JP2003272869A - Organic electroluminescent element - Google Patents

Organic electroluminescent element

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JP2003272869A
JP2003272869A JP2003111141A JP2003111141A JP2003272869A JP 2003272869 A JP2003272869 A JP 2003272869A JP 2003111141 A JP2003111141 A JP 2003111141A JP 2003111141 A JP2003111141 A JP 2003111141A JP 2003272869 A JP2003272869 A JP 2003272869A
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JP
Japan
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group
metal
organic electroluminescent
electroluminescent device
cathode
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Pending
Application number
JP2003111141A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Fukuyama
正雄 福山
Mutsumi Suzuki
睦美 鈴木
Akito Miyamoto
明人 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element that has a high luminous efficiency and small degradation of luminance during the drive life. <P>SOLUTION: This is an organic electroluminescent element that has organic layers between a pair of electrodes. As a buffer layer 5 that is provided in contact with the negative electrode 6 in the pair of electrodes, a layer is used in which at least an aromatic amine compound and a metal having a work function of 4.0 eV or less are mixed. For the negative electrode 6, a metal which is not contained in the buffer layer 5 is used. Thereby, an organic electroluminescent element having a high luminous efficiency and small degradation of luminance during the drive life can be provided. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の表示装置と
して広範囲に利用される発光素子であって、特に低い駆
動電圧、高輝度、安定性に優れた有機電界発光素子に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device which is widely used as various display devices, and more particularly to an organic electroluminescent device which is excellent in low driving voltage, high brightness and stability.

【0002】[0002]

【従来の技術】電界発光素子は、自己発光のために液晶
素子にくらべて明るく、鮮明な表示が可能であるため、
旧来多くの研究者によって研究されてきた。現在、実用
レベルに達し商品化されている電界発光素子としては、
無機材料のZnSを用いた素子がある。しかし、この様
な無機の電界発光素子は発光のための駆動電圧として2
00V程度必要であるため、広く使用されるには至って
いない。
2. Description of the Related Art An electroluminescent device is brighter and clearer than a liquid crystal device due to self-luminous display.
It has been studied by many researchers since ancient times. Currently, as an electroluminescent element that has reached a practical level and is commercialized,
There is an element using ZnS which is an inorganic material. However, such an inorganic electroluminescent device has a driving voltage of 2
Since it requires about 00V, it has not been widely used.

【0003】これに対して、有機材料を用いた電界発光
素子である有機電界発光素子は、従来、実用的なレベル
からはほど遠いものであったが、1987年にコダック
社のC.W.Tangらによって開発された積層構造素
子により、その特性が飛躍的に進歩した(非特許文献1
参照。)。彼らは、蒸着膜の構造が安定であって電子を
輸送することのできる蛍光体と、正孔を輸送することの
できる有機物を積層し、両方のキャリヤーを蛍光体中に
注入して発光させることに成功した。
On the other hand, an organic electroluminescence device, which is an electroluminescence device using an organic material, has hitherto been far from a practical level, but in 1987, a C.D. W. The laminated structure element developed by Tang et al. Has dramatically improved its characteristics (Non-Patent Document 1).
reference. ). They deposited a phosphor that has a stable vapor-deposited film structure that can transport electrons and an organic material that can transport holes, and inject both carriers into the phosphor to emit light. succeeded in.

【0004】これによって、有機電界発光素子の発光効
率が向上し、10V以下の電圧で1000cd/m
上の発光が得られるようになった。この様な有機電界発
光素子の基本的な発光特性は、非常に優れており、現在
その実用化を妨げている最も大きな課題の一つは安定性
の不足にある。具体的には、発光輝度が低下したり、ダ
ークスポットと呼ばれる発光しない領域が発生したり、
素子の短絡により破壊が起きてしまうことである。この
ような特性劣化の要因の一つに陰極と有機層との界面の
問題が考えられ、課題を解決のために陰極に接する有機
層を改良することが検討されている。
As a result, the luminous efficiency of the organic electroluminescent device is improved, and it is possible to obtain light emission of 1000 cd / m 2 or more at a voltage of 10 V or less. Such an organic electroluminescent device has very excellent basic light emitting characteristics, and one of the biggest problems currently hindering its practical use is lack of stability. Specifically, the emission brightness decreases, a non-emission area called a dark spot occurs,
The short circuit of the element causes destruction. One of the causes of such characteristic deterioration is the problem of the interface between the cathode and the organic layer, and in order to solve the problem, improvement of the organic layer in contact with the cathode has been studied.

【0005】具体的には有機発光層と陰極の間に芳香族
アミン化合物からなる界面層を設けたり(特許文献1参
照。)、アルカリ金属化合物を含む電子注入層を設ける
こと(特許文献2参照。)などが開示されているが、こ
れらではまだ不十分である。
Specifically, an interface layer made of an aromatic amine compound is provided between the organic light emitting layer and the cathode (see Patent Document 1), or an electron injection layer containing an alkali metal compound is provided (see Patent Document 2). , Etc. are disclosed, but these are still insufficient.

