JP2001338761A - Organic el element - Google Patents

Organic el element

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JP2001338761A
JP2001338761A JP2000156817A JP2000156817A JP2001338761A JP 2001338761 A JP2001338761 A JP 2001338761A JP 2000156817 A JP2000156817 A JP 2000156817A JP 2000156817 A JP2000156817 A JP 2000156817A JP 2001338761 A JP2001338761 A JP 2001338761A
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Japan
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light emitting
organic
light
emitting layer
hole
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Yutaka Koyama
裕 小山
Keiichi Kohama
恵一 小浜
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light

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  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element, where a positive hole is recombined with an electron even inside a luminescent layer, the thickness of a luminescent region in the luminescent layer and the position and the chromaticity of the luminescent region in the thickness direction can be controlled, and its luminescent color can be adjusted easily to a desired one. SOLUTION: This organic EL element 1 is provided, by forming a positive electrode 3 formed of ITO, an organic EL thin film, having the luminescent layer and a negative electrode 5 formed of an Al-Li alloy on a surface of a glass transparent substrate 2 in that order by a vacuum deposition method, and thereafter sealing them with a sealing member 6. In this case, the luminescent layer is provided with two kinds of luminescent regions, such as a first luminescent region 441 of perylene of a hole transporting blue dopant and a hole transport material TEL22 in an electron transport luminescent material BAlq, and a second luminescent region 442 including a hole transport red dopant DCJT therein.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発光層の厚さ方向
における発光領域を広くすることができ、また、発光領
域の厚さ等を制御することができ、発光効率が高く、十
分な輝度で発光させるために要する電圧を低くすること
ができる有機エレクトロルミネセンス(EL)素子に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention can increase the light emitting area in the thickness direction of the light emitting layer, can control the thickness of the light emitting area, etc., have high light emitting efficiency, and have sufficient luminance. The present invention relates to an organic electroluminescence (EL) device capable of reducing a voltage required for light emission in a device.

【0002】[0002]

【従来の技術】有機EL素子の発光層に用いられる発光
材料は、ホール輸送性、電子輸送性のうちのいずれか一
方に優れ、従来の素子構成ではホール又は電子が注入さ
れる界面近傍の狭い領域でのみ発光し、このことが素子
の寿命の低下をもたらしている。また、このように一方
の界面近傍のみでなく、発光層の内部も含む広い領域で
発光させる際には、発光層の厚さ及びドーパントの含有
量等を発光効率が最大となる最適値から外れた設定と
し、ホールと電子との再結合の確率を低くして発光領域
を制御しなければならず、これが発光効率の低下につな
がっている。
2. Description of the Related Art A light emitting material used for a light emitting layer of an organic EL device is excellent in one of a hole transporting property and an electron transporting property. Light is emitted only in the region, which leads to a reduction in the life of the device. In addition, when light is emitted not only in the vicinity of one interface but also in a wide area including the inside of the light emitting layer, the thickness of the light emitting layer, the content of the dopant, and the like deviate from the optimum values at which the light emitting efficiency is maximized. In this case, the light emission region must be controlled by reducing the probability of recombination of holes and electrons, which leads to a decrease in light emission efficiency.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の問題点を解決するものであり、ホールと電子との
再結合領域を発光層の内部にまで広げることができ、寿
命の長い有機EL素子を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、発光層の厚さ方向における発光領域の厚
さ及びその位置並びに色度を制御することができ、特
に、発光色の異なる発光領域の色度を高い発光効率を維
持したまま制御することができ、素子の発光色を所望の
ものに容易に調整することができる有機EL素子を提供
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the recombination region of holes and electrons can be extended to the inside of the light emitting layer, so that the lifetime is long. An object is to provide an organic EL device. In addition, the present invention can control the thickness, the position, and the chromaticity of the light-emitting region in the thickness direction of the light-emitting layer, and in particular, maintain the chromaticity of the light-emitting regions having different emission colors while maintaining high luminous efficiency. It is an object to provide an organic EL device which can be controlled and can easily adjust a light emission color of the device to a desired one.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1発明の有機EL素子
は、基板と、該基板の表面に、陽極、有機EL薄膜及び
陰極が、この順に積層され形成される有機EL積層体と
を備え、上記有機EL薄膜は少なくとも発光層を有し、
該発光層は、ホール輸送材料を含む電子輸送性発光材
料、又は、電子輸送材料及びホールブロック材料の少な
くとも一方を含むホール輸送性発光材料からなり、上記
発光層におけるホールと電子との再結合領域が、該発光
層の内部にまで拡大されていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an organic EL device comprising: a substrate; and an organic EL laminate formed by laminating an anode, an organic EL thin film, and a cathode in this order on a surface of the substrate. The organic EL thin film has at least a light emitting layer,
The light-emitting layer is made of an electron-transporting light-emitting material containing a hole-transporting material, or a hole-transporting light-emitting material containing at least one of an electron-transporting material and a hole-blocking material. Is expanded to the inside of the light emitting layer.

