JP2004207000A - Organic el device - Google Patents

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JP2004207000A
JP2004207000A JP2002373820A JP2002373820A JP2004207000A JP 2004207000 A JP2004207000 A JP 2004207000A JP 2002373820 A JP2002373820 A JP 2002373820A JP 2002373820 A JP2002373820 A JP 2002373820A JP 2004207000 A JP2004207000 A JP 2004207000A
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layers
mixed
mixed layer
transporting
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JP2002373820A
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Kojiro Tate
鋼次郎 舘
Harumi Suzuki
晴視 鈴木
Tetsuya Kato
哲弥 加藤
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL device having charge-transporting layers of two or more, whose luminous efficiency and luminance lifetime are improved by improving adhesiveness between the adjacent charge-transporting layers. <P>SOLUTION: The organic EL device S1 has hole-transporting layers 3 and 4, luminous layers 5 and 6 and electron-transporting layers 7 and 8 which are laminated sequentially between an anode 2 and a cathode 10, wherein the charge-transporting layers of the hole-transporting layers 3 and 4 and the electron-transporting layers 7 and 8 are each composed of two or more layers. A mixed layer 11 made of a mixture of a material composing the hole-transporting layer 3 and a material composing the adjacent hole-transporting layer 4 is formed in an interface between the adjoining hole-transporting layers 3 and 4, in the hole-transporting layers 3 and 4 each formed of two or more layers. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の電極間に、ホール輸送層、発光層、電子輸送層を順次積層してなり、ホール輸送層および電子輸送層のうち少なくとも一方が2層以上から構成されてなる有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、一般に有機EL素子は、透明電極等からなる陽極の上にホール輸送層、発光層、電子輸送層、金属電極等からなる陰極を、真空蒸着法により、順次積層してなる。
【0003】
この有機EL素子においては、各電極からホール、電子が注入され、注入されたこれらの電荷は、各電荷輸送層すなわちホール輸送層および電子輸送層を経由して発光層へ輸送される。そして、発光層内でホールと電子の再結合が生じることで発光が行われる。
【0004】
また、このような有機EL素子においては、ホール輸送層や電子輸送層は、ホールや電子といった電荷の輸送効率を向上させるため、2層以上の構成となっているのが通常である。例えば、ホール輸送層を陽極側から銅フタロシアニン(CuPc)からなる層、トリフェニルアミン4量体(TPTE)からなる層の2層構成としたものが知られている(特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−148292号公報(第3頁、第2図)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機EL素子では、発光層や各電荷輸送層の各材料を真空蒸着法により積層形成しているため、各層の界面での密着性が弱く、熱等のストレスにより当該界面の接合不良が起きることが推定される。
【0007】
特に、電荷輸送層が2層以上の層からなる場合において、これら隣り合う2層の電荷輸送層の界面で接合不良が生じたときには、電荷輸送効率が低下する。すると、発光効率が低下して駆動電圧が増大し、それに伴って輝度寿命が短くなるという問題が生じる。