【0006】[0006]

【非特許文献1】Appl.Phys.Lett.,5
1巻,913頁,1987年
[Non-Patent Document 1] Appl. Phys. Lett. , 5
Volume 1, Page 913, 1987

【特許文献1】特開平6−267658号公報[Patent Document 1] JP-A-6-267658

【特許文献2】特開平9−17574号公報[Patent Document 2] Japanese Patent Laid-Open No. 9-17574

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術にお
いては、発光輝度が低下したり、ダークスポットと呼ば
れる発光しない領域が発生したりして、安定性が不十分
であることが大きな課題である。
In the above-mentioned conventional techniques, there is a major problem that the stability is insufficient due to a decrease in light emission luminance or the occurrence of a dark spot region called no light emission. is there.

【0008】本発明は、発光効率が高く駆動寿命時の輝
度の低下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。
It is an object of the present invention to provide an organic electroluminescent device which has a high luminous efficiency and a small decrease in luminance during the driving life.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、一対の電極の間に有機層を有する有機電界
発光素子であって、前記一対の電極の内の陰極に接して
設けたバッファー層として、少なくとも芳香族アミン化
合物と仕事関数が4.0eV以下の金属とが混合された
ものを用い、前記陰極には前記バッファー層に含まれて
いない金属を用いることを特徴とする有機電界発光素子
である。
In order to solve this problem, the present invention is an organic electroluminescent device having an organic layer between a pair of electrodes, which is provided in contact with the cathode of the pair of electrodes. The buffer layer is a mixture of at least an aromatic amine compound and a metal having a work function of 4.0 eV or less, and a metal not contained in the buffer layer is used for the cathode. It is an electroluminescent device.

【0010】このような構成によれば、発光効率が高く
駆動寿命時の輝度の低下が小さい有機電界発光素子が提
供される。
According to such a structure, an organic electroluminescence device having a high luminous efficiency and a small decrease in luminance during the driving life is provided.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の第1の発明は、一対の電
極の間に有機層を有する有機電界発光素子であって、前
記一対の電極の内の陰極に接して設けたバッファー層と
して、少なくともポルフィリン化合物と仕事関数が4.
0eV以下の金属とが混合されたものを用い、前記陰極
には前記バッファー層に含まれていない金属を用いるこ
とを特徴とする有機電界発光素子であり、ポルフィリン
化合物は通常正孔輸送材として考えられているが、上記
の構成で用いることにより、陰極からの電子注入が改善
されるため、発光効率が高く駆動寿命が長くなるという
作用を有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The first invention of the present invention is an organic electroluminescent device having an organic layer between a pair of electrodes, wherein the buffer layer is provided in contact with the cathode of the pair of electrodes. , At least the work function of the porphyrin compound and 4.
An organic electroluminescent device characterized by using a mixture of a metal of 0 eV or less and using a metal not contained in the buffer layer for the cathode. A porphyrin compound is usually considered as a hole transport material. However, the use of the above structure improves the injection of electrons from the cathode, and thus has the effect of increasing the luminous efficiency and prolonging the driving life.

【0012】第2の発明は、ポルフィリン化合物が一般
式(1)で示されるものである。
A second invention is a porphyrin compound represented by the general formula (1).

【0013】[0013]

【化1】 [Chemical 1]

【0014】(ただし、R1 〜R8 は同一でも異なって
もよい水素原子、ハロゲンまたは1価の有機残基を示
し、R1 とR2 、R3 とR4 、R5 とR6 、R7 とR8
は共同で環を形成してもよく、A1 は−N=あるいは−
CR9 =を示し、R9 は水素原子、ハロゲンまたは1価
の有機残基であり、M1 は水素原子、金属原子、金属酸
化物、金属ハロゲン化物または1価有機残基を有する金
属である。)これにより、R1〜R9 の1価の有機残基
としては、分岐してもしなくてもよいアルキル基、置換
または無置換のアリール基、ビニル基やアリル基等の不
飽和炭化水素基、カルボキシル基、カルボキシアルキル
基、ヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、アル
キルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、ア
リールチオ基、ニトロ基、アミノ基、アミノアルキル
基、シアノ基、シアノアルキル基、置換または無置換の
3員環以上の複素環等が用いられ得る。また、R1 とR
2 、R3 とR4 、R5 とR6 、R7 とR8は、共同で環
を形成してもよく、特に芳香族環のベンゼン環やナフタ
レン環等を形成した場合にはベンゾポルフィリン化合
物、フタロシアニン化合物、ナフタロシアニン化合物な
どと呼ばれる化合物群となる。このような化合物は安定
性が向上したものが得られるという作用を有する。
(Wherein R1 to R8 represent the same or different hydrogen atom, halogen or a monovalent organic residue, R1 and R2, R3 and R4, R5 and R6, R7 and R8.
May together form a ring, and A1 is -N = or-.
CR9 =, R9 is a hydrogen atom, a halogen or a monovalent organic residue, and M1 is a hydrogen atom, a metal atom, a metal oxide, a metal halide or a metal having a monovalent organic residue. ) Thereby, as the monovalent organic residue of R1 to R9, an alkyl group which may or may not be branched, a substituted or unsubstituted aryl group, an unsaturated hydrocarbon group such as a vinyl group or an allyl group, a carboxyl group Group, carboxyalkyl group, hydroxyl group, alkoxyl group, acyl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylthio group, arylthio group, nitro group, amino group, aminoalkyl group, cyano group, cyanoalkyl group, substituted or unsubstituted And a heterocyclic ring having 3 or more members can be used. Also, R1 and R
2, R3 and R4, R5 and R6, and R7 and R8 may jointly form a ring, and particularly when a benzene ring or a naphthalene ring of an aromatic ring is formed, a benzoporphyrin compound, a phthalocyanine compound, a naphthalene compound, It becomes a group of compounds called phthalocyanine compounds. Such a compound has a function of obtaining a compound with improved stability.

