JP2002260858A - Light-emitting element and its manufacturing method - Google Patents
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Classifications
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- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ディスプレイ
や液晶ディスプレイ用バックライト等として用いられる
表示素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display element used as a light emitting display or a backlight for a liquid crystal display.
【０００２】[0002]
【従来の技術】エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）パネ
ルは視認性が高く、表示能力に優れ、高速応答も可能と
いう特徴を持っている。近年、有機化合物を構成材料と
する有機発光素子について報告がなされた（例えば、関
連論文 アプライド・フィジックス・レターズ、第５１
巻９１３頁１９８７年(Applied Physics Letters,51,19
87,P.913.)。発光材料としてはトリス（８−キノリノー
ル）アルミニウム錯体（以下Ａｌｑ）を用いており、高
い発光効率と電子輸送を合わせ持つ、優れた蛍光物質で
ある。2. Description of the Related Art Electroluminescent (EL) panels have high visibility, excellent display capability, and high-speed response. In recent years, reports have been made on organic light-emitting devices using organic compounds as constituent materials (for example, see the related paper Applied Physics Letters, No. 51).
Volume 913, 1987 (Applied Physics Letters, 51, 19)
87, P.913.). As a light-emitting material, a tris (8-quinolinol) aluminum complex (hereinafter, Alq) is used, which is an excellent fluorescent substance having both high luminous efficiency and electron transport.
【０００３】また、励起子形成において、三重項励起状
態は統計理論的に生成確率が高いことから、燐光材料へ
の取り組みも行われている（例えばＵＳＰ６，０９７，
１４７）。燐光は禁制遷移のため本来は遷移確率が低い
が、内部重原子効果を利用してＩｒやＰｔを中心金属に
持つ重金属錯体を用いることにより、遷移確率を向上す
ることができた。さらに、デバイスとして燐光を用いた
場合、輻射時間が長いため励起子拡散が生じて効率低下
の要因となるが、発光層の陰極側にブロッキング層を積
層することにより励起子拡散を抑制し、高効率化を実現
している。In the formation of excitons, a triplet excited state is statistically theoretically generated at a high probability. Therefore, efforts are being made on phosphorescent materials (for example, US Pat. No. 6,097,
147). Phosphorescence originally has a low transition probability due to forbidden transition, but the transition probability could be improved by using a heavy metal complex having Ir or Pt as a central metal utilizing the internal heavy atom effect. In addition, when phosphorescence is used as a device, exciton diffusion occurs due to a long radiating time, which causes a reduction in efficiency. However, by laminating a blocking layer on the cathode side of the light emitting layer, exciton diffusion is suppressed, and high efficiency is achieved. Achieve efficiency.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、三重項
励起状態から生じる燐光は、蛍光を発する一重項励起状
態よりもエネルギー的に低いため、蛍光材料に比べて発
光波長の長波長化が生じる。特に青色材料においては色
純度の低下が甚だしく、カラーフィルター等による色度
の補正が必須となるため、製造プロセスが増加するだけ
でなく、素子及び装置として効率の損失が生じるという
課題があった。However, since the phosphorescence generated from the triplet excited state is lower in energy than the singlet excited state that emits fluorescence, the emission wavelength becomes longer than that of the fluorescent material. Particularly in the case of a blue material, the color purity is significantly reduced, and it is necessary to correct the chromaticity using a color filter or the like. Therefore, there is a problem that not only the manufacturing process is increased but also the efficiency of the device and the device is lost.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】そこで我々は、赤色発光
画素と緑色発光画素に燐光材料を含み、青色発光画素を
バンドギャップの大きなホール輸送材料とブロッキング
材料の積層構成とすることにより、色純度が高く、動作
電圧の低い発光素子を実現するに至った。さらに、ブロ
ッキング層を全面に形成してホール輸送材料あるいはブ
ロッキング材料により青色発光を実現することにより、
製造プロセスを簡略化でき、その結果、再現性よく、高
効率発光の表示装置を提供できるに至った。In order to solve the problem, we have proposed that the red light emitting pixel and the green light emitting pixel contain a phosphorescent material, and the blue light emitting pixel has a laminated structure of a hole transporting material having a large band gap and a blocking material, thereby achieving color purity. And a light emitting element with a low operating voltage was realized. Furthermore, by forming a blocking layer on the entire surface and realizing blue light emission by a hole transport material or a blocking material,
The manufacturing process can be simplified, and as a result, a display device that emits light with high reproducibility and high efficiency can be provided.
【０００６】具体的には、本願の請求項１の発明によれ
ば、陽極と陰極間に、ホール輸送層と、３原色の色毎に
分離された発光画素を有する発光素子において、蛍光材
料を含む発光層を有する少なくとも一つの発光画素と、
燐光材料を含む発光層を有する発光画素を有することを
特徴とする発光素子が提供される。Specifically, according to the invention of claim 1 of the present application, in a light emitting element having a hole transporting layer and a light emitting pixel separated for each of three primary colors between an anode and a cathode, a fluorescent material is used. At least one luminescent pixel having a luminescent layer including:
A light-emitting element having a light-emitting pixel having a light-emitting layer containing a phosphorescent material is provided.