【0008】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、2層以上の電荷輸送層を有する有機EL素子において、隣り合う2層の電荷輸送層間の密着性を向上させることで輝度寿命を向上させることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、一対の電極(2、10)間に、ホール輸送層(3、4)と発光層(5、6)と電子輸送層(7、8)とを順次積層してなり、ホール輸送層および電子輸送層の両電荷輸送層のうち少なくとも一方が、2層以上から構成されている有機EL素子において、2層以上から構成される電荷輸送層においては、隣り合う2層の電荷輸送層の界面に、当該隣り合う電荷輸送層の構成材料同士が混合されてなる混合層(11、12)が介在されていることを特徴とする。
【0010】
本発明は、実験検討の結果見出されたものであり、2層以上から構成される電荷輸送層中の隣り合う2層の電荷輸送層の界面に、当該隣り合う電荷輸送層の構成材料同士が混合されてなる混合層を介在させることで、混合層を持たない従来のものに比べて、隣り合う2層の電荷輸送層間の密着性を向上させ、発光効率や輝度寿命を向上させることができる(図3参照)。
【0011】
これは、電荷輸送層を構成する2層(3、4、7、8)のうち一方の層(3、7、)と他方の層(4、8)とを混合してなる混合層(11、12)を、当該2層間に介在させることで、当該一方の層と当該他方の層とのなじみ性が良くなるためと推定される。
【0012】
ここで、混合層(11、12)が厚すぎても、電荷輸送層の電荷輸送能力を阻害し、輝度寿命が悪化すると考えられる。そこで、混合層の厚さについて検討を進めたところ、請求項2に記載の発明のように、10nm以下であれば、適切に輝度寿命を向上させ得ることがわかった。
【0013】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態相互において、同一部分には、図中、同一符号を付してある。
【0015】
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る有機EL素子S1の概略断面構成を示す図である。
【0016】
基板1は、ガラスや樹脂等の透明な基板であり、この基板1の上には陽極2が形成されている。この陽極2は、インジウムチンオキサイド(ITO)等の透明な導電性膜からなる。
【0017】
陽極2の上には、ホール輸送性の有機材料からなるホール輸送層3、4、有機EL材料からなる発光層5、6、電子輸送性の有機材料からなる電子輸送層7、8、電子注入性材料からなる電子注入層9、および金属電極等からなる陰極10が順次、真空蒸着法により成膜され積層されている。
【0018】
ここで、有機EL素子S1においては、各電荷輸送層3、4、7、8すなわちホール輸送層3、4および電子輸送層7、8が、ともに2層から構成されている。
【0019】
つまり、ホール輸送層は、陽極2側から第1のホール輸送層3、第2のホール輸送層4の異なる材料からなる2層が積層されてなるものであり、電子輸送層は、発光層5、6側から第1の電子輸送層7、第2の電子輸送層8の異なる材料からなる2層が積層されてなるものである。
【0020】
このように電荷輸送層を2層以上の構成とすることで、単層構成に比べて各層間のエネルギー障壁を小さくすることができ、陽極2から発光層3、4および陰極10から発光層3、4への電荷輸送効率を向上させることができる。
【0021】
また、発光層も、ホール輸送層3、4側から第1の発光層5、第2の発光層が積層されてなるものである。発光層5、6を多層構成とすることにより、混色発光が可能となる。
【0022】
そして、本有機EL素子S1においては、2層以上から構成される電荷輸送層3、4において、隣り合う2層の電荷輸送層の界面に、当該隣り合う電荷輸送層の構成材料同士が混合されてなる混合層11が介在された独自の構成を採用している。
【0023】
本実施形態では、ホール輸送層3、4において、隣り合う第1のホール輸送層3と第2のホール輸送層4との界面に、これら第1及び第2のホール輸送層3、4の構成材料同士が混合されてなる混合層11が介在されている。例えば、第1のホール輸送層3の構成材料と第2のホール輸送層4の構成材料とが1:1程度の体積混合比で混合されたものにできる。
【0024】
混合層11は、共蒸着法にて形成することができる。具体的には、真空チャンバ内にて、第1のホール輸送層3の構成材料と第2のホール輸送層4の構成材料とを2つのるつぼに分けて入れ、各るつぼの上にシャッターを設け、各シャッターの開閉を調節することで、共蒸着が行われる。混合割合は各材料の成膜レートで決められる。
【0025】
このような混合層11を設けた効果について、具体的に調べた例を示す。基板1としてガラス基板を用い、基板1の上に陽極2としてITOをスパッタ法等にて形成した。
【0026】
このITOからなる陽極2の上に、真空蒸着法によって、第1のホール輸送層3として銅フタロシアニン(CuPc)を膜厚15nm、混合層11、第2のホール輸送層4としてトリフェニルアミン4量体(TPTE)を膜厚40nm、第1の発光層5としてTPTEをホストとしルブレンを5%ドープしたものを膜厚1nm、第2の発光層6としてピレン化合物をホストとしジスチルアミンを6%ドープしたものを膜厚40nm順次形成した。
【0027】
さらに、第2の発光層6の上に、第1の電子輸送層7としてピレン化合物を膜厚5nm、第2の電子輸送層8としてAlq3(トリス(8−キノリノラト)アルミニウム)を膜厚20nm、電子注入層9としてフッ化リチウム(LiF)を膜厚0.5nm、そして陰極10としてアルミニウム(Al)を膜厚100nm、真空蒸着法によって順次形成した。
【0028】
ここで、混合層11は、共蒸着法にて第1のホール輸送層3の構成材料であるCuPcと第2のホール輸送層4の構成材料であるTPTEとが1:1の体積混合比で混合されたもので、膜厚は1nm、5nm、10nm、50nmのものをそれぞれ作製した。以下、これらをそれぞれ、1nm混合層素子、5nm混合層素子、10nm混合層素子、50nm混合層素子ということとする。