【0015】また、M1は2個の水素原子、1個または
2個の金属原子、金属酸化物、ハロゲン化金属または1
価の有機残基を有する金属であり、金属原子としてはL
i、Na、K、Rb、Cs、Be、Sr、Ba,Ca,
Mg,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Mn,Cr,A
l,Ga,Sn,Si,Ge,Sc,Ti,Pb,V,
Pt,Pd,Cd等が用い得る。さらに、1価の有機残
基としては、分岐してもしなくてもよいアルキル基、置
換または無置換のアリール基、ビニル基やアリル基等の
不飽和炭化水素基、カルボキシル基、カルボキシアルキ
ル基、ヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、ア
ルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、
アリールチオ基、ニトロ基、アミノ基、アミノアルキル
基、シアノ基、シアノアルキル基、置換または無置換の
3員環以上の複素環等が用いられ得る。
M1 is 2 hydrogen atoms, 1 or 2 metal atoms, metal oxide, metal halide or 1
It is a metal having a valent organic residue, and L is a metal atom.
i, Na, K, Rb, Cs, Be, Sr, Ba, Ca,
Mg, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mn, Cr, A
l, Ga, Sn, Si, Ge, Sc, Ti, Pb, V,
Pt, Pd, Cd, etc. can be used. Further, as the monovalent organic residue, an alkyl group which may or may not be branched, a substituted or unsubstituted aryl group, an unsaturated hydrocarbon group such as a vinyl group or an allyl group, a carboxyl group, a carboxyalkyl group, Hydroxyl group, alkoxyl group, acyl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylthio group,
An arylthio group, a nitro group, an amino group, an aminoalkyl group, a cyano group, a cyanoalkyl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic ring having three or more members, or the like can be used.

【0016】具体的には、ポルフィン、エチオポルフィ
ン、メソポルフィン、プロトポルフィン、プロトポルフ
ィン亜鉛、2,3,7,8,12,13,17,18−
オクタエチルポルフィン、2,3,7,8,12,1
3,17,18−オクタエチルポルフィン銅、2,3,
7,8,12,13,17,18−オクタエチルポルフ
ィンマグネシウム、5,10,15,20−テトラフェ
ニルポルフィン、5,10,15,20−テトラフェニ
ルポルフィン銅、5,10,15,20−テトラピリジ
ルポルフィン、テトラベンゾポルフィン、5,10,1
5,20−テトラアザポルフィリン、2,3,7,8,
12,13,17,18−オクタエチル−5,10,1
5,20−テトラアザポルフィリン、2,7,12,1
7−テトラ-t-ブチル-5,10,15,20−テトラア
ザポルフィリン、5,10,15,20−テトラフェニ
ル−5,10,15,20−テトラアザポルフィリン、
5,10,15,20−テトラフェニル−5,10,1
5,20−テトラアザポルフィリン銅、無金属フタロシ
アニン、銅フタロシアニン、鉛フタロシアニン、亜鉛フ
タロシアニン、マグネシウムフタロシアニン、コバルト
フタロシアニン、錫フタロシアニン、塩化錫フタロシア
ニン、塩化アルミフタロシアニン、チタニルフタロシア
ニン、ナフタロシアニン、銅ナフタロシアニン銅、コバ
ルトナフタロシアニン、銅−4,4’,4’’,
4’’’テトラアザフタロシアニン等が挙げられる。
Specifically, porphine, ethioporphine, mesoporphine, protoporphine, protoporphine zinc, 2,3,7,8,12,13,17,18-
Octaethylporphine, 2,3,7,8,12,1
3,17,18-octaethylporphine copper, 2,3
7,8,12,13,17,18-octaethylporphine magnesium, 5,10,15,20-tetraphenylporphine, 5,10,15,20-tetraphenylporphine copper, 5,10,15,20- Tetrapyridylporphine, tetrabenzoporphine, 5,10,1
5,20-tetraazaporphyrin, 2,3,7,8,
12,13,17,18-octaethyl-5,10,1
5,20-Tetraazaporphyrin, 2,7,12,1
7-tetra-t-butyl-5,10,15,20-tetraazaporphyrin, 5,10,15,20-tetraphenyl-5,10,15,20-tetraazaporphyrin,
5,10,15,20-tetraphenyl-5,10,1
5,20-Tetraazaporphyrin copper, metal-free phthalocyanine, copper phthalocyanine, lead phthalocyanine, zinc phthalocyanine, magnesium phthalocyanine, cobalt phthalocyanine, tin phthalocyanine, tin phthalocyanine chloride, aluminum phthalocyanine, titanyl phthalocyanine, naphthalocyanine, copper naphthalocyanine copper, Cobalt naphthalocyanine, copper-4,4 ', 4'',
4 ′ ″ tetraazaphthalocyanine and the like can be mentioned.

