in the light emitting layer 16, for example, the effect of suppressing the movement of holes in the light emitting layer 16 is exhibited. In the case where such an effect by the binder is sufficiently obtained, the light emitting layer 16 is preferably contained in an amount of 10 to 60% by mass, and more preferably 20 to 60% by mass.
When the binder is included, for example, as shown in FIG. 6, the binder may not have a concentration gradient, and the hole transporting material and the electron transporting material may have a concentration gradient, and the binder may be a light emitting layer. You may include so that it may have a concentration gradient in 16 thickness directions.
発光層16中の発光材料の濃度の漸減又は漸増の仕方は特に限定されず、例えば、陰極19側から陽極13側に向けて直線状又は曲線状に連続的に漸増してもよいし、段階的に漸増してもよい。また、発光層中のホスト材料又は電気的に不活性な材料が濃度勾配を有する場合も、発光層の厚さ方向に直線状又は曲線状に連続的に低減又は増加してもよいし、段階的に漸減又は漸増してもよい。 The method of gradually decreasing or increasing the concentration of the light emitting material in the light emitting layer 16 is not particularly limited. For example, the concentration may be continuously increased linearly or curvedly from the cathode 19 side toward the anode 13 side. May be gradually increased. Further, when the host material or the electrically inactive material in the light emitting layer has a concentration gradient, it may be continuously reduced or increased linearly or curvedly in the thickness direction of the light emitting layer. May be gradually reduced or gradually increased.
上記のような発光材料及びホスト材料(電子輸送性材料及び正孔輸送性材料)、さらに必要に応じ、バインダ(電気的に不活性な材料)を用い、好ましくは発光材料が所定の方向に向けて漸減するように発光層16を形成する。このような発光層16を形成する方法は、発光材料の濃度が前記したような濃度勾配を有するように形成することができれば特に限定されず、蒸着法やスパッタ法等の乾式製膜法、転写法、印刷法等いずれを用いても良いが、共蒸着が好適である。共蒸着であれば、各材料の蒸着速度を制御することにより、発光層16の厚さ方向において所望の濃度分布をつけることができる。 The above light emitting material and host material (electron transporting material and hole transporting material) are used, and if necessary, a binder (electrically inactive material) is used, preferably the light emitting material is directed in a predetermined direction. The light emitting layer 16 is formed so as to gradually decrease. The method for forming the light emitting layer 16 is not particularly limited as long as the concentration of the light emitting material can be formed so as to have the concentration gradient as described above, and is a dry film forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method, or a transfer method. Any method such as a printing method or a printing method may be used, but co-evaporation is preferable. In the case of co-evaporation, a desired concentration distribution can be provided in the thickness direction of the light emitting layer 16 by controlling the deposition rate of each material.
また、発光層16の厚さは特に限定されるものではないが、発光層16におけるピンホールの発生を防ぐこと、十分な発光強度を得ることなどの観点から、通常、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。 The thickness of the light emitting layer 16 is not particularly limited, but is usually 1 nm to 500 nm from the viewpoint of preventing the occurrence of pinholes in the light emitting layer 16 and obtaining sufficient light emission intensity. Is preferable, 5 nm to 200 nm is more preferable, and 10 nm to 100 nm is still more preferable.
−正孔注入層、正孔輸送層−
正孔注入層及び正孔輸送層14は、陽極13又は陽極側から正孔を受け取り、発光層側(陰極側)に輸送する機能を有する層である。正孔注入層及び正孔輸送層14は、具体的には、カルバゾール誘導体、アザカルバゾール誘導体、インドール誘導体、アザインドール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、有機シラン誘導体、カーボン、フェニルアゾールやフェニルアジンを配位子に有するIr錯体に代表される各種金属錯体等を含有する層であることが好ましい。
-Hole injection layer, hole transport layer-
The hole injection layer and the hole transport layer 14 are layers having a function of receiving holes from the anode 13 or the anode side and transporting them to the light emitting layer side (cathode side). Specifically, the hole injection layer and the hole transport layer 14 include a carbazole derivative, an azacarbazole derivative, an indole derivative, an azaindole derivative, an imidazole derivative, a polyarylalkane derivative, a pyrazoline derivative, a pyrazolone derivative, a phenylenediamine derivative, an aryl Amine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styryl anthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, organosilane derivatives, A layer containing various metal complexes typified by an Ir complex having carbon, phenylazole or phenylazine as a ligand is preferable.
本発明の有機EL素子の正孔注入層および/または正孔輸送層は低電圧化、駆動耐久性の観点から、電子受容性ドーパントを好ましく含有することができる。
正孔注入層、あるいは正孔輸送層に導入する電子受容性ドーパントとしては、電子受容性で有機化合物を酸化する性質を有すれば、無機化合物でも有機化合物でも使用でき、具体的には、無機化合物は塩化第二鉄や塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンなどのハロゲン化物、五酸化バナジウム、三酸化モリブデン等の金属酸化物を好適に用いることができる。
The hole injection layer and / or hole transport layer of the organic EL device of the present invention can preferably contain an electron-accepting dopant from the viewpoints of lowering voltage and driving durability.
As the electron-accepting dopant introduced into the hole-injecting layer or the hole-transporting layer, an inorganic compound or an organic compound can be used as long as it has an electron-accepting property and oxidizes an organic compound. As the compound, halides such as ferric chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, and antimony pentachloride, and metal oxides such as vanadium pentoxide and molybdenum trioxide can be preferably used.
有機化合物の場合は、置換基としてニトロ基、ハロゲン、シアノ基、トリフルオロメチル基などを有する化合物、キノン系化合物、酸無水物系化合物、フラーレンなどを好適に用いることができる。
具体的にはヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、p−フルオラニル、p−クロラニル、p−ブロマニル、p−ベンゾキノン、2,6−ジクロロベンゾキノン、2,5−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、1,2,4,5−テトラシアノベンゼン、o−ジシアノベンゼン、p−ジシアノベンゼン、1,4−ジシアノテトラフルオロベンゼン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノン、p−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、o−ジニトロベンゼン、p−シアノニトロベンゼン、m−シアノニトロベンゼン、o−シアノニトロベンゼン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロナフトキノン、1−ニトロナフタレン、2−ニトロナフタレン、1,3−ジニトロナフタレン、1,5−ジニトロナフタレン、9−シアノアントラセン、9−ニトロアントラセン、9,10−アントラキノン、1,3,6,8−テトラニトロカルバゾール、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,3,5,6−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、フラーレンC60、およびフラーレンC70などが挙げられる。この他にも、特開平6−212153、同11−111463、同11−251067、特開2000−196140、同2000−286054、同2000−315580、2001−102175、同2001−160493、同2002−252085、同2002−56985、同2003−157981、同2003−217862、同2003−229278、同2004−342614、同2005−72012、同2005−166637、同2005−209643号公報等に記載の化合物を好適に用いることができる。
In the case of an organic compound, a compound having a nitro group, halogen, cyano group, trifluoromethyl group or the like as a substituent, a quinone compound, an acid anhydride compound, fullerene, or the like can be preferably used.
Specifically, hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, p-fluoranyl, p-chloranil, p-bromanyl, p-benzoquinone, 2,6-dichlorobenzoquinone 2,5-dichlorobenzoquinone, tetramethylbenzoquinone, 1,2,4,5-tetracyanobenzene, o-dicyanobenzene, p-dicyanobenzene, 1,4-dicyanotetrafluorobenzene, 2,3-dichloro-5 , 6-dicyanobenzoquinone, p-dinitrobenzene, m-dinitrobenzene, o-dinitrobenzene, p-cyanonitrobenzene, m-cyanonitrobenzene, o-cyanonitrobenzene, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dichloronaphthoquinone, 1 Nitronaphthalene, 2-nitronaphthalene, 1,3-dinitronaphthalene, 1,5-dinitronaphthalene, 9-cyanoanthracene, 9-nitroanthracene, 9,10-anthraquinone, 1,3,6,8-tetranitrocarbazole, Examples include 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,3,5,6-tetracyanopyridine, maleic anhydride, phthalic anhydride, fullerene C60, and fullerene C70. In addition, JP-A-6-212153, JP-A-11-111463, JP-A-11-251067, JP-A-2000-196140, JP-A-2000-286054, JP-A-2000-315580, 2001-102175, JP-A-2001-160493, JP-A-2002-252085. , 2002-56985, 2003-157981, 2003-217862, 2003-229278, 2004-342614, 2005-72012, 2005-166537, 2005-209543, etc. Can be used.
このうちヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、p−フルオラニル、p−クロラニル、p−ブロマニル、p−ベンゾキノン、2,6−ジクロロベンゾキノン、2,5−ジクロロベンゾキノン、1,2,4,5−テトラシアノベンゼン、1,4−ジシアノテトラフルオロベンゼン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノン、p−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、o−ジニトロベンゼン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロナフトキノン、1,3−ジニトロナフタレン、1,5−ジニトロナフタレン、9,10−アントラキノン、1,3,6,8−テトラニトロカルバゾール、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,3,5,6−テトラシアノピリジン、またはC60が好ましく、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、p−フルオラニル、p−クロラニル、p−ブロマニル、2,6−ジクロロベンゾキノン、2,5−ジクロロベンゾキノン、2,3−ジクロロナフトキノン、1,2,4,5−テトラシアノベンゼン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノン、または2,3,5,6−テトラシアノピリジンがより好ましく、テトラフルオロテトラシアノキノジメタンが特に好ましい。 Among these, hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, p-fluoranyl, p-chloranil, p-bromanyl, p-benzoquinone, 2,6-dichlorobenzoquinone, 2 , 5-dichlorobenzoquinone, 1,2,4,5-tetracyanobenzene, 1,4-dicyanotetrafluorobenzene, 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone, p-dinitrobenzene, m-dinitrobenzene, o-dinitrobenzene, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dichloronaphthoquinone, 1,3-dinitronaphthalene, 1,5-dinitronaphthalene, 9,10-anthraquinone, 1,3,6,8-tetranitrocarbazole, 2,4,7-trinitro-9- Preferred are luolenone, 2,3,5,6-tetracyanopyridine, or C60, hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetracyanoquinodimethane, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, p-fluoranyl, p-chloranil. P-bromanyl, 2,6-dichlorobenzoquinone, 2,5-dichlorobenzoquinone, 2,3-dichloronaphthoquinone, 1,2,4,5-tetracyanobenzene, 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone Or 2,3,5,6-tetracyanopyridine is more preferable, and tetrafluorotetracyanoquinodimethane is particularly preferable.
これらの電子受容性ドーパントは、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。電子受容性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、正孔輸送層材料に対して0.01質量%〜50質量%であることが好ましく、0.05質量%〜20質量%であることが更に好ましく、0.1質量%〜10質量%であることが特に好ましい。該使用量が、正孔輸送材料に対して0.01質量%以上のときには、本発明の効果を十分に発揮することができ、50質量%以下であれば正孔輸送能力を損なうことがなく、好ましい。 These electron-accepting dopants may be used alone or in combination of two or more. Although the usage-amount of an electron-accepting dopant changes with kinds of material, it is preferable that it is 0.01 mass%-50 mass% with respect to hole transport layer material, and it is 0.05 mass%-20 mass%. It is further more preferable and it is especially preferable that it is 0.1 mass%-10 mass%. When the amount used is 0.01% by mass or more with respect to the hole transport material, the effect of the present invention can be sufficiently exerted, and when it is 50% by mass or less, the hole transport ability is not impaired. ,preferable.
正孔注入層及び正孔輸送層14の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
正孔輸送層14の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜200nmであるのが更に好ましい。また、正孔注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.5nm〜200nmであるのがより好ましく、1nm〜200nmであるのが更に好ましい。
The thickness of the hole injection layer and the hole transport layer 14 is preferably 500 nm or less from the viewpoint of lowering the driving voltage.
The thickness of the hole transport layer 14 is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and still more preferably 10 nm to 200 nm. The thickness of the hole injection layer is preferably 0.1 nm to 200 nm, more preferably 0.5 nm to 200 nm, and still more preferably 1 nm to 200 nm.
−正孔輸送層から発光層へ正孔の輸送を仲介する正孔輸送中間層−
前記第1実施形態及び第4実施形態では、複数の正孔輸送中間層15a,15b,15cが配置される。
-Hole transport intermediate layer that mediates the transport of holes from the hole transport layer to the light emitting layer-
In the first and fourth embodiments, a plurality of hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c are disposed.
このような正孔輸送中間層15a,15b,15cを構成する材料としては、前記、正孔輸送性ホスト、正孔注入層、正孔輸送層に使用する材料と同じものが例として挙げられる。
また、例えば、前記正孔輸送層に使用する材料にF4−TCNQ(2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8tetracyanoquinodimethane)のような電子受容性ドーパントをドーピングして各正孔輸送中間層15a,15b,15cをそれぞれ形成することもできる。
Examples of the material constituting the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c include the same materials as those used for the hole transport host, the hole injection layer, and the hole transport layer.
In addition, for example, the material used for the hole transport layer is doped with an electron accepting dopant such as F4-TCNQ (2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8tetracyanoquinodimethane) to form each hole. The transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c can also be formed.
そして、第1実施形態の有機EL素子10とする場合は、上記正孔輸送中間層15a,15b,15cに含まれる材料のイオン化ポテンシャルをそれぞれ、Ip(Oh−a)、Ip(Oh−b)、Ip(Oh−c)、発光層16に含まれる正孔輸送性ホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp(Lh)、及び正孔輸送層14に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(H)としたときに、いずれの正孔輸送中間層15a,15b,15cも、Ip(H)<Ip(Oh-a)<Ip(Oh-b)<Ip(Oh-c)<Ip(Lh)の関係を満たすように、正孔輸送層14、正孔輸送中間層15a,15b,15c、及び発光層16の各構成材料を選択して順次形成すればよい。 When the organic EL element 10 of the first embodiment is used, the ionization potentials of the materials contained in the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c are respectively expressed as Ip (Oh-a) and Ip (Oh-b). , Ip (Oh-c), when the ionization potential of the hole transporting host material contained in the light emitting layer 16 is Ip (Lh), and when the ionization potential of the material contained in the hole transporting layer 14 is Ip (H) In addition, any of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c satisfies the relationship of Ip (H) <Ip (Oh-a) <Ip (Oh-b) <Ip (Oh-c) <Ip (Lh). As described above, the constituent materials of the hole transport layer 14, the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c, and the light emitting layer 16 may be selected and sequentially formed.
一方、第4実施形態の有機EL素子40とする場合は、上記正孔輸送中間層15a,15b,15cに含まれる材料のイオン化ポテンシャルをそれぞれ、Ip(Oh-a)、Ip(Oh−b)、Ip(Oh−c)、発光層16に含まれる正孔輸送性発光材料のイオン化ポテンシャルをIp(Ll)、及び正孔輸送層14に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(H)としたときに、いずれの正孔輸送中間層15a,15b,15cも、Ip(H)<Ip(Oh-a)<Ip(Oh-b)<Ip(Oh-c)<Ip(Ll)の関係を満たすように、正孔輸送層14、正孔輸送中間層15a,15b,15c、及び発光層16の各構成材料を選択して順次形成すればよい。 On the other hand, in the case of the organic EL device 40 of the fourth embodiment, the ionization potentials of the materials contained in the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c are respectively represented by Ip (Oh-a) and Ip (Oh-b). , Ip (Oh-c), when the ionization potential of the hole-transporting light-emitting material contained in the light-emitting layer 16 is Ip (Ll), and when the ionization potential of the material contained in the hole-transport layer 14 is Ip (H) In addition, any of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c satisfies the relationship of Ip (H) <Ip (Oh-a) <Ip (Oh-b) <Ip (Oh-c) <Ip (Ll). As described above, the constituent materials of the hole transport layer 14, the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c, and the light emitting layer 16 may be selected and sequentially formed.
このような発光層16と正孔輸送層14に隣接する正孔輸送中間層15a,15b,15cの厚さは、隣接する正孔輸送層14や発光層16よりも薄くすることが好ましい。具体的には、正孔輸送中間層15a,15b,15cのそれぞれの厚さが0.1nm以上5nm以下であり、正孔輸送中間層15a,15b,15cの全体の厚さが、0.2nm以上30nm以下であることが好ましい。このような範囲の厚みであれば、正孔輸送中間層15a,15b,15c全体でも極めて薄く、他の層の材料の移動度や耐久性の影響をほとんど受けずに注入性を効果的に向上させることができ、正孔輸送層−発光層間の障壁差をより効果的に小さくすることができる。なお、正孔輸送中間層15a,15b,15cの全体の厚さは、より好ましくは1nm以上30nm以下、特に好ましくは3nm以上30nm以下である。 The thicknesses of the hole transport intermediate layers 15 a, 15 b and 15 c adjacent to the light emitting layer 16 and the hole transport layer 14 are preferably thinner than those of the adjacent hole transport layer 14 and light emitting layer 16. Specifically, each of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c has a thickness of 0.1 nm to 5 nm, and the entire thickness of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c is 0.2 nm. The thickness is preferably 30 nm or less. If the thickness is in such a range, the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c as a whole are extremely thin, and the injection property is effectively improved almost without being affected by the mobility and durability of the materials of the other layers. The barrier difference between the hole transport layer and the light emitting layer can be reduced more effectively. The total thickness of the hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c is more preferably 1 nm to 30 nm, and particularly preferably 3 nm to 30 nm.
−電子注入層、電子輸送層−
電子注入層及び電子輸送層18は、陰極19又は陰極側から電子を受け取り、発光層側(陽極側)に輸送する機能を有する層である。電子注入層及び電子輸送層18は、具体的には、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、等を含有する層であることが好ましい。
-Electron injection layer, electron transport layer-
The electron injection layer and the electron transport layer 18 are layers having a function of receiving electrons from the cathode 19 or the cathode side and transporting them to the light emitting layer side (anode side). Specifically, the electron injection layer and the electron transport layer 18 are triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives. Carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, aromatic tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene and perylene, phthalocyanine derivatives, metal complexes of 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, benzoxazoles and benzothiazoles A layer containing various metal complexes typified by a metal complex as a child, an organic silane derivative, and the like is preferable.