【０００７】本願の請求項２の発明によれば、陽極と陰
極間に、ホール輸送層と、３原色の色毎に分離された発
光画素を有する発光素子において、緑色発光画素と赤色
発光画素が順次陽極、ホール輸送層、燐光材料を含む発
光層、ブロッキング層、陰極からなる発光素子であっ
て、青色発光画素が順次陽極、ホール輸送層、ブロッキ
ング層、陰極からなることを特徴とする発光素子が提供
される。According to the invention of claim 2 of the present application, in a light emitting element having a hole transporting layer and a light emitting pixel separated for each of the three primary colors between an anode and a cathode, a green light emitting pixel and a red light emitting pixel are provided. A light emitting device comprising a sequential anode, a hole transport layer, a light emitting layer containing a phosphorescent material, a blocking layer, and a cathode, wherein the blue light emitting pixel comprises an anode, a hole transport layer, a blocking layer, and a cathode sequentially. Is provided.
【０００８】本願の請求項３は、請求項２記載のブロッ
キング層またはホール輸送層のバンドギャップが３ｅＶ
以上であるとしたものである。According to a third aspect of the present invention, the blocking layer or the hole transport layer according to the second aspect has a band gap of 3 eV.
That is all.
【０００９】本願の請求項４は、請求項２または３に記
載のブロッキング層がフェナントロリン誘導体であると
したものである。According to a fourth aspect of the present invention, the blocking layer according to the second or third aspect is a phenanthroline derivative.
【００１０】本願の請求項５は、請求項２または３に記
載のホール輸送層がトリフェニルアミン誘導体であると
したものである。[0010] Claim 5 of the present application is that the hole transport layer according to claim 2 or 3 is a triphenylamine derivative.
【００１１】本願の請求項６は、請求項２〜５いずれか
に記載の陰極とブロッキング層の間に電子輸送層を有す
るとしたものである。[0011] Claim 6 of the present application is such that an electron transport layer is provided between the cathode according to any one of claims 2 to 5 and the blocking layer.
【００１２】本願の請求項７の発明によれば、陽極と陰
極間に、ホール輸送層と、青・緑・赤の色毎に分離され
た発光画素を有する発光素子において、青色発光画素が
蛍光材料を含みかつ緑色発光画素と赤色発光画素が燐光
材料を含む発光層であって、前記緑色発光画素と、前記
赤色発光画素の両画素上にブロッキング層を有すること
を特徴とする発光素子が提供される。According to the invention of claim 7 of the present application, in a light emitting element having a hole transport layer and light emitting pixels separated for each of blue, green, and red between an anode and a cathode, the blue light emitting pixels emit fluorescent light. A light-emitting element comprising a material, wherein the green light-emitting pixels and the red light-emitting pixels are light-emitting layers containing a phosphorescent material, and the green light-emitting pixels and the red light-emitting pixels each have a blocking layer on both pixels. Is done.
【００１３】本願の請求項８は、請求項７に記載のブロ
ッキング層がフェナントロリン誘導体であるとしたもの
である。According to claim 8 of the present application, the blocking layer according to claim 7 is a phenanthroline derivative.
【００１４】本願の請求項９は、請求項７または８に記
載の陰極に接して電子輸送層を有するとしたものであ
る。According to a ninth aspect of the present invention, an electron transporting layer is provided in contact with the cathode according to the seventh or eighth aspect.
【００１５】本願の請求項１０の発明によれば、陽極と
陰極間に、ホール輸送層を形成する工程と、各色毎に分
離された発光画素を形成する工程を有する発光素子の製
造方法において、全面にホール輸送層を形成する工程
と、緑色発光画素と赤色発光画素が燐光材料を含む発光
層を形成する工程と、全面にブロッキング層を形成する
工程を有することを特徴とする発光素子の製造方法が提
供される。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a light emitting device, comprising the steps of forming a hole transport layer between an anode and a cathode, and forming light emitting pixels separated for each color. A method for manufacturing a light emitting device, comprising: forming a hole transport layer on the entire surface; forming a light emitting layer including a phosphorescent material for green and red light emitting pixels; and forming a blocking layer on the entire surface. A method is provided.
【００１６】本願の請求項１１の発明によれば、陽極と
陰極間に、ホール輸送層を形成する工程と、青・緑・赤
の色毎に分離された発光画素を形成する工程を有する発
光素子の製造方法において、全面にホール輸送層を形成
する工程と、青色発光画素が蛍光材料を含みかつ緑色発
光画素と赤色発光画素が燐光材料を含む発光層を形成す
る工程と、前記緑色発光画素と、前記赤色発光画素の両
画素上にブロッキング層を形成する工程を有することを
特徴とする発光素子の製造方法が提供される。According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a light emitting device having a step of forming a hole transport layer between an anode and a cathode, and a step of forming luminescent pixels separated for each of blue, green and red. A method of manufacturing a device, a step of forming a hole transport layer on the entire surface, a step of forming a light emitting layer in which a blue light emitting pixel contains a fluorescent material and a green light emitting pixel and a red light emitting pixel contain a phosphorescent material, And a step of forming a blocking layer on both pixels of the red light-emitting pixel.