【0029】
また、比較例として混合層11を設けない従来構成のものも作製した。この比較例の有機EL素子の概略断面構成は図2に示される。なお、これらの例における発光層3、4を有するものでは、第1の発光層5が黄色、第2の発光層6が青色の発色を同時に行い、これらの混色が発光される。
【0030】
そして、作製した上記各有機EL素子について、初期特性および85℃雰囲気中にて100Hz、1/64dutyのパルス駆動、400cd/m2の輝度で200時間後の輝度劣化評価を行った。
【0031】
初期特性において、発光効率は、比較例のものが6.8cd/Aであったのに対し、1nm混合層素子では、8.5cd/Aと約25%向上し、5nm混合層素子では、6.8cd/Aとほぼ同等であり、10nm混合層素子では、6.4cd/Aと約5%減少し、50nm混合層素子では5.3cd/Aと逆に約20%減少した。
【0032】
駆動電圧は、比較例のものが約14Vであったのに対し、1nm混合層素子では、12.5Vと約10%低下し、5nm混合層素子では、12Vと約14%低下し、10nm混合層素子では、12Vと約14%減少し、50nm混合層素子では15.3Vと逆に約10%増加した。
【0033】
輝度劣化においては、比較例のものが200時間後に30%劣化したのに対し、1nm混合層素子では17%、5nm混合層素子では20%、10nm混合層素子では23%、50nm混合層素子では30%の劣化であった。
【0034】
図3は、1nm混合層素子(1nm混合層11)、50nm混合層素子(50nm混合層11)および比較例の素子について、輝度と耐久時間(時間)との関係を示した図である。輝度は初期輝度を1と規格化して示している。
【0035】
このように、本実施形態によれば、2層から構成されるホール輸送層3、4中の隣り合う2層3、4の界面に、混合層11を介在させることで、混合層11を持たない従来のものに比べて、隣り合う2層のホール輸送層3、4間の密着性を向上させ、輝度寿命を向上させることができる。
【0036】
そして、上記結果に示すように、この混合層11が厚すぎても、ホール輸送層3、4のホール輸送能力を阻害し、輝度寿命が悪化する。上記結果から、本実施形態の混合層11の厚さについては、10nm以下であれば、適切に駆動電圧や輝度寿命を向上させ得ることができ、1nmであれば、発光効率も向上させうることがわかった。
【0037】
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態に係る有機EL素子S2の概略断面構成を示す図である。以下、主として上記第1実施形態と相違する点を述べる。
【0038】
図4に示す有機EL素子S2においても、2層以上から構成される電荷輸送層7、8において、隣り合う2層の電荷輸送層の界面に、当該隣り合う電荷輸送層の構成材料同士が混合されてなる混合層12が介在された独自の構成を採用している。
【0039】
本実施形態では、2層の電子輸送層7、8において、隣り合う第1の電子輸送層7と第2の電子輸送層8との界面に、これら第1及び第2の電子輸送層7、8の構成材料同士が混合されてなる混合層12が介在されている。
【0040】
この混合層12は、例えば、第1の電子輸送層7の構成材料と第2の電子輸送層8の構成材料とが1:1程度の体積混合比で混合されたものにできる。また、混合層12は、上記第1実施形態と同様に共蒸着法にて形成することができる。
【0041】
このような混合層12を設けた効果について、具体的に調べた例を示す。上記第1実施形態の具体例と同様の材料および膜厚にて、基板1の上に陽極2を形成し、陽極2の上に、真空蒸着法によって、第1及び第2のホール輸送層3、4、第1および第2の発光層5、6を形成した。
【0042】
そして、第2の発光層6の上に、第1の電子輸送層7としてピレン化合物を膜厚5nm、混合層12、第2の電子輸送層8としてAlq3を膜厚20nmを形成した後、電子注入層9、陰極10を形成した。
【0043】
ここで、混合層12は、共蒸着法にて第1の電子輸送層7の構成材料であるピレン化合物と第2の電子輸送層8の構成材料であるAlq3とが1:1の体積混合比で混合されたもので、膜厚は1nm、5nm、10nm、50nmのものをそれぞれ作製した。以下、これらをそれぞれ、1nm混合層素子、5nm混合層素子、10nm混合層素子、50nm混合層素子ということとする。
【0044】
そして、本実施形態において作製した上記各有機EL素子および上記比較例の素子について、上記第1実施形態と同様に、初期特性および85℃雰囲気中にて100Hz、1/64dutyのパルス駆動、400cd/m2の輝度で200時間後の輝度劣化評価を行った。
【0045】
初期特性において、発光効率は、比較例に対して、1nm混合層素子では約25%向上し、5nm、10nm混合層素子では約10%低下し、、50nm混合層素子では約60%減少した。
【0046】
駆動電圧は、比較例に対し、1nm、5nm混合層素子では約10%低下し、10nm混合層素子では約5%低下し、50nm混合層素子では約30%増加した。
【0047】
輝度劣化においては、比較例のものが200時間後に30%劣化したのに対し、1nm混合層素子では17%、5nm混合層素子では11%、10nm混合層素子では26%、50nm混合層素子では50%の劣化であった。
【0048】
図5は、本実施形態における1nm混合層素子(1nm混合層12)、50nm混合層素子(50nm混合層12)および比較例の素子について、輝度と耐久時間(時間)との関係を示した図である。輝度は初期輝度を1と規格化して示している。
【0049】