本発明の有機EL素子の電子注入層および/または電子輸送層は、低電圧化、駆動耐久性向上の観点から電子供与性ドーパントを含有することが好ましい。
電子注入層、あるいは電子輸送層に導入される電子供与性ドーパントとしては、電子供与性で有機化合物を還元する性質を有していればよく、Liなどのアルカリ金属、Mgなどのアルカリ土類金属、希土類金属を含む遷移金属や還元性有機化合物などが好適に用いられる。
金属としては、特に仕事関数が4.2eV以下の金属が好適に使用でき、具体的には、Li、Na、K、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、Cs、La、Sm、Gd、およびYbなどが挙げられる。
また、還元性有機化合物としては、例えば、含窒素化合物、含硫黄化合物、含リン化合物等が挙げられる。この他にも、特開平6−212153、特開2000−196140、同2003−68468、同2003−229278、同2004−342614号公報等に記載の材料を用いることができる。
The electron injection layer and / or the electron transport layer of the organic EL device of the present invention preferably contains an electron donating dopant from the viewpoint of lowering the voltage and improving driving durability.
The electron donating dopant introduced into the electron injecting layer or the electron transporting layer only needs to have an electron donating property and a property of reducing an organic compound, such as an alkali metal such as Li or an alkaline earth metal such as Mg. Transition metals including rare earth metals and reducing organic compounds are preferably used.
As the metal, a metal having a work function of 4.2 eV or less can be preferably used. Specifically, Li, Na, K, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, Cs, La, Sm, Gd , And Yb.
Examples of the reducing organic compound include nitrogen-containing compounds, sulfur-containing compounds, and phosphorus-containing compounds. In addition, materials described in JP-A-6-212153, JP-A-2000-196140, 2003-68468, 2003-229278, 2004-342614, and the like can be used.
これらの電子供与性ドーパントは、単独で用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
電子供与性ドーパントの使用量は、材料の種類によって異なるが、電子輸送層材料に対して0.1質量%〜99質量%であることが好ましく、1.0質量%〜80質量%であることが更に好ましく、2.0質量%〜70質量%であることが特に好ましい。該使用量が、電子輸送層材料に対して0.1質量%以上であれば、本発明の効果を十分発揮することができ、99質量%以下であれば電子輸送能力が損なわれず、好ましい。
These electron donating dopants may be used alone or in combination of two or more.
Although the usage-amount of an electron donating dopant changes with kinds of material, it is preferable that it is 0.1 mass%-99 mass% with respect to electron transport layer material, and it is 1.0 mass%-80 mass%. Is more preferable, and 2.0 mass% to 70 mass% is particularly preferable. If the amount used is 0.1% by mass or more based on the electron transport layer material, the effect of the present invention can be sufficiently exerted, and if it is 99% by mass or less, the electron transport ability is not impaired, which is preferable.
電子注入層及び電子輸送層18の厚さは、駆動電圧を下げるという観点から、各々500nm以下であることが好ましい。
電子輸送層18の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。また、電子注入層の厚さとしては、0.1nm〜200nmであるのが好ましく、0.2nm〜100nmであるのがより好ましく、0.5nm〜50nmであるのが更に好ましい。
The thicknesses of the electron injection layer and the electron transport layer 18 are each preferably 500 nm or less from the viewpoint of lowering the driving voltage.
The thickness of the electron transport layer 18 is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and still more preferably 10 nm to 100 nm. In addition, the thickness of the electron injection layer is preferably 0.1 nm to 200 nm, more preferably 0.2 nm to 100 nm, and still more preferably 0.5 nm to 50 nm.
−電子輸送層から発光層へ電子の輸送を仲介する電子輸送中間層−
前記第2実施形態及び第3実施形態では、発光層16と電子輸送層18に隣接し、電子輸送層18から発光層16へ電子の輸送を仲介する複数の電子輸送中間層17a,17b,17cが配置される。
-An electron transport intermediate layer that mediates the transport of electrons from the electron transport layer to the light emitting layer-
In the second and third embodiments, a plurality of electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c that are adjacent to the light-emitting layer 16 and the electron transport layer 18 and mediate the transport of electrons from the electron transport layer 18 to the light-emitting layer 16 are used. Is placed.
このような電子輸送中間層17a,17b,17cを構成する材料としては、前記、電子輸送性ホスト、電子注入層、電子輸送層に使用する材料と同じものが例として挙げられる。
また、例えば、前記電子輸送層に使用する材料にLiのような電子供与性ドーパントをドーピングして電子輸送中間層17a,17b,17cをそれぞれ形成することもできる。
Examples of the material constituting the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c include the same materials as those used for the electron transport host, the electron injection layer, and the electron transport layer.
For example, the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c can be formed by doping an electron donating dopant such as Li into the material used for the electron transport layer.
そして、第2実施形態の有機EL素子20とする場合は、上記電子輸送中間層17a,17b,17cに含まれる材料の電子親和力をそれぞれ、Ea(Oe−a)、Ea(Oe−b)、Ea(Oe−c)、発光層16に含まれる発光材料の電子親和力をEa(Ll)、及び電子輸送層18に含まれる材料の電子親和力をEa(E)としたときに、いずれの電子輸送中間層17a,17b,17cも、Ea(E)>Ea(Oe-a)>Ea(Oe−b)>Ea(Oe−c)>Ea(Ll)の関係を満たすように、発光層16、電子輸送中間層17a,17b,17c、及び電子輸送層18の各構成材料を選択して順次形成すればよい。 And when setting it as the organic EL element 20 of 2nd Embodiment, the electron affinity of the material contained in the said electron carrying intermediate | middle layer 17a, 17b, 17c is respectively Ea (Oe-a), Ea (Oe-b), Any electron transport when Ea (Oe-c), the electron affinity of the light emitting material contained in the light emitting layer 16 is Ea (Ll), and the electron affinity of the material contained in the electron transport layer 18 is Ea (E) The intermediate layers 17a, 17b, and 17c also satisfy the relationship of Ea (E)> Ea (Oe-a)> Ea (Oe-b)> Ea (Oe-c)> Ea (Ll), The constituent materials of the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c and the electron transport layer 18 may be selected and sequentially formed.
一方、第3実施形態の有機EL素子30とする場合は、上記電子輸送中間層17a,17b,17cに含まれる材料の電子親和力をそれぞれ、Ea(Oe−a)、Ea(Oe−b)、Ea(Oe−c)、発光層16に含まれるホスト材料の電子親和力をEa(Lh)、及び電子輸送層18に含まれる材料の電子親和力をEa(E)としたときに、いずれの電子輸送中間層17a,17b,17cも、Ea(E)>Ea(Oe−a)>Ea(Oe−b)>Ea(Oe−c)>Ea(Lh)の関係を満たすように、発光層16、電子輸送中間層17a,17b,17c、及び電子輸送層18の各構成材料を選択して順次形成すればよい。 On the other hand, when it is set as the organic EL element 30 of 3rd Embodiment, the electron affinity of the material contained in the said electron carrying intermediate | middle layer 17a, 17b, 17c is respectively Ea (Oe-a), Ea (Oe-b), Any electron transport when Ea (Oe-c), the electron affinity of the host material contained in the light emitting layer 16 is Ea (Lh), and the electron affinity of the material contained in the electron transport layer 18 is Ea (E) The intermediate layers 17a, 17b, and 17c also satisfy the relationship of Ea (E)> Ea (Oe-a)> Ea (Oe-b)> Ea (Oe-c)> Ea (Lh), The constituent materials of the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c and the electron transport layer 18 may be selected and sequentially formed.
このような発光層16と電子輸送層18に隣接する電子輸送中間層17a,17b,17cの厚さは、隣接する電子輸送層18や発光層16よりも薄くすることが好ましく、具体的には、電子輸送中間層17a,17b,17cのそれぞれの厚さが0.1nm以上5nm以下であり、電子輸送中間層17a,17b,17cの全体の厚さが、0.2nm以上30nm以下であることが好ましい。このような範囲の厚みであれば、電子輸送中間層17a,17b,17c全体でも極めて薄く、他の層の材料の移動度や耐久性の影響をほとんど受けずに注入性を効果的に向上させることができ、電子輸送層−発光層間の障壁差をより効果的に小さくすることができる。なお、電子輸送中間層17a,17b,17cの全体の厚さは、より好ましくは1nm以上30nm以下、特に好ましくは3nm以上30nm以下である。 The thicknesses of the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c adjacent to the light emitting layer 16 and the electron transport layer 18 are preferably thinner than the adjacent electron transport layer 18 and the light emitting layer 16. Specifically, The thickness of each of the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c is not less than 0.1 nm and not more than 5 nm, and the total thickness of the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c is not less than 0.2 nm and not more than 30 nm. Is preferred. If the thickness is in such a range, the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c as a whole are extremely thin, and the injection property is effectively improved with little influence of the mobility and durability of the materials of the other layers. The barrier difference between the electron transport layer and the light emitting layer can be reduced more effectively. The total thickness of the electron transport intermediate layers 17a, 17b, and 17c is more preferably 1 nm to 30 nm, and particularly preferably 3 nm to 30 nm.