【0005】上記「有機EL薄膜」は、陽極の表面に、
少なくともホール輸送層、発光層及び電子輸送層が順次
積層され、形成される。発光層には、発光効率及び素子
の安定性等を向上させるためドーパントを含有させるこ
とができ、このドーパントにより発光色を所望のものと
することもできる。また、陽極とホール輸送層との間に
ホール注入層を設けることができ、電子輸送層と陰極と
の間に電子注入層を設けることもできる。
The above “organic EL thin film” is formed on the surface of the anode by
At least a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer are sequentially laminated and formed. The light-emitting layer can contain a dopant for improving the luminous efficiency, the stability of the device, and the like, and the dopant can provide a desired luminescent color. Further, a hole injection layer can be provided between the anode and the hole transport layer, and an electron injection layer can be provided between the electron transport layer and the cathode.

【0006】上記「電子輸送性発光材料」としてはAl
q3、BAlq等のアルミキノリウム錯体等が使用され
ることが多く、これにホール輸送材料を含有させること
により発光層を形成することができる。上記「ホール輸
送材料」としては、トリフェニルアミンの2量体である
TPD、スターバーストアミン誘導体(m−MTDAT
A)、α−NPB及び3個のトリフェニルアミンを連結
した構造のHTM1、NSD等のトリアリルアミン誘導
体及びDPAVBi等のビススチリルアミン誘導体等を
用いることができる。
The “electron transporting luminescent material” is Al
Aluminum quinolium complexes such as q3 and BAlq are often used, and a light emitting layer can be formed by adding a hole transport material to the aluminum quinolium complex. Examples of the “hole transporting material” include TPD, a dimer of triphenylamine, and a starburst amine derivative (m-MTDAT).
A), triallylamine derivatives such as HTM1 and NSD having a structure in which α-NPB and three triphenylamines are linked, and bisstyrylamine derivatives such as DPAVBi can be used.

【0007】電子輸送性発光材料からなる発光層では、
ホールと電子との再結合は、通常、発光層のホール輸送
層との界面近傍においてなされる。そのため、電子の移
動距離が長く、抵抗が大きくなって、発光効率が低下
し、所定の輝度とするためには高い電圧を印加しなれば
ならない等の問題がある。この発光層にホール輸送材料
を含有させることにより、発光層のホール輸送性が向上
し、ホールと電子との再結合の確率を発光層内において
より均一にすることができる。その結果、発光層の内
部、及び電子輸送層との界面近傍においてもホールと電
子とを再結合させることができ、発光領域を発光層の厚
さ方向において広げることができる。また、ホール輸送
層から発光層へのホール注入効率が向上し、より低い電
圧で定電流駆動することができ、しかも十分な輝度で発
光させることができる。
In a light emitting layer made of an electron transporting light emitting material,
The recombination of holes and electrons is usually performed near the interface between the light emitting layer and the hole transport layer. For this reason, there are problems such as a long moving distance of electrons, a large resistance, a decrease in luminous efficiency, and the necessity of applying a high voltage to obtain a predetermined luminance. By including a hole transporting material in the light emitting layer, the hole transporting property of the light emitting layer is improved, and the probability of recombination of holes and electrons can be made more uniform in the light emitting layer. As a result, holes and electrons can be recombined inside the light emitting layer and also near the interface with the electron transport layer, and the light emitting region can be expanded in the thickness direction of the light emitting layer. Further, the efficiency of hole injection from the hole transport layer to the light emitting layer is improved, constant current driving can be performed at a lower voltage, and light can be emitted with sufficient luminance.

【0008】また、上記「ホール輸送性発光材料」とし
ては、トリアリルアミン誘導体及びビススチリルアミン
誘導体等が使用されることが多く、これに電子輸送材料
及びホールブロック材料の少なくとも一方を含有させる
ことにより発光層を形成することができる。上記「電子
輸送材料」としては、PBD、BND等のオキサジアゾ
ール系化合物、トリアゾール構造を有する化合物、ヒド
ロキシフラボンBe錯体及び発光材料として多用される
アルミキノリウム錯体等を用いることができる。更に、
上記「ホールブロック材料」としては、Al23等の金
属酸化物を使用することができる。
Further, as the above-mentioned "hole transporting light emitting material", a triallylamine derivative, a bisstyrylamine derivative and the like are often used, and by incorporating at least one of an electron transporting material and a hole blocking material into the material. A light-emitting layer can be formed. As the above “electron transporting material”, oxadiazole-based compounds such as PBD and BND, compounds having a triazole structure, hydroxyflavone Be complexes, aluminum quinolium complexes frequently used as light emitting materials, and the like can be used. Furthermore,
A metal oxide such as Al 2 O 3 can be used as the “hole block material”.

【0009】ホール輸送性発光材料からなる発光層で
は、ホールと電子との再結合は、通常、発光層の電子輸
送層との界面近傍においてなされ、発光効率が低下し、
所定の輝度とするためには高い電圧を印加しなればなら
ない等の問題がある。この発光層に電子輸送材料及びホ
ールブロック材料の少なくとも一方を含有させることに
より、発光層の内部、及びホール輸送層との界面近傍に
おいてもホールと電子とを再結合させることができ、発
光領域を発光層の厚さ方向において広げることができ
る。
In a light-emitting layer made of a hole-transporting light-emitting material, recombination of holes and electrons is usually performed in the vicinity of the interface between the light-emitting layer and the electron-transport layer, and the luminous efficiency is reduced.
There are problems such as that a high voltage must be applied to obtain a predetermined luminance. By including at least one of an electron transporting material and a hole blocking material in the light emitting layer, holes and electrons can be recombined inside the light emitting layer and also near the interface with the hole transporting layer, and the light emitting region It can be expanded in the thickness direction of the light emitting layer.