このように、本実施形態によっても、2層から構成される電子輸送層7、8中の隣り合う2層7、8の界面に、混合層12を介在させることで、混合層12を持たない従来のものに比べて、隣り合う2層の電子輸送層7、8間の密着性を向上させ、輝度寿命を向上させることができる。
【0050】
そして、上記結果に示すように、この混合層12が厚すぎても、電子輸送層7、8の電子輸送能力を阻害し、輝度寿命が悪化する。上記結果から、本実施形態の混合層12の厚さについては、10nm以下であれば、適切に駆動電圧や輝度寿命を向上させ得ることでき、1nmであれば、発光効率も向上させうることがわかった。
【0051】
なお、上記各実施形態から、ホール輸送層側混合層11および電子輸送層側混合層12の厚さとしては、少なくとも10nm以下であれば、適切に輝度寿命を向上させ得ると言える。
【0052】
また、上記各実施形態の混合層11、12は、ホール輸送性材料同士あるいは電子輸送性材料同士の混合物からなる層である。通常、ホール輸送性材料同士、電子輸送性材料同士では成膜レートが同程度であるため、共蒸着法で混合層を成膜する場合には、1:1程度の体積混合比のものが作りやすい混合比であると言える。
【0053】
(他の実施形態)
上記第1及び第2実施形態では、ホール輸送層3、4および電子輸送層7、8の両電荷輸送層が2層以上から構成されており、そのうちホール輸送層側のみまたは電子輸送層側のみに混合層11、12を介在させている。
【0054】
つまり、2層以上から構成された電荷輸送層のすべてに混合層を介在させなくても良く、接合不良の発生しやすい電荷輸送層に混合層を介在させればよい。もちろん、ホール輸送層3、4に混合層11を介在させ、且つ、電子輸送層7、8にも混合層12を介在させた構成としても良く、実際に実験を行ったところ、図6に示すように、10nm以下であれば、上記第1、第2実施形態と同様の結果が得られている。
【0055】
また、上記実施形態では、ホール輸送層3、4および電子輸送層7、8の両電荷輸送層の両方が、2層から構成されていたが、3層以上の構成でも良い。その場合は、3層以上の各層の界面において各隣り合う層の構成材料同士が混合された混合層を介在させればよい。
【0056】
また、ホール輸送層3、4および電子輸送層7、8の両電荷輸送層のどちらか一方のみが、2層以上から構成され、他方は単層構成であっても良い。その場合は、2層以上で構成される電荷輸送層において混合層を介在させることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る有機EL素子の概略断面図である。
【図2】比較例の有機EL素子の概略断面図である。
【図3】第1実施形態において1nm混合層素子、50nm混合層素子および比較例の素子について輝度と耐久時間との関係を示した図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係る有機EL素子の概略断面図である。
【図5】第2実施形態において1nm混合層素子、50nm混合層素子および比較例の素子について輝度と耐久時間との関係を示した図である。
【図6】上記第1実施形態および第2実施形態とともに他の実施形態に係る実験結果を示した図表である。
【符号の説明】
2…陽極、3…第1のホール輸送層、4…第2のホール輸送層、
5…第1の発光層、6…第2の発光層、7…第1の電子輸送層、
8…第2の電子輸送層、10…陰極、11、12…混合層。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
According to the present invention, an organic EL (a hole transporting layer, a light emitting layer, and an electron transporting layer are sequentially laminated between a pair of electrodes, and at least one of the hole transporting layer and the electron transporting layer is composed of two or more layers) (Electroluminescence) element.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in general, an organic EL element is generally formed by sequentially laminating a cathode composed of a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, a metal electrode and the like on an anode composed of a transparent electrode or the like by a vacuum deposition method.
[0003]
In this organic EL device, holes and electrons are injected from each electrode, and these injected charges are transported to the light emitting layer via each charge transport layer, that is, the hole transport layer and the electron transport layer. Then, light is emitted by recombination of holes and electrons in the light emitting layer.