【0017】本発明の第3の発明は、一対の電極の間に
有機層を有する有機電界発光素子であって、前記一対の
電極の内の陰極に接して設けたバッファー層として、少
なくとも芳香族アミン化合物と仕事関数が4.0eV以
下の金属とが混合されたものを用い、前記陰極には前記
バッファー層に含まれていない金属を用いることを特徴
とする有機電界発光素子であり、芳香族アミン化合物は
通常正孔輸送材として考えられているが、上記の構成で
用いると、陰極からの電子注入が容易に起こり発光効率
が大幅に上昇し、このために駆動時の輝度の低下を低減
することが可能となるという作用を有する。
A third invention of the present invention is an organic electroluminescent device having an organic layer between a pair of electrodes, wherein at least an aromatic compound is used as a buffer layer provided in contact with the cathode of the pair of electrodes. An organic electroluminescent device characterized by using a mixture of an amine compound and a metal having a work function of 4.0 eV or less, and using a metal not contained in the buffer layer for the cathode. Amine compounds are usually considered as hole transport materials, but when used in the above configuration, electron injection from the cathode easily occurs and the luminous efficiency increases significantly, which reduces the decrease in luminance during driving. It has an effect that it becomes possible to do.

【0018】上記の芳香族アミン化合物としては有機電
界発光素子に通常用いられているものでよく、芳香族第
3級アミン化合物、スターバーストアミン、芳香族アミ
ンオリゴマーなどがよい。特に、特開平7−12661
5号公報、特開平7−331238号公報、特開平8−
100172号公報で開示されている芳香族アミン化合
物は耐熱性が向上したものであり最適である。また、仕
事関数が4.0eV以下の金属としてはアルカリ金属、
アルカリ土類金属、希土類金属、スカンジウム、イット
リウム等がある。
The above-mentioned aromatic amine compounds may be those usually used in organic electroluminescent devices, and aromatic tertiary amine compounds, starburst amines, aromatic amine oligomers and the like are preferable. In particular, JP-A-7-12661
No. 5, JP-A-7-331238, and JP-A-8-
The aromatic amine compound disclosed in Japanese Patent No. 100172 has improved heat resistance and is optimal. In addition, as a metal having a work function of 4.0 eV or less, an alkali metal,
Examples include alkaline earth metals, rare earth metals, scandium, yttrium, and the like.

【0019】本発明の第4の発明は、仕事関数が4.0
eV以下の金属としてはアルカリ金属またはアルカリ土
類金属であるとよく、特に、Li、Mg,Ca、Sr等
が好適である。上記バッファー層の形成方法としては真
空蒸着法により上記のポルフィリン化合物あるいは芳香
族アミン化合物と仕事関数が4.0eV以下の金属をそ
れぞれ別の蒸着源から蒸着する方法が好適であるが、他
の薄膜形成方法を用いてもよい。上記バッファー層の膜
厚は0.5nm以上あらばよく膜厚を厚くしても特性変
化は小さい。
According to a fourth aspect of the present invention, the work function is 4.0.
The metal having eV or less may be an alkali metal or an alkaline earth metal, and Li, Mg, Ca, Sr and the like are particularly preferable. As a method for forming the buffer layer, a method of vapor-depositing the porphyrin compound or the aromatic amine compound and a metal having a work function of 4.0 eV or less from different vapor deposition sources by a vacuum vapor deposition method is preferable, but other thin films are preferable. A forming method may be used. The thickness of the buffer layer may be 0.5 nm or more, and the characteristic change is small even if the thickness is increased.

【0020】本発明の第5の発明は、一対の電極の間に
有機層を有する有機電界発光素子であって、前記一対の
電極の内の陰極に接して設けたバッファー層が、一般式
(2)で記述されるポルフィリン化合物を含むものであ
る有機電界発光素子である。
A fifth aspect of the present invention is an organic electroluminescent device having an organic layer between a pair of electrodes, wherein the buffer layer provided in contact with the cathode of the pair of electrodes has the general formula ( An organic electroluminescent device containing the porphyrin compound described in 2).