【0010】電子輸送性発光材料とホール輸送材料との
量比、又は、ホール輸送性発光材料と電子輸送材料及び
ホールブロック材料の少なくとも一方との量比は、体積
比で99.9/0.1〜50/50であることが好まし
く、99.9/0.1〜85/15であることがより好
ましい。電子輸送性発光材料又はホール輸送性発光材料
の体積比が99.9を越える場合は、発光領域を発光層
の厚さ方向において十分に広げることができず、十分な
発光効率を得るためには印加電圧を高くしなければなら
ない等の問題がある。一方、電子輸送性発光材料又はホ
ール輸送性発光材料の体積比が50未満であると、電子
輸送層又はホール輸送層からの発光が混ざり始めるため
好ましくない。尚、第1発明におけるホール輸送材料及
び電子輸送材料には、発光層に少量含有される前記のド
ーパントは含まれないものとする。
The quantitative ratio of the electron transporting luminescent material to the hole transporting material or the quantitative ratio of the hole transporting luminescent material to at least one of the electron transporting material and the hole blocking material is 99.9 / 0. It is preferably 1-50 / 50, more preferably 99.9 / 0.1-85 / 15. When the volume ratio of the electron-transporting light-emitting material or the hole-transporting light-emitting material exceeds 99.9, the light-emitting region cannot be sufficiently expanded in the thickness direction of the light-emitting layer, and in order to obtain sufficient light-emitting efficiency. There are problems such as the need to increase the applied voltage. On the other hand, if the volume ratio of the electron-transporting light-emitting material or the hole-transporting light-emitting material is less than 50, light emission from the electron-transporting layer or the hole-transporting layer starts to mix, which is not preferable. Note that the hole transporting material and the electron transporting material in the first invention do not include the dopant contained in a small amount in the light emitting layer.

【0011】本発明の有機EL素子では、第2発明のよ
うに、発光層に含まれるホール輸送材料、又は、電子輸
送材料及びホールブロック材料の少なくとも一方の濃度
により、発光層の厚さ方向における発光領域の厚さ及び
その位置のうちの少なくとも厚さを制御することができ
る。
In the organic EL device of the present invention, as in the second invention, the concentration of at least one of the hole transporting material or the electron transporting material and the hole blocking material contained in the light emitting layer varies in the thickness direction of the light emitting layer. At least the thickness of the light emitting region and its position can be controlled.

【0012】ホール輸送材料等の濃度は、発光層の厚さ
方向においてほぼ一定とすることもでき、濃度に傾斜を
持たせることもできる。濃度がほぼ一定である場合は、
その濃度により、ホールと電子との再結合の確率を発光
層の厚さ方向において変化させることができ、発光領域
の厚さを制御することができる。この厚さは、発光層の
ホール輸送層又は電子輸送層との界面から50%以上、
特に70%以上の厚さとすることができ、発光層全体を
発光させることもできる。
The concentration of the hole transport material or the like can be made substantially constant in the thickness direction of the light emitting layer, or the concentration can be inclined. If the concentration is almost constant,
Depending on the concentration, the probability of recombination of holes and electrons can be changed in the thickness direction of the light emitting layer, and the thickness of the light emitting region can be controlled. This thickness is 50% or more from the interface of the light emitting layer with the hole transport layer or the electron transport layer,
In particular, the thickness can be 70% or more, and the entire light emitting layer can emit light.

【0013】また、濃度に傾斜を持たせた場合は、ホー
ルと電子とが再結合される確率を発光層の厚さ方向の特
定の部位において高くすることができる。それにより、
発光領域の厚さのみでなく、その厚さ方向における位置
を制御することもでき、発光層の厚さ方向のホール輸送
層及び電子輸送層との界面近傍を除く所定位置におい
て、発光層の厚さの20〜80%、特に40〜60%の
厚さの発光領域とすることができる。更に、第2発明で
は、発光領域の色度を制御することもでき、素子の発光
色を所望のものに容易に調整することができる。
When the concentration is inclined, the probability that holes and electrons are recombined can be increased at a specific position in the thickness direction of the light emitting layer. Thereby,
Not only the thickness of the light-emitting region but also the position in the thickness direction can be controlled, and the thickness of the light-emitting layer at a predetermined position excluding the vicinity of the interface with the hole transport layer and the electron transport layer in the thickness direction of the light-emitting layer. The light emitting region can have a thickness of 20 to 80%, particularly 40 to 60% of the thickness. Further, in the second aspect, the chromaticity of the light emitting region can be controlled, and the light emitting color of the element can be easily adjusted to a desired one.