[0004]
Further, in such an organic EL device, the hole transport layer and the electron transport layer usually have two or more layers in order to improve the transport efficiency of charges such as holes and electrons. For example, it is known that the hole transport layer has a two-layer structure including a layer made of copper phthalocyanine (CuPc) and a layer made of triphenylamine tetramer (TPTE) from the anode side (see Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-148292 A (Page 3, FIG. 2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the organic EL element, since each material of the light emitting layer and each charge transporting layer is formed by a vacuum deposition method, the adhesion at the interface between the layers is weak, and poor bonding at the interface due to stress such as heat is caused. It is presumed to happen.
[0007]
In particular, in the case where the charge transport layer is composed of two or more layers, when a bonding failure occurs at the interface between these two adjacent charge transport layers, the charge transport efficiency decreases. Then, there arises a problem that the luminous efficiency is reduced and the driving voltage is increased, and accordingly, the luminance life is shortened.
[0008]
In view of the above problems, it is an object of the present invention to improve the luminance life by improving the adhesion between two adjacent charge transport layers in an organic EL device having two or more charge transport layers. .
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a hole transport layer (3, 4), a light emitting layer (5, 6), and an electron transport layer (7, 8), and in an organic EL device in which at least one of both the charge transport layer of the hole transport layer and the electron transport layer is composed of two or more layers, the charge transport composed of two or more layers In the layer, mixed layers (11, 12) in which constituent materials of the adjacent charge transport layers are mixed are interposed at an interface between two adjacent charge transport layers.
[0010]
The present invention has been found as a result of an experimental study. The constituent materials of the adjacent charge transport layers are provided at the interface between two adjacent charge transport layers in the charge transport layer composed of two or more layers. By interposing a mixed layer in which is mixed, the adhesion between two adjacent charge transport layers can be improved, and the luminous efficiency and the luminance life can be improved as compared with the conventional one having no mixed layer. (See FIG. 3).
[0011]
This is because a mixed layer (11) is formed by mixing one layer (3, 7,) and the other layer (4, 8) of the two layers (3, 4, 7, 8) constituting the charge transport layer. , 12) between the two layers is presumed to improve the familiarity between the one layer and the other layer.
[0012]
Here, it is considered that even if the mixed layers (11, 12) are too thick, the charge transporting ability of the charge transporting layer is impaired, and the luminance life is deteriorated. Then, when the thickness of the mixed layer was studied, it was found that the brightness life can be appropriately improved if the thickness is 10 nm or less as in the invention described in claim 2.
[0013]
It should be noted that reference numerals in parentheses of the above-described units are examples showing the correspondence with specific units described in the embodiments described later.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention shown in the drawings will be described. In the following embodiments, the same portions are denoted by the same reference numerals in the drawings.
[0015]
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic sectional configuration of an organic EL element S1 according to the first embodiment of the present invention.
[0016]
The substrate 1 is a transparent substrate such as glass or resin, on which an anode 2 is formed. The anode 2 is made of a transparent conductive film such as indium tin oxide (ITO).
[0017]
On the anode 2, hole transport layers 3 and 4 made of an organic material having a hole transport property, light emitting layers 5 and 6 made of an organic EL material, electron transport layers 7 and 8 made of an organic material having an electron transport property, and electron injection An electron injection layer 9 made of a conductive material and a cathode 10 made of a metal electrode and the like are sequentially formed and deposited by a vacuum evaporation method.
[0018]
Here, in the organic EL element S1, each of the charge transport layers 3, 4, 7, and 8, that is, the hole transport layers 3, 4 and the electron transport layers 7, 8 are each composed of two layers.
[0019]
That is, the hole transport layer is formed by laminating two layers made of different materials, that is, the first hole transport layer 3 and the second hole transport layer 4 from the anode 2 side. , 6 from the side, the first electron transport layer 7 and the second electron transport layer 8 are formed by laminating two layers made of different materials.
[0020]
When the charge transport layer has two or more layers, the energy barrier between the layers can be reduced as compared with the single layer structure. , 4 can be improved in the efficiency of charge transport.
[0021]
The light emitting layer is also formed by laminating the first light emitting layer 5 and the second light emitting layer from the side of the hole transport layers 3 and 4. When the light emitting layers 5 and 6 have a multilayer structure, mixed color light emission is possible.