【0021】[0021]

【化2】 [Chemical 2]

【0022】(ただし、R10〜R17は同一でも異なって
もよい水素原子、ハロゲンまたは1価の有機残基を示
し、A2は−N=あるいは−CR18=を示し、R18は水
素原子、ハロゲンまたは1価の有機残基であり、M1 は
水素原子、金属原子、金属酸化物、ハロゲン化金属また
は1価有機残基を有する金属である。)また、R10〜R
18の1価の有機残基としては、分岐してもしなくてもよ
いアルキル基、置換または無置換のアリール基、ビニル
基やアリル基等の不飽和炭化水素基、カルボキシル基、
カルボキシアルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシル
基、アシル基、アルキルオキシ基、アリールオキシ基、
アルキルチオ基、アリールチオ基、ニトロ基、アミノ
基、アミノアルキル基、シアノ基、シアノアルキル基、
置換または無置換の3員環以上の複素環等が用いられ得
る。
(Wherein R10 to R17 represent the same or different hydrogen atom, halogen or a monovalent organic residue, A2 represents -N = or -CR18 =, and R18 represents a hydrogen atom, halogen or 1). M1 is a hydrogen atom, a metal atom, a metal oxide, a metal halide, or a metal having a monovalent organic residue.) Also, R10 to R10
As the monovalent organic residue of 18, an alkyl group which may be branched or not, a substituted or unsubstituted aryl group, an unsaturated hydrocarbon group such as a vinyl group or an allyl group, a carboxyl group,
Carboxyalkyl group, hydroxyl group, alkoxyl group, acyl group, alkyloxy group, aryloxy group,
Alkylthio group, arylthio group, nitro group, amino group, aminoalkyl group, cyano group, cyanoalkyl group,
A substituted or unsubstituted heterocyclic ring having 3 or more membered rings can be used.

【0023】また、M1 は2個の水素原子、1個または
2個の金属原子、金属酸化物、ハロゲン化金属または1
価の有機残基を有する金属であり、金属原子としてはL
i、Na、K、Rb、Cs、Be、Sr、Ba,Ca,
Mg,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Mn,Cr,A
l,Ga,Sn,Si,Ge,Sc,Ti,Pb,V,
Pt,Pd,Cd等が用い得る。さらに、1価の有機残
基としては、分岐してもしなくてもよいアルキル基、置
換または無置換のアリール基、ビニル基やアリル基等の
不飽和炭化水素基、カルボキシル基、カルボキシアルキ
ル基、ヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、ア
ルキルオキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、
アリールチオ基、ニトロ基、アミノ基、アミノアルキル
基、シアノ基、シアノアルキル基、置換または無置換の
3員環以上の複素環等が用いられ得る。
M1 is 2 hydrogen atoms, 1 or 2 metal atoms, metal oxide, metal halide or 1
It is a metal having a valent organic residue, and L is a metal atom.
i, Na, K, Rb, Cs, Be, Sr, Ba, Ca,
Mg, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mn, Cr, A
l, Ga, Sn, Si, Ge, Sc, Ti, Pb, V,
Pt, Pd, Cd, etc. can be used. Further, as the monovalent organic residue, an alkyl group which may or may not be branched, a substituted or unsubstituted aryl group, an unsaturated hydrocarbon group such as a vinyl group or an allyl group, a carboxyl group, a carboxyalkyl group, Hydroxyl group, alkoxyl group, acyl group, alkyloxy group, aryloxy group, alkylthio group,
An arylthio group, a nitro group, an amino group, an aminoalkyl group, a cyano group, a cyanoalkyl group, a substituted or unsubstituted heterocyclic ring having three or more members, or the like can be used.