【0014】また、本発明の有機EL素子では、第3発
明のように、発光層の厚さ方向に色度の異なる2種以上
の発光領域が形成されており、これらの発光領域の少な
くとも1種にホール輸送材料、又は、電子輸送材料及び
ホールブロック材料の少なくとも一方が含有される有機
EL素子とすることができる。
Further, in the organic EL device of the present invention, as in the third invention, two or more light-emitting regions having different chromaticities are formed in the thickness direction of the light-emitting layer, and at least one of these light-emitting regions is formed. The organic EL device may include a hole transport material or at least one of an electron transport material and a hole block material.

【0015】色度の異なる2種以上の発光領域は、通
常、発光材料に特定のドーパントを含有させることによ
り形成することができる。そして、ドーパントの濃度或
いはこれらの発光領域にホール輸送材料等を含有させた
場合は、その濃度により、それぞれの発光領域における
ホールと電子との再結合の比を制御することができる。
濃度は、発光領域内でほぼ一定とすることができ、発光
領域の厚さ方向において傾斜を持たせることもできる。
いずれの場合であっても、ドーパントを最も高い発光効
率となる濃度で含有させた状態で、各々の発光領域の色
度を制御することができ、高い発光効率を維持したまま
素子の発光色を所望のものに容易に調整することができ
る。
The two or more light emitting regions having different chromaticities can be usually formed by adding a specific dopant to the light emitting material. When a hole transporting material or the like is contained in the light emitting region or the concentration of the dopant, the ratio of the recombination of holes and electrons in each light emitting region can be controlled by the concentration.
The concentration can be substantially constant in the light emitting region, and can be inclined in the thickness direction of the light emitting region.
In any case, the chromaticity of each light emitting region can be controlled in a state where the dopant is contained at a concentration that provides the highest light emitting efficiency, and the light emitting color of the device can be controlled while maintaining the high light emitting efficiency. It can be easily adjusted to the desired one.

【0016】第1乃至第3発明の有機EL素子におい
て、上記「基板」としては、ソーダ石灰ガラス等のガラ
ス類の他、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテル
スルホン、ポリカーボネート等の合成樹脂及び石英等の
透明性を有するものを使用することができる。これらの
うちでは特にガラスからなる基板が多用される。
In the organic EL device according to the first to third aspects of the present invention, the "substrate" may be a glass such as soda-lime glass, a synthetic resin such as polyethylene terephthalate, polyether sulfone, polycarbonate, or a transparent material such as quartz. Can be used. Of these, a substrate made of glass is particularly frequently used.

【0017】また、上記「陽極」は、金、ニッケル等の
金属単体、及びITO、CuI、SnO2、ZnO等の
金属化合物により形成することができる。これらのう
ち、生産性、安定した導電性等の観点からITOが特に
好ましい。上記「陰極」は、Al−Li合金、Mg−A
g合金、Na−K合金、ナトリウム、マグネシウム、リ
チウム、アルミニウム等により形成することができる。
これらのうちでは特にAl−Li合金、Mg−Ag合金
及びアルミニウムが多用される。これら有機EL素子を
構成する各層は、真空蒸着法により形成することがで
き、スピンコート法、キャスト法、スパッタリング法及
びLB法等、他の各種の方法によっても形成することが
できる。
The "anode" can be formed of a simple metal such as gold or nickel, or a metal compound such as ITO, CuI, SnO 2 , or ZnO. Of these, ITO is particularly preferred from the viewpoints of productivity, stable conductivity, and the like. The “cathode” is an Al—Li alloy, Mg—A
It can be formed of g alloy, Na-K alloy, sodium, magnesium, lithium, aluminum, or the like.
Among them, Al-Li alloy, Mg-Ag alloy and aluminum are particularly frequently used. Each layer constituting these organic EL elements can be formed by a vacuum evaporation method, and can also be formed by various other methods such as a spin coating method, a casting method, a sputtering method, and an LB method.

【0018】有機EL積層体は封止部材により封止さ
れ、封止空間には窒素ガス等の不活性なガスを主成分と
するガスが充填される。封止部材としては、ステンレス
鋼、アルミニウム又はその合金等の金属、ソーダ石灰ガ
ラス、珪酸塩ガラス等のガラス、アクリル系樹脂、スチ
レン系樹脂等の合成樹脂などからなるものを使用するこ
とができる。
The organic EL laminate is sealed by a sealing member, and the sealing space is filled with a gas mainly composed of an inert gas such as nitrogen gas. As the sealing member, a member made of metal such as stainless steel, aluminum or an alloy thereof, glass such as soda-lime glass and silicate glass, and synthetic resin such as acrylic resin and styrene resin can be used.