[0022]
In the organic EL device S1, in the charge transport layers 3 and 4 composed of two or more layers, the constituent materials of the adjacent charge transport layers are mixed at the interface between the two adjacent charge transport layers. A unique configuration in which a mixed layer 11 is interposed is employed.
[0023]
In the present embodiment, the configuration of the first and second hole transport layers 3 and 4 is provided at the interface between the adjacent first hole transport layer 3 and second hole transport layer 4 in the hole transport layers 3 and 4. A mixed layer 11 in which materials are mixed is interposed. For example, the material of the first hole transport layer 3 and the material of the second hole transport layer 4 can be mixed at a volume mixing ratio of about 1: 1.
[0024]
The mixed layer 11 can be formed by a co-evaporation method. Specifically, in the vacuum chamber, the constituent material of the first hole transport layer 3 and the constituent material of the second hole transport layer 4 are separately put into two crucibles, and a shutter is provided on each crucible. The co-evaporation is performed by adjusting the opening and closing of each shutter. The mixing ratio is determined by the film formation rate of each material.
[0025]
An example in which the effect of providing such a mixed layer 11 is specifically examined will be described. A glass substrate was used as the substrate 1, and ITO was formed as the anode 2 on the substrate 1 by a sputtering method or the like.
[0026]
On the anode 2 made of ITO, copper phthalocyanine (CuPc) having a film thickness of 15 nm as the first hole transport layer 3, a mixed layer 11, and triphenylamine 4 as the second hole transport layer 4 were formed by a vacuum evaporation method. The body (TPTE) is 40 nm thick, the first light emitting layer 5 is 1 nm thick doped with rubrene using TPTE as a host and 5% doped, and the second light emitting layer 6 is 6% doped distyramine with a pyrene compound as a host. These were sequentially formed to a thickness of 40 nm.
[0027]
Further, on the second light-emitting layer 6, a first thickness 5nm pyrene compound as an electron-transporting layer 7, Alq 3 as a second electron transport layer 8 (tris (8-quinolinolato) aluminum) film thickness 20nm Then, lithium fluoride (LiF) was formed to a thickness of 0.5 nm as the electron injection layer 9, and aluminum (Al) was formed to a thickness of 100 nm as the cathode 10 by a vacuum evaporation method.
[0028]
Here, the mixed layer 11 is formed such that CuPc, which is a constituent material of the first hole transport layer 3, and TPTE, which is a constituent material of the second hole transport layer 4, are mixed at a volume mixing ratio of 1: 1 by co-evaporation. Mixtures having thicknesses of 1 nm, 5 nm, 10 nm, and 50 nm were produced. Hereinafter, these are referred to as a 1 nm mixed layer element, a 5 nm mixed layer element, a 10 nm mixed layer element, and a 50 nm mixed layer element, respectively.
[0029]
As a comparative example, a device having a conventional configuration without the mixed layer 11 was also manufactured. FIG. 2 shows a schematic cross-sectional configuration of the organic EL element of this comparative example. In the examples having the light emitting layers 3 and 4 in these examples, the first light emitting layer 5 emits yellow and the second light emitting layer 6 emits blue at the same time, and a mixed color of these light is emitted.
[0030]
With respect to each of the manufactured organic EL devices, initial characteristics and a luminance deterioration evaluation after 200 hours at 100 Hz, 1/64 duty pulse driving, and 400 cd / m 2 luminance in an atmosphere of 85 ° C. were performed.
[0031]
In the initial characteristics, the luminous efficiency of the comparative example was 6.8 cd / A, whereas that of the 1 nm mixed layer device was 8.5 cd / A, which was improved by about 25%, and that of the 5 nm mixed layer device was 6 cd / A. It is almost equal to 0.8 cd / A, and in the 10 nm mixed layer element, it is reduced by about 5% to 6.4 cd / A, and in the 50 nm mixed layer element, it is decreased by about 20% to 5.3 cd / A.
[0032]
The driving voltage of the comparative example was about 14 V, whereas the 1 nm mixed layer device reduced the driving voltage by about 10% to 12.5 V, and the 5 nm mixed layer element reduced the driving voltage by about 14% to 12 V, thereby reducing the 10 nm mixed layer element. In the layer device, the voltage was reduced by about 14% to 12 V, and in the 50 nm mixed-layer element, the voltage was increased by about 10% to 15.3 V.
[0033]
Regarding the luminance degradation, the comparative example deteriorated 30% after 200 hours, whereas the 1 nm mixed layer element had 17%, the 5 nm mixed layer element had 20%, the 10 nm mixed layer element had 23%, and the 50 nm mixed layer element had. The deterioration was 30%.