【0024】具体的には、ポルフィン、エチオポルフィ
ン、メソポルフィン、プロトポルフィン、プロトポルフ
ィン亜鉛、2,3,7,8,12,13,17,18−
オクタエチルポルフィン、2,3,7,8,12,1
3,17,18−オクタエチルポルフィン銅、2,3,
7,8,12,13,17,18−オクタエチルポルフ
ィンマグネシウム、5,10,15,20−テトラフェ
ニルポルフィン、5,10,15,20−テトラフェニ
ルポルフィン銅、5,10,15,20−テトラピリジ
ルポルフィン、5,10,15,20−テトラアザポル
フィリン、2,3,7,8,12,13,17,18−
オクタエチル−5,10,15,20−テトラアザポル
フィリン、2,7,12,17−テトラ-t-ブチル-5,
10,15,20−テトラアザポルフィリン、5,1
0,15,20−テトラフェニル−5,10,15,2
0−テトラアザポルフィリン、5,10,15,20−
テトラフェニル−5,10,15,20−テトラアザポ
ルフィリン銅等が挙げられる。
Specifically, porphine, ethioporphine, mesoporphine, protoporphine, protoporphine zinc, 2,3,7,8,12,13,17,18-
Octaethylporphine, 2,3,7,8,12,1
3,17,18-octaethylporphine copper, 2,3
7,8,12,13,17,18-octaethylporphine magnesium, 5,10,15,20-tetraphenylporphine, 5,10,15,20-tetraphenylporphine copper, 5,10,15,20- Tetrapyridylporphine, 5,10,15,20-tetraazaporphyrin, 2,3,7,8,12,13,17,18-
Octaethyl-5,10,15,20-tetraazaporphyrin, 2,7,12,17-tetra-t-butyl-5,5
10,15,20-Tetraazaporphyrin, 5,1
0,15,20-tetraphenyl-5,10,15,2
0-tetraazaporphyrin, 5,10,15,20-
Examples thereof include tetraphenyl-5,10,15,20-tetraazaporphyrin copper and the like.

【0025】第6の発明は、第1から第5の発明の有機
電界発光素子において、陰極が仕事関数が4.0eV以
上の金属からなる有機電界発光素子であり、発光効率が
高く、駆動寿命が長い素子が可能となるという作用を有
する。具体的にはアルミニウム、銀、銅、金、錫、イン
ジイム、マンガン、ニッケル、白金などが好適である。
なお、発光材としては各種の蛍光性金属錯体化合物、オ
キサゾール誘導体やスチリル誘導体などの蛍光性有機色
素化合物、ポリパラフェニレンビニレンなどの蛍光性高
分子化合物など各種の蛍光材料を用いることができる。
また、発光層にキナクリドンやクマリン、ルブレン、ペ
リレンなどの各種蛍光材料をドーパントとして添加する
ことによりさらに高効率、高輝度、高信頼性の有機電界
発光素子を作製することができる。
A sixth invention is the organic electroluminescent device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the cathode is an organic electroluminescent device comprising a metal having a work function of 4.0 eV or more, high luminous efficiency, and driving life. Has the action of enabling a long device. Specifically, aluminum, silver, copper, gold, tin, indium, manganese, nickel, platinum and the like are preferable.
Note that various fluorescent materials such as various fluorescent metal complex compounds, fluorescent organic dye compounds such as oxazole derivatives and styryl derivatives, and fluorescent polymer compounds such as polyparaphenylene vinylene can be used as the light emitting material.
Further, by adding various fluorescent materials such as quinacridone, coumarin, rubrene, and perylene as dopants to the light emitting layer, an organic electroluminescent device having higher efficiency, higher brightness and higher reliability can be manufactured.

【0026】また、本発明の素子構造としては以下のも
のが挙げられるが、陰極に接してバッファー層が設けら
れていればどのようなものでもよい。また、通常は基板
上に陽極から陰極の順に積層するが、これとは逆に基板
上に陰極から陽極の順に積層してもよい。
The device structure of the present invention includes the following, but any structure may be used as long as the buffer layer is provided in contact with the cathode. Further, usually, the layers are laminated on the substrate in the order from the anode to the cathode, but conversely, the layers may be laminated on the substrate in the order from the cathode to the anode.

【0027】陽極/発光層/バッファー層/陰極 陽極/正孔輸送層/発光層/バッファー層/陰極 陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/バッファー層
/陰極 陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/バッファー層
/陰極 陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/
バッファー層/陰極。
Anode / light emitting layer / buffer layer / cathode anode / hole transport layer / light emitting layer / buffer layer / cathode anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / buffer layer / cathode anode / hole transport Layer / light emitting layer / electron transport layer / buffer layer / cathode anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer /
Buffer layer / cathode.

【0028】[0028]

【実施例】以下に、本発明の具体例を説明する。EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below.

【0029】以下の実施例では、正孔輸送材として(化
3)で示す無置換トリフェニルアミン四量体(TPT)
を、発光材としてトリス(8−キノリノール)アルミニ
ウム(以下Alqという。)を、陰極としてアルミニウ
ムを用い、陽極、正孔輸送層、発光層、バッファー層、
陰極の順に積層した素子の構成を代表的に示すが、本発
明はこの構成に限定されるものではもちろんない。
In the following examples, an unsubstituted triphenylamine tetramer (TPT) represented by (Chemical Formula 3) is used as a hole transport material.
Using tris (8-quinolinol) aluminum (hereinafter referred to as Alq) as the light emitting material and aluminum as the cathode, the anode, the hole transport layer, the light emitting layer, the buffer layer,
Although the structure of the element in which the cathode is laminated in order is shown as a representative, the present invention is not limited to this structure.