【0019】この封止部材と基板の周縁との接合は、エ
ポキシ樹脂、アクリレート系樹脂等の熱硬化性樹脂の
他、光硬化性樹脂等の封止樹脂により行うことができ
る。これらのうち、輝度の低下等を抑えるため、水分等
が透過し難い硬化体が形成される封止樹脂を使用するこ
とが好ましい。また、素子に加わる熱応力を緩和するこ
とができ、且つ硬化速度の大きい光硬化性樹脂がより好
ましい。
The sealing member and the peripheral edge of the substrate can be joined with a thermosetting resin such as an epoxy resin or an acrylate resin, or with a sealing resin such as a photocurable resin. Among these, it is preferable to use a sealing resin that forms a cured body through which moisture or the like hardly permeates in order to suppress a decrease in luminance or the like. Further, a photocurable resin which can reduce the thermal stress applied to the element and has a high curing rate is more preferable.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を更に
詳しく説明する。 実施例1(電子輸送性発光材料からなる発光層にホール
輸送性のドーパントであるDCJTと、ホール輸送材料
であるTEL22とを含有させた有機EL素子) (1)有機EL素子の製造 図1に、その縦断面を模式的に示す有機EL素子を、以
下のようにして製造した。真空蒸着法により、ガラス製
の透明基板2の表面に、ITOからなる陽極3、CuP
cからなるホール注入層41、TEL22からなるホー
ル輸送層42、体積比で10:1のAlq3及びTEL
22並びにAlq3に対して0.8体積%のDCJTが
厚さ方向に均一に分散、混合されてなるホール輸送性発
光層43、Alq3からなる電子輸送層45及びAl−
Li合金からなる陰極5を、この順に成膜し、有機EL
積層体を形成した後、透明基板2の周縁に封止部材6を
封止樹脂により接合し、有機EL積層体を封止し、有機
EL素子1を製造した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. Example 1 (Organic EL device in which DCJT which is a hole transporting dopant and TEL22 which is a hole transporting material are contained in a light emitting layer made of an electron transporting light emitting material) (1) Production of organic EL device FIG. An organic EL device whose vertical section was schematically shown was manufactured as follows. An anode 3 made of ITO and CuP are formed on the surface of a transparent substrate 2 made of glass by a vacuum evaporation method.
c, a hole transport layer 42 made of TEL22, Alq3 and TEL having a volume ratio of 10: 1.
22 and 0.8% by volume of DCJT with respect to Alq3 are uniformly dispersed and mixed in the thickness direction, the hole transporting light emitting layer 43, the electron transporting layer 45 composed of Alq3, and the Al—
A cathode 5 made of a Li alloy is formed in this order to form an organic EL.
After the formation of the laminate, the sealing member 6 was joined to the periphery of the transparent substrate 2 with a sealing resin, and the organic EL laminate was sealed, whereby the organic EL device 1 was manufactured.

【0021】この有機EL素子を8.3mA/cm2
電流密度となるようにして定電流駆動したところ、4.
69Vの電圧で507cd/m2の輝度が得られた。ま
た、発光効率は4.07lm/Wであり、色度はx=
0.513、y=0.461であった。この素子では、
発光層にホール輸送材料であるTEL22と赤色ドーパ
ントであるDCJTとが均一に分散され、含有されてい
る。そのため、発光層のホール輸送性が向上し、発光層
において実際に発光している領域が広くなり、発光層と
電子輸送層との界面近傍においてもホールと電子との再
結合がなされる。また、ホール輸送層から発光層へのホ
ールの注入効率が高くなるため、低い電圧により高い効
率で発光させることができた。
The organic EL device was driven at a constant current so as to have a current density of 8.3 mA / cm 2 .
A luminance of 507 cd / m 2 was obtained at a voltage of 69 V. The luminous efficiency is 4.07 lm / W, and the chromaticity is x =
0.513 and y = 0.461. In this element,
In the light emitting layer, TEL22 as a hole transport material and DCJT as a red dopant are uniformly dispersed and contained. Therefore, the hole transporting property of the light emitting layer is improved, the area where light is actually emitted in the light emitting layer is widened, and holes and electrons are recombined near the interface between the light emitting layer and the electron transport layer. In addition, since the efficiency of injecting holes from the hole transport layer into the light emitting layer was increased, it was possible to emit light with high efficiency at a low voltage.

【0022】実施例2(実施例1においてTEL22を
厚さ方向の濃度に傾斜を持たせて含有させた有機EL素
子) 発光層に含有されるTEL22を、ホール輸送層との界
面側では高濃度となり、電子輸送層との界面側では低濃
度となるように、発光層の厚さ方向において濃度に傾斜
を持たせた他は、実施例1と同様にして有機EL素子を
製造した。この有機EL素子を8.3mA/cm2の電
流密度となるようにして定電流駆動したところ、4.7
3Vの電圧で496cd/m2の輝度が得られた。ま
た、発光効率は3.95lm/Wであり、色度はx=
0.542、y=0.444であった。この素子では、
発光層の厚さ方向におけるホールの濃度がほぼ一定とな
り、発光層の全体を効率よく使った発光となり、低い電
圧により高い効率で発光させることができた。
Example 2 (Organic EL device in which TEL 22 is contained in Example 1 with a gradient in the thickness direction) TEL 22 contained in the light emitting layer is highly concentrated on the interface side with the hole transport layer. An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the concentration was inclined in the thickness direction of the light emitting layer so that the concentration was low on the interface side with the electron transport layer. When the organic EL element was driven at a constant current so as to have a current density of 8.3 mA / cm 2 , 4.7 was obtained.
A luminance of 496 cd / m 2 was obtained at a voltage of 3 V. The luminous efficiency is 3.95 lm / W, and the chromaticity is x =
0.542, y = 0.444. In this element,
The concentration of holes in the thickness direction of the light-emitting layer was almost constant, and light emission was efficiently performed using the entire light-emitting layer, and light was emitted with high efficiency at a low voltage.