[0034]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the luminance and the durability time (time) for the 1 nm mixed layer element (1 nm mixed layer 11), the 50 nm mixed layer element (50 nm mixed layer 11), and the element of the comparative example. The luminance is shown by standardizing the initial luminance to 1.
[0035]
As described above, according to the present embodiment, the mixed layer 11 is provided by interposing the mixed layer 11 at the interface between the adjacent two layers 3 and 4 in the hole transport layers 3 and 4 formed of two layers. Compared with the conventional case, the adhesion between the two adjacent hole transport layers 3 and 4 can be improved, and the luminance life can be improved.
[0036]
And, as shown in the above results, even if the mixed layer 11 is too thick, the hole transporting ability of the hole transporting layers 3 and 4 is impaired, and the luminance life is deteriorated. From the above results, when the thickness of the mixed layer 11 of the present embodiment is 10 nm or less, the driving voltage and the luminance life can be appropriately improved, and when the thickness is 1 nm, the luminous efficiency can be improved. I understood.
[0037]
(2nd Embodiment)
FIG. 4 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an organic EL element S2 according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, points different from the first embodiment will be mainly described.
[0038]
Also in the organic EL element S2 shown in FIG. 4, in the charge transport layers 7 and 8 composed of two or more layers, the constituent materials of the adjacent charge transport layers are mixed at the interface between the two adjacent charge transport layers. It has a unique configuration in which a mixed layer 12 is interposed.
[0039]
In the present embodiment, in the two electron transport layers 7 and 8, the first and second electron transport layers 7 and 8 are disposed at the interface between the adjacent first and second electron transport layers 7 and 8. The mixed layer 12 formed by mixing the constituent materials 8 is interposed.
[0040]
The mixed layer 12 can be, for example, a material in which the constituent material of the first electron transport layer 7 and the constituent material of the second electron transport layer 8 are mixed at a volume mixing ratio of about 1: 1. Further, the mixed layer 12 can be formed by a co-evaporation method as in the first embodiment.
[0041]
An example of specifically examining the effect of providing such a mixed layer 12 will be described. An anode 2 is formed on a substrate 1 with the same material and thickness as in the specific example of the first embodiment, and the first and second hole transport layers 3 are formed on the anode 2 by a vacuum deposition method. , 4, and the first and second light emitting layers 5 and 6 were formed.
[0042]
After forming a pyrene compound as the first electron transporting layer 7 with a thickness of 5 nm and the mixed layer 12 and the second electron transporting layer 8 with Alq 3 as the 20 nm thickness on the second light emitting layer 6, An electron injection layer 9 and a cathode 10 were formed.
[0043]
Here, the mixed layer 12 is a 1: 1 volume mixture of a pyrene compound as a constituent material of the first electron transport layer 7 and an Alq 3 as a constituent material of the second electron transport layer 8 by co-evaporation. Mixing was performed at a ratio of 1 nm, 5 nm, 10 nm, and 50 nm. Hereinafter, these are referred to as a 1 nm mixed layer element, a 5 nm mixed layer element, a 10 nm mixed layer element, and a 50 nm mixed layer element, respectively.
[0044]
As in the first embodiment, each of the organic EL elements manufactured in the present embodiment and the element of the comparative example are 100 Hz, 1/64 duty pulse drive in an 85 ° C. atmosphere, and 400 cd / The luminance degradation evaluation after 200 hours was performed at a luminance of m 2 .
[0045]
In the initial characteristics, the luminous efficiency was improved by about 25% in the 1 nm mixed layer element, decreased by about 10% in the 5 nm and 10 nm mixed layer elements, and decreased by about 60% in the 50 nm mixed layer element with respect to the comparative example.
[0046]
The drive voltage was reduced by about 10% for the 1 nm and 5 nm mixed layer elements, decreased by about 5% for the 10 nm mixed layer element, and increased by about 30% for the 50 nm mixed layer element compared to the comparative example.
[0047]
Regarding the luminance degradation, the comparative example deteriorated 30% after 200 hours, whereas the 1 nm mixed layer element had 17%, the 5 nm mixed layer element had 11%, the 10 nm mixed layer element had 26%, and the 50 nm mixed layer element had. The deterioration was 50%.
[0048]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the luminance and the durability time (time) for the 1 nm mixed layer element (1 nm mixed layer 12), the 50 nm mixed layer element (50 nm mixed layer 12), and the element of the comparative example in the present embodiment. It is. The luminance is shown by standardizing the initial luminance to 1.