−正孔ブロック層−
正孔ブロック層は、陽極側から発光層16に輸送された正孔が、陰極側に通りぬけることを防止する機能を有する層である。例えば、正孔輸送層14と発光層16との間に正孔の輸送を仲介する複数の正孔輸送中間層15a,15b,15cを設ける場合に、発光層16と陰極側で隣接する正孔ブロック層を設けることができる。
正孔ブロック層を構成する有機化合物の例としては、BAlq(Aluminum(III)bis(2-methyl-8-quinolinato)-4-phenylphenolate)等のアルミニウム錯体、トリアゾール誘導体、BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin)等のフェナントロリン誘導体、等が挙げられる。
正孔ブロック層の厚さとしては、1nm〜500nmであるのが好ましく、5nm〜200nmであるのがより好ましく、10nm〜100nmであるのが更に好ましい。
正孔ブロック層は、上述した材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
-Hole blocking layer-
The hole blocking layer is a layer having a function of preventing holes transported from the anode side to the light emitting layer 16 from passing through to the cathode side. For example, when a plurality of hole transport intermediate layers 15a, 15b, and 15c that mediate hole transport are provided between the hole transport layer 14 and the light emitting layer 16, holes adjacent to the light emitting layer 16 on the cathode side are provided. A block layer can be provided.
Examples of organic compounds constituting the hole blocking layer include aluminum complexes such as BAlq (Aluminum (III) bis (2-methyl-8-quinolinato) -4-phenylphenolate), triazole derivatives, BCP (2,9-dimethyl). -4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin) and the like.
The thickness of the hole blocking layer is preferably 1 nm to 500 nm, more preferably 5 nm to 200 nm, and still more preferably 10 nm to 100 nm.
The hole blocking layer may have a single layer structure composed of one or more of the above-described materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.
−陰極−
陰極19は、通常、有機EL層に電子を注入する電極としての機能を有し、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、有機EL素子の用途、目的等に応じて公知の電極材料の中から適宜選択することができる。陰極19を構成する材料としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物などが挙げられる。具体例としてアルカリ金属(たとえば、Li、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(たとえばMg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、イッテルビウム等の希土類金属、などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させる観点から、2種以上を好適に併用することができる。
-Cathode-
The cathode 19 usually has a function as an electrode for injecting electrons into the organic EL layer, and the shape, structure, size and the like are not particularly limited, and are known according to the use, purpose, etc. of the organic EL element. It can select suitably from electrode materials. Examples of the material constituting the cathode 19 include metals, alloys, metal oxides, electrically conductive compounds, and mixtures thereof. Specific examples include alkali metals (eg, Li, Na, K, Cs, etc.), alkaline earth metals (eg, Mg, Ca, etc.), gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloy, lithium-aluminum alloy, magnesium- Examples thereof include silver alloys, rare earth metals such as indium and ytterbium. These may be used singly or in combination of two or more from the viewpoint of achieving both stability and electron injection.
これらの中でも、陰極19を構成する材料としては、電子注入性の点で、アルカリ金属やアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性に優れる点でアルミニウムを主体とする材料が好ましい。アルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独、アルミニウムと0.01〜10質量%のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金若しくはこれらの混合物(例えば、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金など)をいう。なお、陰極19の材料については、例えば、特開平2−15595号公報及び特開平5−121172号公報に詳述されており、これらの公報に記載の材料は本発明においても適用することができる。 Among these, the material constituting the cathode 19 is preferably an alkali metal or an alkaline earth metal from the viewpoint of electron injection, and a material mainly composed of aluminum is preferable from the viewpoint of excellent storage stability. The material mainly composed of aluminum is aluminum alone, an alloy of aluminum and 0.01 to 10% by mass of alkali metal or alkaline earth metal, or a mixture thereof (for example, lithium-aluminum alloy, magnesium-aluminum alloy, etc.) Say. The material of the cathode 19 is described in detail, for example, in JP-A-2-15595 and JP-A-5-121172, and the materials described in these publications can also be applied to the present invention. .
陰極19の形成方法については特に制限はなく、公知の方法に従って形成することができる。例えば、印刷方式、コーティング方式等の湿式方式、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方式、CVD法、プラズマCVD法等の化学的方式などの中から、陰極19を構成する材料との適性を考慮して適宜選択した方法に従って形成することができる。例えば、陰極19の材料として金属等を選択する場合には、その1種又は2種以上を同時に又は順次、スパッタ法等に従って陰極19を形成することができる。 There is no restriction | limiting in particular about the formation method of the cathode 19, It can form according to a well-known method. For example, the cathode 19 is configured from a wet method such as a printing method or a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or an ion plating method, or a chemical method such as a CVD method or a plasma CVD method. It can be formed according to a method appropriately selected in consideration of suitability with the material. For example, when a metal or the like is selected as the material of the cathode 19, the cathode 19 can be formed according to a sputtering method or the like, one or more of them simultaneously or sequentially.
陰極19の厚みは、陰極19を構成する材料や光の取り出し方向に応じて適宜選択すればよく、通常は1nm〜5μm程度である。 What is necessary is just to select the thickness of the cathode 19 suitably according to the material which comprises the cathode 19, and the taking-out direction of light, and it is about 1 nm-5 micrometers normally.
陰極19を形成するに際してのパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングによって行ってもよいし、レーザーなどによる物理的エッチングによって行ってもよい。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタ等によって行ってもよいし、リフトオフ法や印刷法によって行ってもよい。
陰極19の形成位置は特に制限はなく、有機EL層上の全体に形成されていてもよく、その一部に形成されていてもよい。
The patterning for forming the cathode 19 may be performed by chemical etching by photolithography or the like, or may be performed by physical etching by a laser or the like. Further, it may be performed by vacuum deposition, sputtering or the like with overlapping masks, or by a lift-off method or a printing method.
There is no restriction | limiting in particular in the formation position of the cathode 19, It may be formed in the whole on an organic electroluminescent layer, and may be formed in the part.
陰極19と有機EL層との間に、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物等による誘電体層を0.1〜5nmの厚みで形成してもよい。この誘電体層は、一種の電子注入層と解することもできる。誘電体層は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。 Between the cathode 19 and the organic EL layer, a dielectric layer made of an alkali metal or alkaline earth metal fluoride or oxide may be formed with a thickness of 0.1 to 5 nm. This dielectric layer can also be understood as a kind of electron injection layer. The dielectric layer can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like.
支持基板12上に、下部電極13、有機EL層14〜18、及び上部電極19を順次形成することで、図1〜図4に示したように一対の電極13,19間に、発光層16等を含む有機EL層14〜18が配置された有機EL素子10,20,30,40を作製することができる。これにより電極13,19間に挟まれた発光層16が発光することになる。例えば、RGBが基板12上に繰り返し並列するように各色に対応した発光層16を形成すれば、両極13,19間に挟まれた発光層16を含む有機EL素子が画素を構成する。 By sequentially forming the lower electrode 13, the organic EL layers 14 to 18, and the upper electrode 19 on the support substrate 12, the light emitting layer 16 is interposed between the pair of electrodes 13 and 19 as shown in FIGS. The organic EL elements 10, 20, 30, and 40 in which the organic EL layers 14 to 18 including the above are disposed can be manufactured. As a result, the light emitting layer 16 sandwiched between the electrodes 13 and 19 emits light. For example, when the light emitting layer 16 corresponding to each color is formed so that RGB are repeatedly arranged in parallel on the substrate 12, an organic EL element including the light emitting layer 16 sandwiched between both electrodes 13 and 19 constitutes a pixel.
−封止等−
陰極19を形成した後、水分や酸素による有機EL素子の劣化を抑制するため、封止部材(保護層)により被覆して封止することが好ましい。封止部材としては、ガラス、金属、プラスチック等を用いることができる。
さらに、各電極13,19に対して、それぞれ制御配線、信号配線等の外部配線を接続する。これにより、有機EL素子による発光装置あるいは表示装置を製造することができる。
そして、上記のような方法により製造された有機EL素子は、発光層16における発光分布が全体発光に近づき、発光効率及び耐久性を向上するとともに、駆動電圧による色度の変動幅が小さいものとなる。
-Sealing-
After forming the cathode 19, it is preferable to cover and seal with a sealing member (protective layer) in order to suppress deterioration of the organic EL element due to moisture or oxygen. As the sealing member, glass, metal, plastic, or the like can be used.
Furthermore, external wirings such as control wirings and signal wirings are connected to the electrodes 13 and 19, respectively. Thereby, the light-emitting device or display apparatus by an organic EL element can be manufactured.
The organic EL device manufactured by the method as described above has a light emission distribution in the light emitting layer 16 approaching the entire light emission, improving the light emission efficiency and durability, and having a small variation in chromaticity due to the drive voltage. Become.
以下、本発明の実施例及び比較例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、下記の実施例及び比較例において、「x%→y%」とは、陽極側の濃度(質量%)がx%、陰極側の濃度(質量%)がy%であり、陽極側から陰極側に向けて連続的に濃度が変化していることを示す。
Examples of the present invention and comparative examples will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
In the following examples and comparative examples, “x% → y%” means that the concentration (mass%) on the anode side is x%, the concentration (mass%) on the cathode side is y%, and from the anode side. It shows that the concentration is continuously changing toward the cathode side.