【0030】[0030]

【化3】 [Chemical 3]

【0031】(実施例1)本実施例の電界発光素子は、
図1に示すように、ガラス基板1上に透明電極2として
ITO電極をあらかじめ形成したものの上に、正孔輸送
層3、発光層4、バッファー層5、陰極6の順に蒸着し
て作製した構成を有する。
Example 1 The electroluminescent device of this example is
As shown in FIG. 1, a structure in which a hole transport layer 3, a light emitting layer 4, a buffer layer 5, and a cathode 6 are vapor-deposited in this order on a glass substrate 1 on which an ITO electrode has been previously formed as a transparent electrode 2. Have.

【0032】まず、十分に洗浄したガラス基板(ITO
電極は成膜済み)、TPT、Alq、銅フタノシアニ
ン、アルミニウム及びリチウムを蒸着装置にセットし
た。ついで、2×10-6torrまで排気した後、0.
1nm/秒の速度でセットしたTPTを蒸着し正孔輸送
層を50nm形成した。ついで、セットした発光材のA
lqを0.1nm/秒の速度で蒸着し、膜厚25nmの
発光層を形成した。
First, a thoroughly washed glass substrate (ITO
The electrode was formed into a film), TPT, Alq, copper phthalocyanine, aluminum and lithium were set in the vapor deposition apparatus. Then, after evacuation to 2 × 10 -6 torr, 0.
TPT set at a rate of 1 nm / sec was vapor-deposited to form a hole transport layer having a thickness of 50 nm. Next, the light emitting material A that was set
lq was vapor-deposited at a rate of 0.1 nm / sec to form a light emitting layer having a film thickness of 25 nm.

【0033】次に、銅フタロシアニンとリチウムを異な
る蒸着源より蒸着し、銅フタロシアニンとリチウムから
なるバッファー層を25nm積層した。その後、アルミ
ニウムの蒸着を0.5nm/秒の速度で行い、その厚さ
を150nmとした。なお、これらの蒸着はいずれも真
空を破らずに連続して行い、膜厚は水晶振動子によって
モニターした。
Next, copper phthalocyanine and lithium were vapor-deposited from different vapor deposition sources, and a buffer layer composed of copper phthalocyanine and lithium was laminated to a thickness of 25 nm. Then, aluminum was vapor-deposited at a rate of 0.5 nm / sec to a thickness of 150 nm. All of these vapor depositions were continuously performed without breaking the vacuum, and the film thickness was monitored by a crystal oscillator.

【0034】そして、素子作製後、直ちに乾燥窒素中で
電極の取り出しを行い、引続き特性測定を行った。ここ
で、得られた素子の発光効率は、発光輝度500cd/
の場合の値で定義した。また、駆動寿命は初期輝度
1000cd/mとして一定電流で駆動したときに、
輝度が初期の半分の500cd/mになる間での時間
で定義した。
Immediately after the device was manufactured, the electrode was taken out in dry nitrogen, and the characteristics were continuously measured. Here, the luminous efficiency of the obtained device is as follows: luminous luminance of 500 cd /
It was defined by the value in the case of m 2 . Further, the driving life is 1000 cd / m 2 as the initial luminance, and when driven with a constant current,
It was defined as the time during which the luminance reached half of the initial value, 500 cd / m 2 .

【0035】その結果、本実施例においては、発光特性
は3.1cd/A、駆動寿命は510時間であった。
As a result, in this example, the light emission characteristic was 3.1 cd / A and the driving life was 510 hours.

【0036】一方、比較のために、バッファー層を設け
ない以外は同様にして有機電界発光素子を作製し、特性
を調べた。その結果、発光効率は0.7cd/A、駆動
寿命は1時間以下であった。
On the other hand, for comparison, an organic electroluminescence device was prepared in the same manner except that the buffer layer was not provided, and the characteristics were examined. As a result, the luminous efficiency was 0.7 cd / A and the driving life was 1 hour or less.

【0037】以上より、本実施例の有機電界発光素子
は、発光効率、駆動寿命が大幅に改善されていることが
確認された。
From the above, it was confirmed that the organic electroluminescent device of the present example has significantly improved luminous efficiency and driving life.

【0038】(実施例2)本実施例では、バッファー層
として(表1)に示したポルフィリン化合物とリチウム
の混合膜を用いた以外は、実施例1と同様に有機電界発
光素子を作製し、その特性を評価した。
Example 2 In this example, an organic electroluminescent device was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixed film of the porphyrin compound and lithium shown in (Table 1) was used as the buffer layer. Its characteristics were evaluated.

【0039】その結果を、以下の(表1)に示す。The results are shown in (Table 1) below.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】(表1)より、本実施例の有機電界発光素
子は、発光効率、駆動寿命が大幅に改善されていること
が確認された。
From Table 1, it was confirmed that the organic electroluminescent device of this example had a significantly improved luminous efficiency and driving life.