【００１７】本願の請求項１２は、請求項１１記載のブ
ロッキング層を、前記緑色発光画素と、前記赤色発光画
素の画素間にも同時に形成するとしたものである。According to a twelfth aspect of the present invention, the blocking layer according to the eleventh aspect is formed simultaneously between the green light emitting pixel and the red light emitting pixel.
【００１８】本願の請求項１３は請求項１１または１２
記載のブロッキング層を、青色発光画素の画素上を除く
全面に形成するとしたものである。Claim 13 of the present application is Claim 11 or 12
The blocking layer described above is formed on the entire surface of the blue light emitting pixel except for the pixel.
【００１９】本願の請求項１４は、請求項１０〜１３い
ずれかに記載のブロッキング層形成の後、全面に電子輸
送層を形成するとしたものである。According to a fourteenth aspect of the present invention, an electron transport layer is formed on the entire surface after the formation of the blocking layer according to any one of the tenth to thirteenth aspects.
【００２０】本願の請求項１５の発明によれば、画像信
号を発生する手段と、前記画像信号に応じた電流を発生
する駆動手段と、前記電流に応じて発光する表示手段と
を具備する表示装置において、前記表示手段が３原色の
色毎に分離された発光画素を有する発光素子であって、
蛍光材料を含む発光層を有する少なくとも一つの発光画
素と、燐光材料を含む発光層を有する発光画素を有する
ことを特徴とする表示装置が提供される。According to a fifteenth aspect of the present invention, a display comprising: means for generating an image signal; driving means for generating a current corresponding to the image signal; and display means for emitting light according to the current. In the device, the display means is a light emitting element having light emitting pixels separated for each of three primary colors,
A display device is provided that includes at least one luminescent pixel having a luminescent layer containing a fluorescent material and a luminescent pixel having a luminescent layer containing a phosphorescent material.
【００２１】本願の請求項１６の発明によれば、画像信
号を発生する手段と、前記画像信号に応じた電流を発生
する駆動手段と、前記電流に応じて発光する表示手段と
を具備する表示装置において、前記表示手段の緑色発光
画素と赤色発光画素が順次陽極、ホール輸送層、燐光材
料を含む発光層、ブロッキング層、陰極からなる発光素
子であって、青色発光画素が順次陽極、ホール輸送層、
ブロッキング層、陰極からなる発光素子を有することを
特徴とする表示装置が提供される。According to the sixteenth aspect of the present invention, there is provided a display comprising: means for generating an image signal; driving means for generating a current corresponding to the image signal; and display means for emitting light according to the current. In the device, the green light emitting pixel and the red light emitting pixel of the display means are a light emitting element comprising an anode, a hole transporting layer, a light emitting layer containing a phosphorescent material, a blocking layer, and a cathode, and the blue light emitting pixel is an anode and a hole transporting sequentially. layer,
There is provided a display device having a light emitting element comprising a blocking layer and a cathode.
【００２２】本願の請求項１７の発明によれば、画像信
号を発生する手段と、前記画像信号に応じた電流を発生
する駆動手段と、前記電流に応じて青・緑・赤の色毎に
分離された発光画素が発光する表示手段とを具備する表
示装置において、前記表示手段の青色発光画素が蛍光材
料を含みかつ緑色発光画素と赤色発光画素が燐光材料を
含む発光層であって、前記緑色発光画素と、前記赤色発
光画素の両画素上にブロッキング層を有することを特徴
とする表示装置が提供される。According to the seventeenth aspect of the present invention, a means for generating an image signal, a driving means for generating a current corresponding to the image signal, and a blue, green, and red color corresponding to the current In a display device, comprising: a display unit that emits light from the separated light-emitting pixels, wherein the blue light-emitting pixels of the display unit include a fluorescent material, and the green light-emitting pixels and the red light-emitting pixels include a phosphorescent material. There is provided a display device having a blocking layer on both the green light emitting pixel and the red light emitting pixel.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【００２４】発光材料のバンドギャップが３ｅＶ以上で
あれば、発光波長は３７０ｎｍよりも短くなると推察さ
れ、発光色は青色の領域となる。本実施の形態の発光素
子は、青色発光画素のホール輸送層あるいはブロッキン
グ層のバンドギャップを３ｅＶ以上とすることにより、
ホール輸送層とブロッキング層の積層構成により青色発
光を実現している。ここで述べるブロッキング層とは、
ホールをブロックする効果を有するものであり、各色発
光材料のイオン化ポテンシャルよりも大きな値を有する
ものである。このときの青色発光は、ホール輸送材料が
発光してもよく、ブロッキング材料が発光してもよく、
ホール輸送材料とブロッキング材料の両方が発光しても
よい。青色発光画素部分の好ましい構成としては、陽極
／ホール輸送層／ブロッキング層／電子輸送層／陰極で
あり、ブロッキング層が電子輸送層の機能を果たす場合
には、陽極／ホール輸送層／ブロッキング層／陰極とす
ることができる。緑色発光画素及び赤色発光画素部分は
燐光材料を発光層に含むことにより、発光層の陰極側に
ブロッキング層を積層する必要がある。従って、構成と
しては陽極／ホール輸送層／発光層／ブロッキング層／