<実施例1>
陽極:
支持基板(材質:ガラス)上にITO膜(厚さ100nm)を形成した。
<Example 1>
anode:
An ITO film (thickness: 100 nm) was formed on a support substrate (material: glass).
正孔注入層:
ITO膜(陽極)を形成した後、真空蒸着装置(1×10−6torr)を用いて、2−TNATA(4,4’,4’’−トリス(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)にF4−TCNQを1.0%ドープして160nmの厚さで形成した。
2−TNATA及びF4−TCNQの構造式は下記の通りである。
Hole injection layer:
After forming the ITO film (anode), using a vacuum deposition apparatus (1 × 10 −6 torr), 2-TNATA (4,4 ′, 4 ″ -tris (2-naphthylphenylamino) triphenylamine) F4-TCNQ was doped with 1.0% to form a thickness of 160 nm.
The structural formulas of 2-TNATA and F4-TCNQ are as follows.
正孔輸送層:
NPD(N,N’−ジナフチル−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン)により10nmの厚さで形成した。
NPDの構造式は下記の通りである。
Hole transport layer:
NPD (N, N′-dinaphthyl-N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine) was formed to a thickness of 10 nm.
The structural formula of NPD is as follows.
複数の正孔輸送中間層:
正孔輸送層を形成した後、化合物Bを用い、厚さ3nmの正孔輸送中間層を成膜した。次いで、化合物Aを用い、厚さ3nmの正孔輸送中間層を成膜した。
化合物A及び化合物Bの構造式は下記の通りである。
Multiple hole transport interlayers:
After forming the hole transport layer, a 3 nm thick hole transport intermediate layer was formed using Compound B. Next, using Compound A, a 3 nm-thick hole transport intermediate layer was formed.
The structural formulas of Compound A and Compound B are as follows.
発光層:
発光層は、正孔輸送性のホスト材料としてmCP(N,N′−ジカルバゾリル−3,5−ベンゼン)を、電子輸送性の発光材料として化合物Eをそれぞれ用いて共蒸着により混合層(厚さ90nm)とした。共蒸着の際、各構成材料の蒸着速度を変化させることで、電子輸送性発光材料の濃度を、陽極側界面から陰極側界面に向けて0質量%から60質量%に連続的に増加させた。陽極側界面付近の領域における各材料の濃度は、化合物Eが1.3質量%、mCPが98.7質量%であり、陰極側界面付近の領域では、化合物Eが59.7質量%、mCPが40.3質量%であった。mCP及び化合物Eの構造式は下記の通りである。
Light emitting layer:
The light emitting layer is a mixed layer (thickness) by co-evaporation using mCP (N, N′-dicarbazolyl-3,5-benzene) as a hole transporting host material and compound E as an electron transporting light emitting material. 90 nm). During the co-evaporation, the concentration of the electron transporting light emitting material was continuously increased from 0% by mass to 60% by mass from the anode side interface to the cathode side interface by changing the deposition rate of each constituent material. . The concentration of each material in the region near the anode side interface is 1.3% by mass for Compound E and 98.7% by mass for mCP, and in the region near the interface for the cathode side is 59.7% by mass for Compound E, mCP. Was 40.3% by mass. The structural formulas of mCP and Compound E are as follows.
電子輸送層(正孔ブロック層):
発光層を形成した後、BAlqを40nmの厚さで成膜した。BAlqの構造式は下記の通りである。
Electron transport layer (hole blocking layer):
After forming the light emitting layer, BAlq was deposited to a thickness of 40 nm. The structural formula of BAlq is as follows.
陰極等:
LiF膜を1nmの厚さで積層し、さらにAl(厚さ100nm)を積層させた。
Cathode etc .:
A LiF film was laminated with a thickness of 1 nm, and further Al (thickness 100 nm) was laminated.
上記のようにして有機EL素子を作製した。この素子の層構成、各層の厚み等は以下の通りである。
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/化合物B(3nm)/化合物A(3nm)/mCP+0→60質量%化合物E(90nm)/BAlq(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
また、各層のイオン化ポテンシャルは以下の通りである。
Ip(Oh−1):5.7(化合物B)
Ip(Oh−2):5.8(化合物A)
Ip(Lh):6.0
Ip(H):5.4
An organic EL element was produced as described above. The layer structure of this element, the thickness of each layer, etc. are as follows.
ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / Compound B (3 nm) / Compound A (3 nm) / mCP + 0 → 60 mass% Compound E (90 nm) / BAlq (40 nm ) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
The ionization potential of each layer is as follows.
Ip (Oh-1): 5.7 (Compound B)
Ip (Oh-2): 5.8 (Compound A)
Ip (Lh): 6.0
Ip (H): 5.4
得られた有機EL素子(発光素子)の外部量子効率、駆動電圧、及び色度変動幅を測定した。 The external quantum efficiency, drive voltage, and chromaticity variation width of the obtained organic EL element (light emitting element) were measured.
<外部量子効率の測定>
作製した発光素子をKEITHLEY製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流電圧を発光素子に印加し、発光させた。その発光スペクトルと光量をトプコン社製輝度計SR−3を用いて測定し、発光スペクトル、光量、及び測定時の電流から外部量子効率を計算した。
<Measurement of external quantum efficiency>
The produced light emitting element was made to emit light by applying a DC voltage to the light emitting element using a source measure unit 2400 type manufactured by KEITHLEY. The emission spectrum and the amount of light were measured using a luminance meter SR-3 manufactured by Topcon Corporation, and the external quantum efficiency was calculated from the emission spectrum, the amount of light, and the current at the time of measurement.
上記測定の結果、360cd/m2時の外部量子効率は9.4%であった。
また、駆動電圧は11.7Vであった。
As a result of the above measurement, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 9.4%.
The drive voltage was 11.7V.
<色度の測定>
色度は、CIE表色系を用い、X,Y座標に表示した。
100〜20000cd/m2の変動幅:ΔX=0.01以下/ΔY=0.01以下
と、上記評価の結果、色度の変動幅は小さかった。
<Measurement of chromaticity>
The chromaticity was displayed on the X and Y coordinates using the CIE color system.
The fluctuation range of 100 to 20000 cd / m 2 : ΔX = 0.01 or less / ΔY = 0.01 or less. As a result of the evaluation, the fluctuation range of chromaticity was small.
<比較例1>
実施例1における正孔輸送中間層を全く形成しなかった以外は、実施例1と同様の層構成及び厚さで有機EL素子を作製した。この素子の層構成、各層の厚み等は以下の通りである。
<Comparative Example 1>
An organic EL device was produced with the same layer configuration and thickness as in Example 1 except that the hole transport intermediate layer in Example 1 was not formed at all. The layer structure of this element, the thickness of each layer, etc. are as follows.
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/mCP+0→60質量%化合物E(90nm)/BAlq(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm) ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / mCP + 0 → 60 mass% Compound E (90 nm) / BAlq (40 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
得られた有機EL素子について、外部量子効率、駆動電圧、色度を測定した。その結果、360cd/m2時の外部量子効率は9.1%であり、駆動電圧は12.5Vであった。また、色度の変動幅は
100〜20000cd/m2の変動幅:ΔX=0.03/ΔY=0.04
と、実施例1の結果に比較し、大きな値を示した。
About the obtained organic EL element, external quantum efficiency, a drive voltage, and chromaticity were measured. As a result, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 9.1%, and the drive voltage was 12.5V. The variation range of chromaticity is a variation range of 100 to 20000 cd / m 2 : ΔX = 0.03 / ΔY = 0.04.
Compared with the result of Example 1, a large value was shown.
<比較例2>
実施例1の2層の正孔輸送中間層に代えて、化合物Aだけを用いて1層の正孔輸送中間層(厚さ3nm)を形成した以外は、実施例1と同様の層構成及び厚さで有機EL素子を作製した。この素子の層構成、各層の厚み等は以下の通りである。
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/化合物A(3nm)/mCP+0→60質量%化合物E(90nm)/BAlq(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
また、各層のイオン化ポテンシャルは以下の通りである。ここで、化合物A層のIp値をIp(Oh)とする。
Ip(Oh):5.8(化合物A)
Ip(Lh):6.0
Ip(H):5.4
<Comparative example 2>
A layer structure similar to that of Example 1 except that instead of the two hole transport intermediate layers of Example 1, only one compound A was used to form one hole transport intermediate layer (thickness 3 nm), An organic EL element was produced with a thickness. The layer structure of this element, the thickness of each layer, etc. are as follows.
ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / Compound A (3 nm) / mCP + 0 → 60 mass% Compound E (90 nm) / BAlq (40 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
The ionization potential of each layer is as follows. Here, the Ip value of the compound A layer is Ip (Oh).
Ip (Oh): 5.8 (Compound A)
Ip (Lh): 6.0
Ip (H): 5.4
得られた有機EL素子(発光素子)の外部量子効率、駆動電圧、及び色度変動幅を測定した。その結果、360cd/m2時の外部量子効率は9.2%であり、駆動電圧は12.0Vであった。また、色度の変動幅は、実施例1と比較例2の中間程度であった。 The external quantum efficiency, drive voltage, and chromaticity variation width of the obtained organic EL element (light emitting element) were measured. As a result, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 9.2%, and the drive voltage was 12.0V. Further, the variation range of chromaticity was about the middle between Example 1 and Comparative Example 2.