【0023】比較例1(実施例1においてTEL22を
含有させなかった有機EL素子) 発光層にTEL22を含有させなかった以外は、実施例
1と同様にして、図2に、その縦断面を模式的に示す有
機EL素子を製造した。この有機EL素子を8.3mA
/cm2の電流密度となるようにして定電流駆動したと
ころ、5.29Vの電圧で467cd/m2の輝度が得
られた。また、発光効率は3.33lm/Wであり、色
度はx=0.543、y=0.439であった。この素
子では、発光層の電子輸送性が強いため、ホール輸送層
と発光層との界面近傍のみでホールと電子との再結合が
なされ、この界面において集中的に発光する。そして、
電子輸送層との界面近傍にも多く存在するDCJTは発
光に寄与しないばかりか、発光層の抵抗が大きくなり、
輝度が若干低下し、要する電圧は高くなり、発光効率も
低下した。
Comparative Example 1 (Organic EL device not containing TEL22 in Example 1) FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the organic EL device in the same manner as in Example 1 except that the light-emitting layer did not contain TEL22. The organic EL device shown in FIG. This organic EL device was 8.3 mA
When driving at a constant current with a current density of / cm 2 , a luminance of 467 cd / m 2 was obtained at a voltage of 5.29 V. The luminous efficiency was 3.33 lm / W, and the chromaticity was x = 0.543 and y = 0.439. In this device, since the light-emitting layer has a strong electron-transport property, recombination of holes and electrons occurs only in the vicinity of the interface between the hole-transport layer and the light-emitting layer, and light is intensively emitted at this interface. And
DCJT, which is often present near the interface with the electron transport layer, not only does not contribute to light emission, but also increases the resistance of the light emitting layer,
The luminance decreased slightly, the required voltage increased, and the luminous efficiency decreased.

【0024】実施例3(異なる色度の発光領域を有し、
一方の発光領域にホール輸送材料を含有させた有機EL
素子) 電子輸送性発光材料であるBAlqに、青色ドーパント
であるペリレンを0.8体積%含有させた第1発光領域
441と、赤色ドーパントであるDCJTを0.8体積
%含有させた第2発光領域442とからなる発光層と
し、第1発光領域にのみBAlqに対して体積比で10
/1のTEL22を含有させた他は、実施例1と同様に
して有機EL素子を製造した。図3に、その縦断面を模
式的に示す。
Example 3 (having light emitting regions of different chromaticities,
Organic EL in which one light emitting region contains a hole transport material
Element) A first light-emitting region 441 containing 0.8% by volume of perylene as a blue dopant in BAlq as an electron-transporting light-emitting material, and a second light-emitting region containing 0.8% by volume of DCJT as a red dopant. A light emitting layer including the region 442, and only the first light emitting region has a volume ratio of 10% to BAlq.
An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the TEL 22 was contained in the ratio of / 1. FIG. 3 schematically shows a longitudinal section thereof.

【0025】この有機EL素子を8.3mA/cm2
電流密度となるようにして定電流駆動したところ、7.
1Vの電圧で398cd/m2の輝度が得られた。ま
た、発光効率は2.11lm/Wであり、色度はx=
0.348、y=0.356であった。この素子では、
第1発光領域におけるペリレンを高い発光効率が得られ
る最適な含有量に維持したまま、第2発光領域にもホー
ルを注入することができ、第2発光領域も高い効率で発
光させることができ、発光色を目的とする白色にするこ
とができた。また、ホール輸送層から第1発光領域への
ホールの注入が容易であるため、低い電圧により高い効
率で発光させることができた。
When the organic EL device was driven at a constant current so as to have a current density of 8.3 mA / cm 2 , the current density was 7.
A luminance of 398 cd / m 2 was obtained at a voltage of 1 V. The luminous efficiency is 2.11 lm / W, and the chromaticity is x =
0.348, y = 0.356. In this element,
While maintaining the optimal content of perylene in the first light-emitting region at an optimum content for obtaining high light-emitting efficiency, holes can be injected into the second light-emitting region, and the second light-emitting region can also emit light with high efficiency. It was possible to make the emission color white as desired. Further, since holes can be easily injected from the hole transport layer into the first light emitting region, light can be emitted with high efficiency at a low voltage.