電子輸送層／陰極、陽極／発光層／ブロッキング層／電
子輸送層／陰極の他、ブロッキング層が電子輸送層の機
能を果たす場合には、陽極／ホール輸送層／発光層／ブ
ロッキング層／陰極、陽極／発光層／ブロッキング層／
陰極とすることができる。When the band gap of the light emitting material is 3 eV or more, the light emission wavelength is estimated to be shorter than 370 nm, and the light emission color is in a blue region. The light-emitting element of this embodiment mode has a band gap of 3 eV or more of a hole transport layer or a blocking layer of a blue light-emitting pixel,
Blue light emission is realized by the laminated structure of the hole transport layer and the blocking layer. The blocking layer described here is
It has an effect of blocking holes, and has a value larger than the ionization potential of each color light emitting material. At this time, the blue light emission may be emitted by the hole transporting material, or may be emitted by the blocking material,
Both the hole transporting material and the blocking material may emit light. The preferred structure of the blue light-emitting pixel portion is anode / hole transport layer / blocking layer / electron transport layer / cathode. When the blocking layer functions as an electron transport layer, the anode / hole transport layer / blocking layer / It can be a cathode. The green light emitting pixel and the red light emitting pixel portion need to have a blocking layer laminated on the cathode side of the light emitting layer by including a phosphorescent material in the light emitting layer. Therefore, the composition is anode / hole transport layer / light emitting layer / blocking layer /
In addition to the electron transporting layer / cathode, anode / light emitting layer / blocking layer / electron transporting layer / cathode, when the blocking layer functions as an electron transporting layer, the anode / hole transporting layer / light emitting layer / blocking layer / cathode; Anode / light-emitting layer / blocking layer /
It can be a cathode.
【００２５】本実施の形態の一例として、図１に示すも
のが挙げられる。FIG. 1 shows an example of the present embodiment.
【００２６】青、緑、赤の各画素に使用されるホール輸
送層２、ブロッキング層は共通の材料構成とすることに
より、全面に形成できることから、プロセスを簡略化す
ることができ、再現性よく安定した性能の発光素子を作
製することができる。The hole transport layer 2 and the blocking layer used for each of the blue, green and red pixels can be formed over the entire surface by using a common material composition, so that the process can be simplified and the reproducibility can be improved. A light-emitting element with stable performance can be manufactured.
【００２７】本発明における他の実施の形態として、青
色発光画素に青色蛍光材料を用いる方法がある。このと
きの青色発光画素部分の好ましい構成としては、陽極／
ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極であり、ブロ
ッキング層が電子輸送層の機能を果たす場合には、緑及
び赤色の発光画素に用いられるブロッキング層を積層し
て、陽極／ホール輸送層／発光層／ブロッキング層／陰
極とすることができる。As another embodiment of the present invention, there is a method of using a blue fluorescent material for a blue light emitting pixel. At this time, a preferable configuration of the blue light-emitting pixel portion is an anode /
In the case of a hole transport layer / light-emitting layer / electron transport layer / cathode, where the blocking layer functions as an electron transport layer, a blocking layer used for green and red light-emitting pixels is laminated, and an anode / hole transport layer is formed. / Light-emitting layer / blocking layer / cathode.
【００２８】本実施の形態の一例として、図２に示すも
のが挙げられる。FIG. 2 shows an example of the present embodiment.
【００２９】青、緑、赤の各画素に使用されるホール輸
送層２、電子輸送層４は共通の材料構成とすることによ
り、全面に形成できることから、上述の場合と同様にプ
ロセスを簡略化することができ、再現性よく安定した性
能の発光素子を作製することができる。The hole transport layer 2 and the electron transport layer 4 used for each of the blue, green, and red pixels can be formed over the entire surface by using a common material configuration, so that the process can be simplified in the same manner as described above. Thus, a light-emitting element having stable performance with good reproducibility can be manufactured.
【００３０】本実施の形態の発光素子は基本構成とし
て、基板上に陽極と陰極と上記各層等と積層構成を用い
ることができる。The light-emitting element of this embodiment can have a basic structure in which an anode, a cathode, the above-mentioned layers and the like are stacked on a substrate.