<比較例3>
実施例1における2層の正孔輸送中間層(化合物A、化合物B)に代えて、NPD及びmCPの混合層を形成した以外は、実施例2と同様の層構成及び厚さで有機EL素子を作製した。この素子の層構成、各層の厚み等は以下の通りである。
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/NPD+0→100質量%mCP(10nm)/mCP+0→60質量%化合物E(90nm)/BAlq(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
また、各層のイオン化ポテンシャルは以下の通りである。ここで、NPD+0→100質量%mCP層のIp値をIp(Gh)とする。
Ip(Gh):5.4(NPD)/6.0(mCP)
Ip(Lh):6.0
Ip(H):5.4
<Comparative Example 3>
An organic EL device having the same layer configuration and thickness as in Example 2 except that a mixed layer of NPD and mCP was formed instead of the two hole transport intermediate layers (Compound A and Compound B) in Example 1. Was made. The layer structure of this element, the thickness of each layer, etc. are as follows.
ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / NPD + 0 → 100 mass% mCP (10 nm) / mCP + 0 → 60 mass% Compound E (90 nm) / BAlq (40 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
The ionization potential of each layer is as follows. Here, the Ip value of the NPD + 0 → 100 mass% mCP layer is defined as Ip (Gh).
Ip (Gh): 5.4 (NPD) /6.0 (mCP)
Ip (Lh): 6.0
Ip (H): 5.4
得られた有機EL素子について、外部量子効率、駆動電圧、色度を測定した。その結果、360cd/m2時の外部量子効率は9.4%であり、駆動電圧は12.3Vであった。また、色度の変動幅は
100〜20000cd/m2の変動幅:ΔX=0.03/ΔY=0.03
と実施例1の結果に比較し、大きな値を示した。
About the obtained organic EL element, external quantum efficiency, a drive voltage, and chromaticity were measured. As a result, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 9.4%, and the drive voltage was 12.3V. The variation range of chromaticity is a variation range of 100 to 20000 cd / m 2 : ΔX = 0.03 / ΔY = 0.03
In comparison with the results of Example 1, a large value was shown.
<比較例4>
実施例1における正孔輸送層と発光層に隣接する2層の正孔輸送中間層(化合物A、化合物B)に代えて、化合物A及び化合物Bの共蒸着により1層の正孔輸送中間層(厚さ3nm)を形成した以外は、実施例2と同様の層構成及び厚さで有機EL素子を作製した。この素子の層構成、各層の厚み等は以下の通りである。
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/50質量%化合物A+50質量%化合物B(3nm)/mCP+0→60質量%化合物E(90nm)/BAlq(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
また、各層のイオン化ポテンシャルは以下の通りである。ここで、50質量%化合物A+50質量%化合物B層部分のIp値をIp(Mh)とする。
Ip(Mh):5.8(化合物A)/5.7(化合物B)
Ip(Lh):6.0
Ip(H):5.4
<Comparative example 4>
Instead of the two hole transport intermediate layers (compound A and compound B) adjacent to the hole transport layer and the light emitting layer in Example 1, one hole transport intermediate layer is formed by co-evaporation of compound A and compound B. An organic EL element was produced with the same layer configuration and thickness as in Example 2 except that (thickness 3 nm) was formed. The layer structure of this element, the thickness of each layer, etc. are as follows.
ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / 50 mass% Compound A + 50 mass% Compound B (3 nm) / mCP + 0 → 60 mass% Compound E (90 nm) / BAlq ( 40 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
The ionization potential of each layer is as follows. Here, the Ip value of the 50 mass% compound A + 50 mass% compound B layer portion is defined as Ip (Mh).
Ip (Mh): 5.8 (Compound A) /5.7 (Compound B)
Ip (Lh): 6.0
Ip (H): 5.4
得られた有機EL素子について、外部量子効率、駆動電圧、色度を測定した。その結果、360cd/m2時の外部量子効率は9.3%であり、駆動電圧は11.8Vであった。また、色度の変動幅は、
100〜20000cd/m2の変動幅:ΔX=0.01/ΔY=0.02
と、実施例1と比較例3の中間程度であった。
About the obtained organic EL element, external quantum efficiency, a drive voltage, and chromaticity were measured. As a result, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 9.3%, and the drive voltage was 11.8V. Also, the variation range of chromaticity is
Fluctuation range of 100 to 20000 cd / m 2 : ΔX = 0.01 / ΔY = 0.02
And about halfway between Example 1 and Comparative Example 3.
<実施例2>
陽極、正孔注入層、正孔輸送層:
陽極、正孔注入層、及び正孔輸送層は、実施例1と同様に積層した。
<Example 2>
Anode, hole injection layer, hole transport layer:
The anode, hole injection layer, and hole transport layer were laminated in the same manner as in Example 1.
発光層:
発光層は、電子輸送性ホスト材料として化合物Fを、正孔輸送性発光材料としてIr(ppy)3 (tris(2-phenylpyridine)iridium(III))をそれぞれ用いて共蒸着により混合層(厚さ90nm)とした。共蒸着の際、各構成材料の蒸着速度を変化させることで、Ir(ppy)3の濃度を、陽極側界面から陰極側界面に向けて60質量%から0質量%に連続的に減少させた。陽極側界面付近の領域における各材料の濃度は、Ir(ppy)3 が58.5質量%、化合物Fが41.5質量%であり、陰極側界面付近の領域では、Ir(ppy)3 が1.5質量%、化合物Fが98.5質量%であった。化合物Fの構造式は下記の通りである。
Light emitting layer:
The light-emitting layer was formed by co-evaporation using Compound F as the electron-transporting host material and Ir (ppy) 3 (tris (2-phenylpyridine) iridium (III)) as the hole-transporting light-emitting material. 90 nm). During co-evaporation, the concentration of Ir (ppy) 3 was continuously decreased from 60% by mass to 0% by mass from the anode side interface toward the cathode side interface by changing the deposition rate of each constituent material. . The concentration of each material in the region near the anode side interface is 58.5% by mass for Ir (ppy) 3 and 41.5% by mass for compound F. In the region near the interface on the cathode side, Ir (ppy) 3 is 1.5% by mass and Compound F was 98.5% by mass. The structural formula of Compound F is as follows.
電子輸送層から発光層へ電子の輸送を仲介する電子輸送中間層:
発光層を形成した後、下記構造式で示される化合物Dの電子輸送中間層(厚さ3nm)及び化合物Cの電子輸送中間層(厚さ3nm)を順次成膜した。
An electron transport interlayer that mediates the transport of electrons from the electron transport layer to the light-emitting layer:
After forming the light emitting layer, an electron transport intermediate layer (thickness 3 nm) of compound D and a compound C electron transport intermediate layer (thickness 3 nm) represented by the following structural formula were sequentially formed.
電子輸送層(正孔ブロック層):
BAlqを30nmの厚さで成膜した。
Electron transport layer (hole blocking layer):
BAlq was deposited to a thickness of 30 nm.
陰極等:
実施例1と同様、LiF膜を1nmの厚さで積層し、さらにAl(厚さ100nm)を積層させた。
Cathode etc .:
Similarly to Example 1, a LiF film was laminated with a thickness of 1 nm, and further Al (thickness: 100 nm) was laminated.
上記のような構成により有機EL素子を作製した。この素子の層構成、各層の厚み等は以下の通りである。
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/化合物F+60→0質量%Ir(ppy)3(90nm)/化合物D(3nm)/化合物C(3nm)/BAlq(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
また、各層の電子親和力は以下の通りである。
Ea(Lh):2.5(化合物F)
Ea(Oe−1):2.8(化合物C)
Ea(Oe−2):2.7(化合物D)
Ea(E):2.9(BAlq)
An organic EL element was produced with the above configuration. The layer structure of this element, the thickness of each layer, etc. are as follows.
ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / Compound F + 60 → 0 mass% Ir (ppy) 3 (90 nm) / Compound D (3 nm) / Compound C (3 nm) / BAlq (30 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
The electron affinity of each layer is as follows.
Ea (Lh): 2.5 (Compound F)
Ea (Oe-1): 2.8 (Compound C)
Ea (Oe-2): 2.7 (Compound D)
Ea (E): 2.9 (BAlq)
得られた有機EL素子について、外部量子効率、駆動電圧、色度を測定した。その結果、360cd/m2時の外部量子効率は8.2%であり、駆動電圧は11.4Vであった。
また、100〜20000cd/m2の変動幅:ΔX=0.01以下/ΔY=0.01以下と色度の変動幅は小さかった。
About the obtained organic EL element, external quantum efficiency, a drive voltage, and chromaticity were measured. As a result, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 8.2%, and the drive voltage was 11.4V.
Further, the fluctuation range of 100 to 20000 cd / m 2 : ΔX = 0.01 or less / ΔY = 0.01 or less, and the fluctuation range of chromaticity was small.
<比較例5>
以下のような層構成及び各層の厚みを有する有機EL素子を作製した。
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/NPD(10nm)/化合物F+60→0質量%Ir(ppy)3(90nm)/BAlq+100→0質量%化合物F(20nm)/BAlq(20nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
また、各層の電子親和力は以下の通りである。ここで、BAlq+100→0質量%化合物F層のEa値をEa(Ge)とする。
Ea(Lh):2.5(化合物F)
Ea(Ge):2.9(BAlq)/2.5(化合物F)
Ea(E):2.9(BAlq)
<Comparative Example 5>
An organic EL device having the following layer structure and the thickness of each layer was produced.
ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / NPD (10 nm) / Compound F + 60 → 0 mass% Ir (ppy) 3 (90 nm) / BAlq + 100 → 0 mass% compound F (20 nm) / BAlq (20 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
The electron affinity of each layer is as follows. Here, the Ea value of the BAlq + 100 → 0 mass% compound F layer is defined as Ea (Ge).
Ea (Lh): 2.5 (Compound F)
Ea (Ge): 2.9 (BAlq) /2.5 (Compound F)
Ea (E): 2.9 (BAlq)
得られた有機EL素子について、外部量子効率、駆動電圧、色度を測定した。その結果、360cd/m2時の外部量子効率は8.0%であり、駆動電圧は12.7Vであった。
また、色度の変動幅は
100〜20000cd/m2の変動幅:ΔX=0.02/ΔY=0.03
と実施例2の結果に比較し、大きな値を示した。
About the obtained organic EL element, external quantum efficiency, a drive voltage, and chromaticity were measured. As a result, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 8.0%, and the drive voltage was 12.7V.
The variation range of chromaticity is a variation range of 100 to 20000 cd / m 2 : ΔX = 0.02 / ΔY = 0.03
In comparison with the result of Example 2, a large value was shown.
<実施例3>
陽極、正孔注入層、正孔輸送層:
陽極、正孔注入層、及び正孔輸送層は、実施例1と同様に積層した。
<Example 3>
Anode, hole injection layer, hole transport layer:
The anode, hole injection layer, and hole transport layer were laminated in the same manner as in Example 1.
複数の正孔輸送中間層:
実施例1と同様に、正孔輸送層を形成した後、化合物Bを用い、厚さ3nmの正孔輸送中間層を成膜した。次いで、化合物Aを用い、厚さ3nmの正孔輸送中間層を成膜した。
Multiple hole transport interlayers:
In the same manner as in Example 1, after forming the hole transport layer, Compound B was used to form a 3 nm thick hole transport intermediate layer. Next, using Compound A, a 3 nm-thick hole transport intermediate layer was formed.
発光層:
発光層は、電子輸送性ホスト材料として、化合物Gを、正孔輸送性発光材料として、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)(Firpiq)をそれぞれ用いて共蒸着により混合層(厚さ90nm)とした。共蒸着の際、各構成材料の蒸着速度を変化させることで、Firpiqの濃度を、陽極側界面から陰極側界面に向けて60質量%から0質量%に連続的に減少させた。陽極側界面付近の領域における各材料の濃度は、Firpiqが58.3質量%、化合物Gが41.7質量%であり、陰極側界面付近の領域では、Firpiqが1.0質量%、化合物Gが99.0質量%であった。化合物G及びFirpiqの構造式は下記の通りである。
Light emitting layer:
The light-emitting layer comprises compound G as an electron-transporting host material and bis (3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl)) iridium (III) as a hole-transporting light-emitting material. ) (Firpiq) was used to form a mixed layer (thickness 90 nm) by co-evaporation. During the co-evaporation, the concentration of Firpiq was continuously decreased from 60% by mass to 0% by mass from the anode side interface toward the cathode side interface by changing the deposition rate of each constituent material. The concentration of each material in the region near the anode side interface is 58.3% by mass of Firpiq and 41.7% by mass of Compound G, and in the region near the interface of the cathode side is 1.0% by mass of Firpiq and Compound G. Was 99.0% by mass. The structural formulas of Compound G and Firpiq are as follows.
電子輸送層(正孔ブロック層):
実施例1と同様、発光層を形成した後、BAlqを40nmの厚さで成膜した。
Electron transport layer (hole blocking layer):
As in Example 1, after forming the light emitting layer, BAlq was deposited to a thickness of 40 nm.
陰極等:
LiF膜を1nmの厚さで積層し、さらにAl(厚さ100nm)を積層させた。
Cathode etc .:
A LiF film was laminated with a thickness of 1 nm, and further Al (thickness 100 nm) was laminated.
上記のようにして有機EL素子を作製した。この素子の層構成、各層の厚み等は以下の通りである。
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/化合物B(3nm)/化合物A(3nm)/化合物G+60→0質量%Firpiq(90nm)/BAlq(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm)
また、各層のイオン化ポテンシャルは以下の通りである。
Ip(Oh−1):5.7(化合物B)
Ip(Oh−2):5.8(化合物A)
Ip(Ll):5.9
Ip(H) :5.4
An organic EL element was produced as described above. The layer structure of this element, the thickness of each layer, etc. are as follows.
ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / Compound B (3 nm) / Compound A (3 nm) / Compound G + 60 → 0 mass% Firpiq (90 nm) / BAlq (40 nm ) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
The ionization potential of each layer is as follows.
Ip (Oh-1): 5.7 (Compound B)
Ip (Oh-2): 5.8 (Compound A)
Ip (Ll): 5.9
Ip (H): 5.4
得られた有機EL素子について、外部量子効率、駆動電圧、色度を測定した。その結果、360cd/m2時の外部量子効率は9.2%であり、駆動電圧は11.5Vであった。
また、色度の変動幅は、
100〜20000cd/m2の変動幅:ΔX=0.01/ΔY=0.02
と、色度の変動幅は小さかった。
About the obtained organic EL element, external quantum efficiency, a drive voltage, and chromaticity were measured. As a result, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 9.2%, and the drive voltage was 11.5V.
Also, the variation range of chromaticity is
Fluctuation range of 100 to 20000 cd / m 2 : ΔX = 0.01 / ΔY = 0.02
And the variation range of chromaticity was small.
<比較例6>
正孔輸送中間層を形成しなかった以外は、実施例3と同様の層構成及び厚さで有機EL素子を作製した。この素子の層構成、各層の厚み等は以下の通りである。
<Comparative Example 6>
An organic EL device was produced with the same layer configuration and thickness as in Example 3 except that the hole transporting intermediate layer was not formed. The layer structure of this element, the thickness of each layer, etc. are as follows.
ITO(100nm)/2−TNATA+1.0質量%F4−TCNQ(160nm)/NPD(10nm)/化合物G+60→0質量%Firpiq(90nm)/BAlq(40nm)/LiF(1nm)/Al(100nm) ITO (100 nm) /2-TNATA+1.0 mass% F4-TCNQ (160 nm) / NPD (10 nm) / Compound G + 60 → 0 mass% Firpiq (90 nm) / BAlq (40 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm)
得られた有機EL素子について、外部量子効率、駆動電圧、色度を測定した。その結果、360cd/m2時の外部量子効率は9.1%であり、駆動電圧は12.0Vであった。
また、色度の変動幅は
100〜20000cd/m2の変動幅:ΔX=0.02/ΔY=0.04
と、実施例3の結果に比較し、大きな値を示した。
About the obtained organic EL element, external quantum efficiency, a drive voltage, and chromaticity were measured. As a result, the external quantum efficiency at 360 cd / m 2 was 9.1%, and the drive voltage was 12.0V.
The variation range of chromaticity is a variation range of 100 to 20000 cd / m 2 : ΔX = 0.02 / ΔY = 0.04.
Compared with the result of Example 3, a large value was shown.
以上、本発明について説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。
例えば、本発明に係る有機EL素子を備えた発光装置や表示装置を製造する場合、その駆動方式は限定されず、パッシブマトリクス方式及びアクティブマトリクス方式のいずれも採用することができる。発光色も限定されず、単色表示、エリアカラー表示、フルカラー表示のいずれにも本発明を適用することができる。
As mentioned above, although this invention was demonstrated, this invention is not limited to the said embodiment and Example.
For example, when manufacturing a light emitting device or a display device including the organic EL element according to the present invention, the driving method is not limited, and either a passive matrix method or an active matrix method can be adopted. The emission color is not limited, and the present invention can be applied to any of single color display, area color display, and full color display.