【0026】比較例2(実施例3において第1発光領域
にTEL22を含有させなかった有機EL素子) 第1発光領域にTEL22を含有させなかった他は、実
施例3と同様にして有機EL素子を製造した。この有機
EL素子を8.3mA/cm2の電流密度となるように
して定電流駆動したところ、9.2Vの電圧で249c
d/m2の輝度が得られた。また、発光効率は1.02
lm/Wであり、色度はx=0.210、y=0.30
8であった。この素子では、第1発光領域のホール輸送
性が低いため、ホール輸送層と第1発光領域との界面近
傍のみで発光し、また、第2発光領域へのホールの注入
効率が低く、第2発光領域はほとんど発光しない。その
ため、素子の発光色は青色となってしまい、この青色と
第2発光領域の発光色である赤色とから発光色を白色に
調整しようとする目的が達せられなかった。
Comparative Example 2 (Organic EL device in which TEL22 was not contained in the first light emitting region in Example 3) An organic EL device was produced in the same manner as in Example 3 except that TEL22 was not contained in the first light emitting region. Was manufactured. When the organic EL device was driven at a constant current so as to have a current density of 8.3 mA / cm 2 , a voltage of 9.2 V and a voltage of 249 c
A luminance of d / m 2 was obtained. The luminous efficiency is 1.02
lm / W, chromaticity x = 0.210, y = 0.30
It was 8. In this device, since the hole transporting property of the first light emitting region is low, light is emitted only in the vicinity of the interface between the hole transport layer and the first light emitting region, and the efficiency of hole injection into the second light emitting region is low. The light emitting region emits little light. Therefore, the emission color of the device is blue, and the purpose of adjusting the emission color to white from the blue and the red emission color of the second emission region has not been achieved.

【0027】比較例3(比較例2においてペリレンの濃
度を低くした有機EL素子) ペリレンの濃度を0.3体積%とした他は、比較例2と
同様にして有機EL素子を製造した。この有機EL素子
を8.3mA/cm2の電流密度となるようにして定電
流駆動したところ、8.9Vの電圧で279cd/m2
の輝度が得られた。また、発光効率は1.18lm/W
であり、色度はx=0.295、y=0.371であっ
た。この素子では、色度は制御し得るものの、ペリレン
の含有量が少ないため第1発光領域における発光効率が
低下し、発光層全体の発光効率も低下した。また、ペリ
レンによる青色の発光強度が低下し、BAlqの発光が
混ざったため、色度が緑色方向にシフトし、発光色を白
色にしようとする目的は達せられなかった。
Comparative Example 3 (Organic EL Device with Perylene Concentration Reduced in Comparative Example 2) An organic EL device was manufactured in the same manner as in Comparative Example 2, except that the perylene concentration was 0.3% by volume. When the organic EL device was driven at a constant current so as to have a current density of 8.3 mA / cm 2 , a voltage of 8.9 V and 279 cd / m 2 were obtained.
Was obtained. The luminous efficiency is 1.18 lm / W
And the chromaticity was x = 0.295 and y = 0.371. In this device, although the chromaticity could be controlled, the luminous efficiency in the first luminescent region was reduced due to the small content of perylene, and the luminescent efficiency of the entire luminescent layer was also reduced. In addition, since the emission intensity of blue light by perylene was lowered and the emission of BAlq was mixed, the chromaticity was shifted to the green direction, and the purpose of making the emission color white was not achieved.

【0028】比較例4(比較例2において第1発光領域
を薄くした有機EL素子) 第1発光領域の厚さを30nmから15nmと薄くした
他は、比較例2と同様にして有機EL素子を製造した。
この有機EL素子を8.3mA/cm2の電流密度とな
るようにして定電流駆動したところ、8.4Vの電圧で
336cd/m2の輝度が得られた。また、発光効率は
1.51lm/Wであり、色度はx=0.362、y=
0.365であった。この素子では、膜厚の変化による
色度の制御はできたものの、ホール輸送層と第1発光領
域との間でホールがブロックされてしまい、定電流駆動
に要する電圧が高く、また、ホール輸送層においても発
光してしまうため、発光効率も十分ではなかった。
Comparative Example 4 (Organic EL Device with First Light Emitting Region Thinned in Comparative Example 2) An organic EL device was manufactured in the same manner as in Comparative Example 2 except that the thickness of the first light emitting region was reduced from 30 nm to 15 nm. Manufactured.
When the organic EL device was driven at a constant current so as to have a current density of 8.3 mA / cm 2 , a luminance of 336 cd / m 2 was obtained at a voltage of 8.4 V. The luminous efficiency is 1.51 lm / W, the chromaticity is x = 0.362, and y =
0.365. In this device, although the chromaticity could be controlled by changing the film thickness, holes were blocked between the hole transport layer and the first light emitting region, and the voltage required for constant current driving was high. Since light was emitted even in the layer, the luminous efficiency was not sufficient.

【0029】以上、実施例1〜3及び比較例1〜4の輝
度、駆動に要する電圧、発光効率及び色度の結果を、ま
とめて表1に示す。
The results of luminance, driving voltage, luminous efficiency and chromaticity of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 are summarized in Table 1.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】実施例4(実施例3においてTEL22の
含有量を変化させた有機EL素子) 実施例3において第1発光領域におけるTEL22の含
有量をBAlqに対して体積比で99.5:0.5、9
9:1、90:10及び50:50とした他は、実施例
3と同様にして有機EL素子を製造した。図4は、これ
らの素子の色度を示すグラフであり、○はBAlqとペ
リレンのみ、●はBAlqとDCJTのみの場合であ
る。このグラフによりTEL22の含有量により色度を
容易に制御し得ることが分かる。
Example 4 (Organic EL device in which the content of TEL22 was changed in Example 3) In Example 3, the content of TEL22 in the first light emitting region was 99.5: 0. 5, 9
An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 3, except that the ratio was 9: 1, 90:10, and 50:50. FIG. 4 is a graph showing the chromaticity of these elements, where ○ indicates the case of only BAlq and perylene, and ● indicates the case of only BAlq and DCJT. This graph shows that the chromaticity can be easily controlled by the content of TEL22.