【００３１】基板は、上述した薄膜を積層した発光素子
を担持できるものであれば良い。上記各層内で生じた光
を基板側から取り出す場合には、透明ないし半透明の材
料であれば良く、コーニング１７３７等のガラス、ある
いはポリエステルその他の樹脂フィルム等を用いる。ま
た、基板と反対側から取り出す場合には特に材質・種類
は問わない。The substrate may be any as long as it can carry a light-emitting element in which the above-mentioned thin films are laminated. When light generated in each of the above layers is extracted from the substrate side, a transparent or translucent material may be used, and glass such as Corning 1737, a polyester or other resin film, or the like is used. In addition, when taking out from the side opposite to the substrate, the material and type are not particularly limited.
【００３２】本実施の形態の発光素子の正孔注入電極と
しての陽極には、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜を用
いることが好ましい。他に、酸化錫、Ｎｉ，Ａｕ，Ｐ
ｔ，Ｐｄ等が挙げられる。ＩＴＯ膜はその透明性を向上
させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタ、
エレクトロンビーム蒸着、イオンプレーティング等の成
膜方法が採用されている。また、膜厚は必要とされるシ
ート抵抗値と可視光透過率から決定されるが、発光素子
では比較的駆動電流密度が高いため、シート抵抗値を小
さくするため１００ｎｍ以上の厚さで用いられることが
多い。電子注入電極としての陰極には、Ｔａｎｇらの提
案したＭｇＡｇ合金あるいはＡｌＬｉ合金など、仕事関
数が低く電子注入障壁の低い金属と、比較的仕事関数が
大きく安定な金属との合金が用いられることが多い。ま
た、仕事関数の低い金属を有機層側に成膜し、この低仕
事関数金属を保護する目的で、仕事関数の大きな金属を
厚く積層してもよく、Ｌｉ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌのよう
な積層電極を用いることができる。これら陰極の形成に
は蒸着法やスパッタ法が好ましい。基板と反対側から光
を取り出すには、陰極側を透明または半透明にする必要
がある。It is preferable to use an ITO (indium tin oxide) film for the anode as the hole injection electrode of the light emitting element of this embodiment. In addition, tin oxide, Ni, Au, P
t, Pd and the like. The ITO film is formed by sputtering, for the purpose of improving the transparency or reducing the resistivity.
Film forming methods such as electron beam evaporation and ion plating are employed. The film thickness is determined from the required sheet resistance value and visible light transmittance. However, since the driving current density of the light emitting element is relatively high, the light emitting element is used with a thickness of 100 nm or more to reduce the sheet resistance value. Often. For the cathode as the electron injection electrode, an alloy of a metal having a low work function and a low electron injection barrier, such as a MgAg alloy or an AlLi alloy proposed by Tang et al., And a metal having a relatively large work function and being stable may be used. Many. Further, a metal having a low work function may be formed on the organic layer side, and a metal having a large work function may be laminated thickly for the purpose of protecting the metal having a low work function, such as Li / Al or LiF / Al. A stacked electrode can be used. For forming these cathodes, a vapor deposition method or a sputtering method is preferable. To extract light from the side opposite to the substrate, the cathode side must be transparent or translucent.
【００３３】従って、上記ＩＴＯ膜や酸化錫、Ｎｉ，Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｐｄ膜の薄膜の他、Ｔａｎｇらの提案したＭ
ｇＡｇ合金の薄膜、ＡｇＰｄＣｕ合金等の薄膜を用いる
ことができる。発光素子が有機材料で構成される場合に
は、有機層が損傷を受ける恐れがあることから、ジリチ
ウムフタロシアニン等のフタロシアニン誘導体や、ピラ
ザボール誘導体等のバッファー層を設けることが好まし
く、バッファー層中に仕事関数が低く電子注入障壁の低
い金属、例えばＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ，Ｃａ等を含有さ
せるとさらによい。また、陰極を透明または半透明にし
た場合、発光素子の陽極に反射層を有してもよい。反射
層を形成する材料としては金属が好ましく、特にＡｌ，
Ａｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｂｉ等の比較的仕事関数が大きく安
定な金属が好ましい。Therefore, the ITO film, tin oxide, Ni, A
u, Pt, and Pd thin films, as well as M proposed by Tang et al.
A thin film of a gAg alloy, a thin film of an AgPdCu alloy, or the like can be used. When the light-emitting element is formed of an organic material, a phthalocyanine derivative such as dilithium phthalocyanine or a buffer layer such as a pyrazabol derivative is preferably provided because the organic layer may be damaged. It is more preferable to include a metal having a low work function and a low electron injection barrier, such as Li, Na, K, Mg, and Ca. When the cathode is made transparent or translucent, the light emitting element may have a reflective layer on the anode. As a material for forming the reflection layer, a metal is preferable.
A metal having a relatively large work function and being stable, such as Ag, Ni, Cu, or Bi, is preferable.