[0049]
As described above, even in the present embodiment, the mixed layer 12 is not provided by interposing the mixed layer 12 at the interface between the adjacent two layers 7 and 8 in the electron transport layers 7 and 8 formed of two layers. Compared with the conventional one, the adhesion between two adjacent electron transport layers 7 and 8 can be improved, and the luminance life can be improved.
[0050]
And, as shown in the above results, even if the mixed layer 12 is too thick, the electron transporting ability of the electron transporting layers 7 and 8 is impaired, and the luminance life is deteriorated. From the above results, when the thickness of the mixed layer 12 of the present embodiment is 10 nm or less, the driving voltage and the luminance life can be appropriately improved, and when the thickness is 1 nm, the luminous efficiency can be improved. all right.
[0051]
From the above embodiments, it can be said that the brightness lifetime can be appropriately improved if the thickness of the hole transport layer side mixed layer 11 and the electron transport layer side mixed layer 12 is at least 10 nm or less.
[0052]
Further, the mixed layers 11 and 12 of the above embodiments are layers made of a mixture of hole transporting materials or electron transporting materials. Usually, since the film-forming rates of hole transporting materials and electron transporting materials are almost the same, when forming a mixed layer by a co-evaporation method, a material having a volume mixing ratio of about 1: 1 is formed. It can be said that the mixing ratio is easy.
[0053]
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, each of the hole transport layers 3, 4 and the electron transport layers 7, 8 is composed of two or more charge transport layers, of which only the hole transport layer side or only the electron transport layer side is included. Mixed layers 11 and 12 are interposed.
[0054]
That is, the mixed layer does not need to be interposed in all of the charge transport layers composed of two or more layers, and the mixed layer may be interposed in the charge transport layer in which a bonding failure is likely to occur. Needless to say, a configuration in which the mixed layer 11 is interposed between the hole transport layers 3 and 4 and the mixed layer 12 is also interposed between the electron transport layers 7 and 8 is shown in FIG. As described above, when the thickness is 10 nm or less, the same results as those of the first and second embodiments are obtained.
[0055]
In the above embodiment, both the hole transport layers 3 and 4 and both the electron transport layers 7 and 8 are composed of two layers, but may be composed of three or more layers. In that case, a mixed layer in which constituent materials of adjacent layers are mixed at the interface of three or more layers may be interposed.
[0056]
Further, only one of the charge transporting layers of the hole transporting layers 3 and 4 and the electron transporting layers 7 and 8 may be constituted by two or more layers, and the other may be constituted by a single layer. In that case, it goes without saying that the mixed layer is interposed in the charge transport layer composed of two or more layers.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of an organic EL device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view of an organic EL device of a comparative example.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between luminance and a durability time for a 1 nm mixed layer element, a 50 nm mixed layer element, and an element of a comparative example in the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic sectional view of an organic EL device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between luminance and a durability time for a 1 nm mixed layer element, a 50 nm mixed layer element, and a comparative example element in the second embodiment.
FIG. 6 is a table showing experimental results according to another embodiment together with the first embodiment and the second embodiment.
[Explanation of symbols]
2 ... Anode, 3 ... First hole transport layer, 4 ... Second hole transport layer,
5 ... first light emitting layer, 6 ... second light emitting layer, 7 ... first electron transport layer,
8: second electron transport layer, 10: cathode, 11, 12 ... mixed layer.

Claims (2)

一対の電極(2、10)間に、ホール輸送層(3、4)と発光層(5、6)と電子輸送層(7、8)とを順次積層してなり、
前記ホール輸送層および前記電子輸送層の両電荷輸送層のうち少なくとも一方が、2層以上から構成されている有機EL素子において、
前記2層以上から構成される電荷輸送層においては、隣り合う2層の電荷輸送層の界面に、当該隣り合う電荷輸送層の構成材料同士が混合されてなる混合層(11、12)が介在されていることを特徴とする有機EL素子。
A hole transport layer (3, 4), a light emitting layer (5, 6), and an electron transport layer (7, 8) are sequentially laminated between a pair of electrodes (2, 10);
In an organic EL device, at least one of the charge transport layer of the hole transport layer and the electron transport layer is composed of two or more layers.
In the charge transport layer composed of two or more layers, a mixed layer (11, 12) in which constituent materials of the adjacent charge transport layers are mixed is interposed at an interface between two adjacent charge transport layers. An organic EL device, comprising:
前記混合層(11、12)の厚さが10nm以下であることを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。The organic EL device according to claim 1, wherein the thickness of the mixed layer (11, 12) is 10 nm or less.
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