【0042】(実施例3)本実施例では、バッファー層
として銅フタロシアニンと(表2)示す金属の混合膜を
用いた以外は、実施例1と同様に有機電界発光素子を作
製し、その特性を評価した。
(Example 3) In this example, an organic electroluminescent device was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixed film of copper phthalocyanine and the metals shown in Table 2 was used as the buffer layer, and its characteristics. Was evaluated.

【0043】その結果を、以下の(表2)に示す。The results are shown in (Table 2) below.

【0044】[0044]

【表2】 [Table 2]

【0045】(表2)より、本実施例の有機電界発光素
子は、発光効率、駆動寿命が大幅に改善されていること
が確認された。
From Table 2, it was confirmed that the organic electroluminescent device of this example had a significantly improved luminous efficiency and driving life.

【0046】(実施例4)本実施例では、バッファー層
として芳香族アミン化合物とリチウムの混合膜を用いた
以外は、実施例1と同様に有機電界発光素子を作製し、
その特性を評価した。芳香族アミン化合物としては(化
1)に示したTPT、N,N’−ジフェニル− N,
N’ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニ
ル−4,4’−ジアミンであるTPD、及び4,4’,
4’’−トリス(N−(3−メチルフェニル)−N−フ
ェニルアミノ)トリフェニルアミンであるMTDATA
を用いた。
(Example 4) In this example, an organic electroluminescent device was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixed film of an aromatic amine compound and lithium was used as the buffer layer.
Its characteristics were evaluated. Examples of the aromatic amine compound include TPT, N, N′-diphenyl-N, and
N'bis (3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine TPD, and 4,4 ',
MTDATA, which is 4 ″ -tris (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) triphenylamine
Was used.

【0047】その結果を、以下の(表3)に示す。The results are shown in (Table 3) below.

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】(表3)より、本実施例の有機電界発光素
子は、発光効率、駆動寿命が大幅に改善されていること
が確認された。
From Table 3, it was confirmed that the organic electroluminescent device of this example had a significantly improved luminous efficiency and driving life.

【0050】(実施例5)本実施例では、バッファー層
として(表4)に示したポルフィリン化合物のみを用い
た以外は、実施例1と同様に有機電界発光素子を作製
し、その特性を評価した。
Example 5 In this example, an organic electroluminescent device was prepared in the same manner as in Example 1 except that only the porphyrin compound shown in (Table 4) was used as the buffer layer, and the characteristics were evaluated. did.

【0051】その結果を、以下の(表4)に示す。The results are shown in (Table 4) below.

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

【0053】(表4)より、本実施例の有機電界発光素
子は、発光効率、駆動寿命が大幅に改善されていること
が確認された。
From Table 4, it was confirmed that the organic electroluminescent device of this example had a significantly improved luminous efficiency and driving life.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、一対の
電極の内の陰極に接して設けたバッファー層が、ポルフ
ィリン化合物と仕事関数が4.0eV以下の金属を少な
くとも含むものとすることにより、発光効率が高く駆動
寿命時の輝度の低下が小さい有機電界発光素子が得られ
るという有利な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the buffer layer provided in contact with the cathode of the pair of electrodes contains at least a porphyrin compound and a metal having a work function of 4.0 eV or less. The advantageous effect is obtained that an organic electroluminescent device having high luminous efficiency and a small decrease in luminance during driving life can be obtained.

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

【図1】本発明の実施例における有機電界発光素子の構
成図
FIG. 1 is a configuration diagram of an organic electroluminescent device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 透明電極 3 正孔輸送層 4 発光層 5 バッファー層 6 陰極 1 glass substrate 2 transparent electrode 3 Hole transport layer 4 Light emitting layer 5 buffer layers 6 cathode

フロントページの続き (72)発明者 宮本 明人 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 AB08 AB11 CC00 DB03Continued front page    (72) Inventor Akito Miyamoto             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 3K007 AB03 AB08 AB11 CC00 DB03

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の電極の間に有機層を有する有機電
界発光素子であって、前記一対の電極の内の陰極に接し
て設けたバッファー層として、少なくとも芳香族アミン
化合物と仕事関数が4.0eV以下の金属とが混合され
たものを用い、前記陰極には前記バッファー層に含まれ
ていない金属を用いることを特徴とする有機電界発光素
子。
1. An organic electroluminescent device having an organic layer between a pair of electrodes, wherein the buffer layer provided in contact with the cathode of the pair of electrodes has a work function of at least 4 with an aromatic amine compound. An organic electroluminescent device, characterized in that a metal mixed with a metal of 0.0 eV or less is used and a metal not contained in the buffer layer is used for the cathode.
【請求項2】 仕事関数が4.0eV以下の金属が、ア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属である請求項1記載
の有機電界発光素子。
2. The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the metal having a work function of 4.0 eV or less is an alkali metal or an alkaline earth metal.
【請求項3】 陰極が、仕事関数が4.0eV以上の金
属からなることを特徴とする請求項1または2記載の有
機電界発光素子。
3. The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the cathode is made of a metal having a work function of 4.0 eV or more.
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