【００３４】ホール輸送層を構成する材料としては、ホ
ール輸送能に優れ、かつ３ｅＶ以上の広いバンドギャッ
プを有するトリフェニルアミンを基本骨格として持つ誘
導体が好ましい。例えば、テトラフェニルベンジジン化
合物、トリフェニルアミン３量体、ベンジジン２量体が
挙げられる。また、トリフェニルジアミン誘導体、ある
いはＭＴＰＤ（Ｎ，Ｎ′−ジフェニルーＮ，Ｎ′−ビス
（３−メチルフェニル）―１，１′−ビフェニル―４，
４′−ジアミン、通称ＴＰＤ）でもよい。特には、トリ
フェニルアミン４量体が好ましい。As a material constituting the hole transporting layer, a derivative having triphenylamine as a basic skeleton having excellent hole transporting ability and a wide band gap of 3 eV or more is preferable. For example, a tetraphenylbenzidine compound, a triphenylamine trimer, and a benzidine dimer can be given. Further, a triphenyldiamine derivative or MTPD (N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,
4'-diamine, commonly known as TPD). In particular, triphenylamine tetramer is preferable.
【００３５】電子輸送層を構成する材料としては、トリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム（以下Ａｌｑ）が
好ましい。他の例としてトリス（４−メチル−８−キノ
リノラト）アルミニウム等の金属錯体、３−（２´−ベ
ンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン等が挙
げられる。電子輸送層の膜厚は、１０〜１０００ｎｍと
することが好ましい。As a material constituting the electron transport layer, tris (8-quinolinolato) aluminum (hereinafter, Alq) is preferable. Other examples include metal complexes such as tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum, 3- (2'-benzothiazolyl) -7-diethylaminocoumarin, and the like. The electron transport layer preferably has a thickness of 10 to 1000 nm.
【００３６】本実施の形態の発光層を構成する材料とし
ては、緑色燐光材料としてはトリス（２−フェニルピリ
ジン）イリジウム、赤色燐光材料としては２，３，７，
８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ２
３Ｈ−ポルフィン プラチナ（ＩＩ）のように、燐光発
光性の重金属錯体を用いるのが好ましい。高効率化には
生成確率の高い三重項励起子からの発光の利用が効果的
であり、重金属を中心金属として有する錯体を発光材料
として用いることにより、禁制度を緩和して、遷移確率
を向上させることができる。青色蛍光発光材料として
は、４，４‘−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフ
ェニル、４，４，８，８−テトラキス（ピラザボール−
１−イル）ピラザボールとフェニルスチリルピレンとの
混合材料等が好ましい。青色発光画素への蛍光材料の適
用は、燐光の三重項利用による発光波長の長波長化を防
止し、色純度を向上させることができる。さらに、ホー
ル輸送層とブロッキング層との積層、あるいはホール輸
送層と発光層の積層とすることにより、青色発光画素の
全膜厚を低減できることから、動作電圧を低下すること
ができ、これによって消費電力を低減できるだけでな
く、素子への負荷を低減し、長寿命化を実現することが
できる。As a material constituting the light emitting layer of this embodiment, tris (2-phenylpyridine) iridium is used as a green phosphorescent material, 2,3,7,
8,12,13,17,18-octaethyl-21H2
It is preferable to use a phosphorescent heavy metal complex such as 3H-porphine platinum (II). The use of luminescence from triplet excitons, which have a high generation probability, is effective for increasing the efficiency. By using a complex having a heavy metal as the central metal as the luminescent material, the forbidden system is eased and the transition probability is improved. Can be done. Blue fluorescent light-emitting materials include 4,4'-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl and 4,4,8,8-tetrakis (pyrazabole-
1-yl) A mixed material of pyrazabol and phenylstyrylpyrene is preferable. The application of the fluorescent material to the blue light emitting pixel can prevent the emission wavelength from being increased by the use of the triplet of phosphorescence, and can improve the color purity. Further, by stacking the hole transport layer and the blocking layer or stacking the hole transport layer and the light emitting layer, the total film thickness of the blue light emitting pixel can be reduced, so that the operating voltage can be reduced, thereby reducing consumption. Not only can the power be reduced, but also the load on the element can be reduced, and a longer life can be achieved.
【００３７】本実施の形態のブロッキング層を構成する
材料としては、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル
−１，１０−フェナントロリン、４，７−ジフェニル−
１，１０−フェナントロリン等のフェナントロリン誘導
体が好ましい。これらの材料は電子輸送能に優れている
ことから、電子輸送層としての機能も併せ持つことがで
きる。さらに、３ｅＶ以上の広いバンドギャップを有す
ることから、本材料自身も青色発光が可能である。The materials constituting the blocking layer of the present embodiment include 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline and 4,7-diphenyl-
Phenanthroline derivatives such as 1,10-phenanthroline are preferred. Since these materials have excellent electron transporting ability, they can also have a function as an electron transporting layer. Further, since the material has a wide band gap of 3 eV or more, the present material itself can emit blue light.