10・・・有機電界発光素子(有機EL素子)
12・・・支持基板
13・・・陽極
14・・・正孔輸送層
15a,15b,15c・・・正孔輸送層から発光層へ正孔の輸送を仲介する正孔輸送中間層
16・・・発光層
17a,17b,17c・・・電子輸送層から発光層へ電子の輸送を仲介する電子輸送中間層
18・・・電子輸送層
19・・・陰極
20,30,40・・・有機電界発光素子(有機EL素子)
10 ... Organic electroluminescent device (organic EL device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Support substrate 13 ... Anode 14 ... Hole transport layer 15a, 15b, 15c ... Hole transport intermediate layer which mediates transport of holes from the hole transport layer to the light emitting layer 16. -Light emitting layer 17a, 17b, 17c ... Electron transport intermediate layer that mediates transport of electrons from the electron transport layer to the light emitting layer 18 ... Electron transport layer 19 ... Cathode 20, 30, 40 ... Organic electric field Light emitting element (organic EL element)
Claims (12)
前記一対の電極間に配置された発光層と、
前記陽極と前記発光層との間に配置された正孔輸送層と、
前記陰極と前記発光層との間に配置された電子輸送層を含み、
前記発光層中に、発光材料及びホスト材料として、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料を含み、該正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の少なくとも一方が、該発光層の厚さ方向に濃度勾配を有し、且つ、
前記正孔輸送層と前記発光層の間に、正孔輸送層から発光層へ正孔の輸送を仲介する複数(n層:n≧2)の正孔輸送中間層が陽極に最も近い層から順に、正孔輸送中間層1・・・正孔輸送中間層nと配置され、および/又は、前記電子輸送層と前記発光層の間に、電子輸送層から発光層へ電子の輸送を仲介する複数(m層:m≧2)の電子輸送中間層が陰極に最も近い層から順に、電子輸送中間層1・・・電子輸送中間層mと配置されており、前記複数の正孔輸送中間層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをそれぞれIp(正孔輸送中間層1)・・・Ip(正孔輸送中間層n)、前記発光層に含まれる正孔輸送材料のイオン化ポテンシャルをIp(発光層)、前記正孔輸送層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(正孔輸送層)、前記複数の電子輸送中間層に含まれる材料の電子親和力をそれぞれEa(電子輸送中間層1)・・・Ea(電子輸送中間層m)、前記発光層に含まれる電子輸送材料の電子親和力をEa(発光層)、前記電子輸送層に含まれる材料の電子親和力をEa(電子輸送層)とすると、それぞれ
Ip(正孔輸送層)<Ip(正孔輸送中間層1)<・・・<Ip(正孔輸送中間層n)<Ip(発光層) および/又は
Ea(電子輸送層)>Ea(電子輸送中間層1)>・・・>Ea(電子輸送中間層m)>Ea(発光層)
となることを特徴とする有機電界発光素子。 A pair of electrodes consisting of an anode and a cathode;
A light emitting layer disposed between the pair of electrodes;
A hole transport layer disposed between the anode and the light emitting layer;
Including an electron transport layer disposed between the cathode and the light emitting layer;
The light emitting layer includes a hole transporting material and an electron transporting material as a light emitting material and a host material, and at least one of the hole transporting material and the electron transporting material is arranged in the thickness direction of the light emitting layer. Having a concentration gradient, and
Between the hole transport layer and the light emitting layer, a plurality of (n layers: n ≧ 2) hole transport intermediate layers that mediate the transport of holes from the hole transport layer to the light emitting layer are the layers closest to the anode. In order, the hole transport intermediate layer 1 is arranged as the hole transport intermediate layer n and / or mediates the transport of electrons from the electron transport layer to the light emitting layer between the electron transport layer and the light emitting layer. A plurality (m layers: m ≧ 2) of electron transport intermediate layers are arranged in order from the layer closest to the cathode, electron transport intermediate layer 1... Electron transport intermediate layer m, and the plurality of hole transport intermediate layers. Ip (hole transport intermediate layer 1)... Ip (hole transport intermediate layer n), and the ionization potential of the hole transport material contained in the light emitting layer is Ip (light emitting layer). , The ionization potential of the material contained in the hole transport layer is Ip (hole transport layer) , Ea (electron transport intermediate layer 1)... Ea (electron transport intermediate layer m) and electron affinity of the electron transport material contained in the light emitting layer, respectively. When the electron affinity of the material contained in Ea (light emitting layer) and the electron transport layer is Ea (electron transport layer), Ip (hole transport layer) <Ip (hole transport intermediate layer 1) <. Ip (hole transport intermediate layer n) <Ip (light emitting layer) and / or Ea (electron transport layer)> Ea (electron transport intermediate layer 1)>...> Ea (electron transport intermediate layer m)> Ea (light emission) layer)
An organic electroluminescent element, characterized in that
前記複数の正孔輸送中間層が配置されており、該複数(n層:n≧2)の正孔輸送中間層が、いずれも、該正孔輸送中間層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルを陽極に最も近い層から順に、Ip(Oh-1)・・・Ip(Oh-n)、前記発光層に含まれる前記ホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp(Lh)、及び前記正孔輸送層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(H)としたときに、Ip(H)<Ip(Oh-1)<・・・<Ip(Oh-n)<Ip(Lh)の関係を満たすことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機電界発光素子。 The light emitting layer includes a hole transporting host material to be the hole transporting material and an electron transporting light emitting material to be the electron transporting material, and the concentration of the electron transporting light emitting material is on the cathode side. Gradually decreasing toward the anode side, and
The plurality of hole transport intermediate layers are arranged, and each of the plurality (n layers: n ≧ 2) of the hole transport intermediate layers has an ionization potential of a material contained in the hole transport intermediate layer as an anode. , Ip (Oh-1)... Ip (Oh-n), the ionization potential of the host material contained in the light emitting layer, Ip (Lh), and the hole transport layer. When the ionization potential of the material is Ip (H), the relationship of Ip (H) <Ip (Oh-1) <... <Ip (Oh-n) <Ip (Lh) is satisfied. The organic electroluminescent element according to claim 1.
前記複数の電子輸送中間層が配置されており、該複数(m層:m≧2)の電子輸送中間層が、いずれも、該電子輸送中間層に含まれる材料の電子親和力を陰極に最も近い層から順に、Ea(Oe-1)・・・Ea(Oe-m)、前記発光層に含まれる前記発光材料の電子親和力をEa(Ll)、及び前記電子輸送層に含まれる材料の電子親和力をEa(E)としたときに、Ea(E)>Ea(Oe-1)>・・・>Ea(Oe-m)>Ea(Ll)の関係を満たすことを特徴とする請求項1〜3いずれか一項に記載の有機電界発光素子。 The light emitting layer includes a hole transporting host material to be the hole transporting material and an electron transporting light emitting material to be the electron transporting material, and the concentration of the electron transporting light emitting material is on the cathode side. Gradually decreasing toward the anode side, and
The plurality of electron transport intermediate layers are arranged, and the plurality of (m layers: m ≧ 2) electron transport intermediate layers are all closest to the cathode in electron affinity of the material contained in the electron transport intermediate layer. In order from the layer, Ea (Oe-1)... Ea (Oe-m), the electron affinity of the light emitting material contained in the light emitting layer is Ea (Ll), and the electron affinity of the material contained in the electron transport layer. Wherein Ea (E)> Ea (Oe-1)>...> Ea (Oe-m)> Ea (Ll) is satisfied. 3. The organic electroluminescent element according to any one of 3.
前記複数の電子輸送中間層が配置されており、該複数(m層:m≧2)の電子輸送中間層が、いずれも、該電子輸送中間層に含まれる材料の電子親和力を陰極に最も近い層から順に、Ea(Oe-1)・・・Ea(Oe-m)、前記発光層に含まれる前記ホスト材料の電子親和力をEa(Lh)、及び前記電子輸送層に含まれる材料の電子親和力をEa(E)としたときに、Ea(E)>Ea(Oe-1)>・・・>Ea(Oe-m)>Ea(Lh)の関係を満たすことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の有機電界発光素子。 The light emitting layer includes an electron transporting host material to be the electron transporting material and a hole transporting light emitting material to be the hole transporting material, and the concentration of the hole transporting light emitting material is the anode. Gradually decreasing from the side toward the cathode side, and
The plurality of electron transport intermediate layers are arranged, and the plurality of (m layers: m ≧ 2) electron transport intermediate layers are all closest to the cathode in electron affinity of the material contained in the electron transport intermediate layer. In order from the layer, Ea (Oe-1)... Ea (Oe-m), the electron affinity of the host material contained in the light emitting layer is Ea (Lh), and the electron affinity of the material contained in the electron transport layer. Wherein Ea (E)> Ea (Oe-1)>...> Ea (Oe-m)> Ea (Lh) is satisfied. The organic electroluminescent element according to claim 2.
前記複数の正孔輸送中間層が配置されており、該複数(n層:n≧2)の正孔輸送中間層が、いずれも、該正孔輸送中間層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルを陽極に最も近い層から順に、Ip(Oh-1)・・・Ip(Oh-n)、前記発光層に含まれる前記発光材料のイオン化ポテンシャルをIp(Ll)、及び前記正孔輸送層に含まれる材料のイオン化ポテンシャルをIp(H)としたときに、Ip(H)<Ip(Oh-1)<・・・<Ip(Oh-n)<Ip(Ll)の関係を満たすことを特徴とする請求項1、請求項2、及び請求項6のいずれか一項に記載の有機電界発光素子。 The light emitting layer includes an electron transporting host material to be the electron transporting material and a hole transporting light emitting material to be the hole transporting material, and the concentration of the hole transporting light emitting material is the anode. Gradually decreasing from the side toward the cathode side, and
The plurality of hole transport intermediate layers are arranged, and each of the plurality (n layers: n ≧ 2) of the hole transport intermediate layers has an ionization potential of a material contained in the hole transport intermediate layer as an anode. In order from the layer closest to Ip (Oh-1)... Ip (Oh-n), the ionization potential of the light emitting material contained in the light emitting layer is included in Ip (Ll), and the hole transport layer. When the ionization potential of the material is Ip (H), the relationship of Ip (H) <Ip (Oh-1) <... <Ip (Oh-n) <Ip (Ll) is satisfied. The organic electroluminescent element according to claim 1, claim 2, or claim 6.
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