【0032】尚、本発明においては、上記の実施例に限
られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更
した実施例とすることができる。例えば、必要に応じ
て、LiF等のアルカリ金属のフッ化物又は酸化物及び
BaF2等のアルカリ土類金属のフッ化物などからなる
電子注入層を形成することもできる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, but may be variously modified within the scope of the present invention depending on the purpose and application. For example, if necessary, an electron injection layer made of a fluoride or oxide of an alkali metal such as LiF, or a fluoride of an alkaline earth metal such as BaF 2 can be formed.

【0033】[0033]

【発明の効果】第1発明によれば、発光層における発光
領域をホール輸送層又は電子輸送層との界面ばかりでな
く、発光層の内部を含む広い領域とすることができる。
また、第2発明によれば、発光層の厚さ方向における発
光領域の厚さ及びその位置を容易に制御することがで
き、色度を制御することもできる。更に、第3発明によ
れば、発光層内に色度の異なる2種以上の発光領域を形
成し、これらの色度を制御することにより、所望の発光
色を有する有機EL素子とすることができる。
According to the first aspect of the invention, the light emitting region in the light emitting layer can be a wide region including not only the interface with the hole transport layer or the electron transport layer but also the inside of the light emitting layer.
According to the second aspect, the thickness and the position of the light emitting region in the thickness direction of the light emitting layer can be easily controlled, and the chromaticity can be controlled. Further, according to the third aspect, by forming two or more kinds of light emitting regions having different chromaticities in the light emitting layer and controlling these chromaticities, an organic EL element having a desired light emitting color can be obtained. it can.

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

【図1】実施例1における有機EL素子の縦断面を示す
模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a vertical cross section of an organic EL element in Example 1.

【図2】比較例1における有機EL素子の縦断面を示す
模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a vertical cross section of an organic EL element in Comparative Example 1.

【図3】実施例3における有機EL素子の縦断面を示す
模式図である。
FIG. 3 is a schematic view showing a vertical cross section of an organic EL device in Example 3.

【図4】実施例3においてTEL22の含有量を変化さ
せた実施例4における色度の変化を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a change in chromaticity in Example 4 in which the content of TEL 22 was changed in Example 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;有機EL素子、2;透明基板、3;陽極、41;ホ
ール注入層、42;ホール輸送層、43;ホール輸送性
発光層、441;第1発光領域、442;第2発光領
域、45;電子輸送層、5;陰極、6;封止部材、6
1;接合部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Organic EL element, 2; Transparent substrate, 3; Anode, 41; Hole injection layer, 42; Hole transport layer, 43; Hole transport light emitting layer, 441; First light emitting area, 442; Second light emitting area, 45 Electron transport layer, 5; cathode, 6; sealing member, 6
1; joint.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、該基板の表面に、陽極、有機E
L薄膜及び陰極が、この順に積層され形成される有機E
L積層体とを備え、上記有機EL薄膜は少なくとも発光
層を有し、該発光層は、ホール輸送材料を含む電子輸送
性発光材料、又は、電子輸送材料及びホールブロック材
料の少なくとも一方を含むホール輸送性発光材料からな
り、上記発光層におけるホールと電子との再結合領域
が、該発光層の内部にまで拡大されていることを特徴と
する有機EL素子。
1. A substrate and an anode and an organic E on the surface of the substrate.
L thin film and cathode are laminated in this order to form organic E.
L stacked body, wherein the organic EL thin film has at least a light emitting layer, and the light emitting layer is an electron transporting light emitting material containing a hole transporting material, or a hole containing at least one of an electron transporting material and a hole blocking material. An organic EL device comprising a transportable light-emitting material, wherein a recombination region of holes and electrons in the light-emitting layer is extended to the inside of the light-emitting layer.
【請求項2】 上記発光層に含まれる上記ホール輸送材
料、又は、電子輸送材料及びホールブロック材料の少な
くとも一方の濃度により、上記発光層の厚さ方向におけ
る発光領域の厚さ及びその位置のうちの少なくとも該厚
さが制御される請求項1記載の有機EL素子。
2. The thickness of the light emitting region in the thickness direction of the light emitting layer and the position thereof depending on the concentration of the hole transporting material or at least one of the electron transporting material and the hole blocking material contained in the light emitting layer. The organic EL device according to claim 1, wherein at least the thickness of the organic EL device is controlled.
【請求項3】 上記発光層の厚さ方向に色度の異なる2
種以上の発光領域が形成されており、該発光領域の少な
くとも1種に上記ホール輸送材料、又は、電子輸送材料
及びホールブロック材料の少なくとも一方が含有される
請求項1記載の有機EL素子。
3. The light-emitting layer having different chromaticities in the thickness direction.
2. The organic EL device according to claim 1, wherein at least one kind of light emitting region is formed, and at least one of the light emitting regions contains the hole transporting material or at least one of the electron transporting material and the hole blocking material.
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