【００３８】上述のホール輸送層、電子輸送層、発光
層、ブロッキング層の各層については、アモルファス状
態の均質な膜を形成することが望ましく、真空蒸着法に
よる成膜が好ましい。さらに、真空中で連続して各層を
形成することにより、各層間の界面に不純物が付着する
のを防ぐことによって、動作電圧の低下、高効率化、長
寿命化といった特性の改善を図ることができる。また、
これら各層を真空蒸着法により形成するにあたり、一層
に複数の化合物を含有させる場合、化合物を入れた各ボ
ートを個別に温度制御して共蒸着することが好ましい
が、あらかじめ混合したものを蒸着しても良い。さらに
この他の成膜方法として、溶液塗布法、ラングミュア・
ブロジェット（ＬＢ）法などを用いることもできる。溶
液塗布法ではポリマー等のマトリクス物質中に各化合物
を分散させる構成としても良い。The above-described hole transport layer, electron transport layer, light-emitting layer, and blocking layer are desirably formed as amorphous homogeneous films, and are preferably formed by vacuum evaporation. Furthermore, by forming each layer continuously in a vacuum, by preventing impurities from adhering to the interface between each layer, it is possible to improve characteristics such as lower operating voltage, higher efficiency, and longer life. it can. Also,
In forming each of these layers by a vacuum evaporation method, when a plurality of compounds are contained in one layer, it is preferable to separately control the temperature of each boat containing the compounds and co-evaporate them. Is also good. As other film forming methods, a solution coating method, Langmuir
The Blodget (LB) method can also be used. In the solution coating method, each compound may be dispersed in a matrix material such as a polymer.
【００３９】本実施の形態の表示装置は本発明の発光素
子をマトリクス上に並べてもよく、ＴＦＴを搭載した基
板上に積層するなどして用いることができ、上記発光素
子を用いることにより、各色の発光効率が高く、高色純
度の発光が得られることから、高画質な表示装置を提供
することができる。In the display device of this embodiment mode, the light-emitting elements of the present invention may be arranged in a matrix, and can be used by being stacked on a substrate on which a TFT is mounted. Since light emission efficiency is high and light emission with high color purity is obtained, a display device with high image quality can be provided.
【００４０】本実施例において、青色発光画素が蛍光材
料である場合について記したが、上記実施の形態に限定
されず、色純度向上あるいは動作電圧低減のため、本発
明の技術的思想に基づいて、緑色発光画素あるいは赤色
発光画素が蛍光材料を含むような他の実施形態に適用す
ることができる。In this embodiment, the case where the blue light-emitting pixel is made of a fluorescent material has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and is based on the technical idea of the present invention in order to improve color purity or reduce operating voltage. The present invention can be applied to other embodiments in which a green light emitting pixel or a red light emitting pixel includes a fluorescent material.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光素子
によれば、高効率の燐光材料と高効率の蛍光材料とを同
一素子内に構成することにより、高色純度で電力効率の
高いの発光素子を実現できる。特に、青色発光画素をホ
ール輸送層とブロッキング層との積層、あるいはホール
輸送層と発光層の積層とすることにより、青色発光画素
の全膜厚を低減できることから、動作電圧を低下するこ
とができ、これによって消費電力を低減できるだけでな
く、素子への負荷を低減し、長寿命化を実現することが
できる。本発明の発光素子の製造方法によれば、青、
緑、赤の各画素に使用されるホール輸送層、ブロッキン
グ層、電子輸送層は共通の材料構成とすることにより、
全面に形成できることから、プロセスを簡略化すること
ができ、再現性よく安定した性能の発光素子を作製する
ことができる。本発明の表示装置によれば、本発明の発
光素子を有することにより、高品位な画像が安定して得
られると共に、低消費電力で、長期にわたる高信頼性が
確保されるものである。As described above, according to the light-emitting device of the present invention, a high-efficiency phosphorescent material and a high-efficiency fluorescent material are formed in the same device, thereby achieving high color purity and high power efficiency. Can be realized. In particular, when a blue light-emitting pixel is formed by stacking a hole transport layer and a blocking layer, or by stacking a hole transport layer and a light-emitting layer, the total thickness of the blue light-emitting pixel can be reduced, so that the operating voltage can be reduced. As a result, not only can the power consumption be reduced, but also the load on the element can be reduced, and a longer life can be realized. According to the method for manufacturing a light emitting device of the present invention, blue,
The hole transport layer, blocking layer, and electron transport layer used for each of the green and red pixels have a common material configuration.
Since the light-emitting element can be formed over the entire surface, the process can be simplified, and a light-emitting element having stable performance with good reproducibility can be manufactured. According to the display device of the present invention, by including the light emitting element of the present invention, a high-quality image can be stably obtained, and low power consumption and long-term high reliability are secured.
【図１】本発明発光素子の一断面図FIG. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device of the present invention.
【図２】本発明発光素子の他の一断面図FIG. 2 is another sectional view of another light emitting device of the present invention.
１ 陽極 ２ ホール輸送層 ３ ブロッキング層 ４ 電子輸送層 ５ 陰極 ６Ｂ 青色発光層 ６Ｒ 赤色発光層 ６Ｇ 緑色発光層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode 2 Hole transport layer 3 Blocking layer 4 Electron transport layer 5 Cathode 6B Blue light emitting layer 6R Red light emitting layer 6G Green light emitting layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉浦 久則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 上村 強 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB03 AB04 AB11 AB18 CB01 CB03 DA01 DB03 EB00 FA01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Hisanori Sugiura 1006 Kadoma Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Terms (reference) 3K007 AB03 AB04 AB11 AB18 CB01 CB03 DA01 DB03 EB00 FA01
Claims (15)
の色毎に分離された発光画素を有する発光素子におい
て、蛍光材料を含む発光層を有する少なくとも一つの発
光画素と、燐光材料を含む発光層を有する発光画素とを
有することを特徴とする発光素子。A hole transport layer between an anode and a cathode;
A light emitting element having at least one light emitting pixel having a light emitting layer containing a fluorescent material and a light emitting pixel having a light emitting layer containing a phosphorescent material. .
の色毎に分離された発光画素を有する発光素子におい
て、緑色発光画素と赤色発光画素が順次陽極、ホール輸
送層、燐光材料を含む発光層、ブロッキング層、陰極か
らなる発光素子であって、青色発光画素が順次陽極、ホ
ール輸送層、ブロッキング層、陰極からなることを特徴
とする発光素子。2. A hole transport layer between an anode and a cathode, and RGB.
In the light-emitting element having the light-emitting pixels separated for each color, the green light-emitting pixel and the red light-emitting pixel are sequentially a positive electrode, a hole transport layer, a light-emitting layer containing a phosphorescent material, a blocking layer, a light-emitting element comprising a cathode, and A light-emitting device, wherein the light-emitting pixel comprises an anode, a hole transport layer, a blocking layer, and a cathode in order.
バンドギャップが３ｅＶ以上である請求項２に記載の発
光素子。3. The light emitting device according to claim 2, wherein the band gap of the blocking layer or the hole transporting layer is 3 eV or more.
導体である請求項２または３に記載の発光素子。4. The light emitting device according to claim 2, wherein said blocking layer is a phenanthroline derivative.
導体である請求項２または請求項３に記載の発光素子。5. The light emitting device according to claim 2, wherein said hole transport layer is a triphenylamine derivative.
有する請求項２から５のいずれか１項に記載の発光素
子。6. The light emitting device according to claim 2, further comprising an electron transporting layer between the cathode and the blocking layer.
・赤の色毎に分離された発光画素を有する発光素子にお
いて、青色発光画素が蛍光材料を含みかつ緑色発光画素
と赤色発光画素が燐光材料を含む発光層であって、前記
緑色発光画素と、前記赤色発光画素の両画素上にブロッ
キング層を有することを特徴とする発光素子。7. A light emitting device having a hole transport layer between an anode and a cathode, and light emitting pixels separated for each of blue, green and red, wherein the blue light emitting pixel contains a fluorescent material and the green light emitting pixel and the red light emitting pixel A light-emitting element, wherein the light-emitting pixel is a light-emitting layer containing a phosphorescent material, and has a blocking layer on both the green light-emitting pixel and the red light-emitting pixel.
である請求項７に記載の発光素子。8. The light emitting device according to claim 7, wherein the blocking layer is a phenanthroline derivative.
または８に記載の発光素子。9. An electron transport layer in contact with a cathode.
Or the light-emitting element according to 8.
緑色発光画素と赤色発光画素が燐光材料を含む発光層を
形成する工程と、全面にブロッキング層を形成する工程
を有することを特徴とする発光素子の製造方法。10. A step of forming a hole transport layer on the entire surface;
A method for manufacturing a light-emitting element, comprising: a step of forming a light-emitting layer containing a phosphorescent material for green and red light-emitting pixels; and a step of forming a blocking layer over the entire surface.
青色発光画素が蛍光材料を含みかつ緑色発光画素と赤色
発光画素が燐光材料を含む発光層を形成する工程と、前
記緑色発光画素と、前記赤色発光画素の両画素上にブロ
ッキング層を形成する工程を有することを特徴とする発
光素子の製造方法。11. A step of forming a hole transport layer on the entire surface;
Forming a light emitting layer in which the blue light emitting pixel contains a fluorescent material and a green light emitting pixel and a red light emitting pixel contain a phosphorescent material; and forming a blocking layer on both the green light emitting pixel and the red light emitting pixel. A method for manufacturing a light emitting device, comprising:
と、前記赤色発光画素の画素間にも同時に形成する請求
項１１に記載の発光素子の製造方法。12. The method according to claim 11, wherein a blocking layer is formed simultaneously between the green light emitting pixel and the red light emitting pixel.
上を除く全面に形成する請求項１１または請求項１２記
載の発光素子の製造方法。13. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 11, wherein the blocking layer is formed on the entire surface of the blue light emitting pixel except for the pixels.
送層を形成する工程を有する請求項１０から１３のいず
れか１項に記載の発光素子の製造方法。14. The method for manufacturing a light emitting device according to claim 10, further comprising a step of forming an electron transport layer on the entire surface after forming the blocking layer.
載の発光素子に加えて、さらに電流供給部を具備した表
示素子。15. A display element further comprising a current supply unit in addition to the light-emitting element according to claim 1, 2 or 7.
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