JP2004273163A - Organic el element, manufacturing method thereof, and organic el panel - Google Patents

Organic el element, manufacturing method thereof, and organic el panel Download PDF

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Akira Koshiishi
Naoji Nada
Satoshi Tomioka
聡 冨岡
直司 名田
亮 輿石
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Sony Corp
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    • H01L51/50Solid state devices using organic materials as the active part, or using a combination of organic materials with other materials as the active part; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of such devices, or of parts thereof specially adapted for light emission, e.g. organic light emitting diodes [OLED] or polymer light emitting devices [PLED];
    • H01L51/5096Carrier blocking layer

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element for prolonging the life by enhancing light-emitting efficiency.
SOLUTION: In the organic EL element 101, electrons are injected into a light-emitting layer 140 from a metallic electrode 170 through an electron transport layer 160 and an electron transfer control layer 150 by applying a DC voltage between a transparent electrode (anode) 120 and a metallic electrode (cathode) 170, the electrons are coupled with positive holes in the light-emitting layer 140 to excite fluorescent molecules within the light-emitting layer 140 and a light-emitting phenomenon is caused. At this time, an amount of the electrons injected from the transport layer 160 to the light-emitting layer 140 is suppressed by the control layer 150 formed in a manner that the minimum vacant level is lower than that of the transport layer 160 and the thickness is made extremely thin, and only electrons for contributing to light-emitting are injected from the transport layer 160 into the light-emitting layer 140. As the result, the light-emitting efficiency is improved and the life of the EL element can be prolonged by suppressing consumption power.
COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、有機電界発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子:以下、「有機EL素子」と言う)とその製造方法および有機ELパネルに関し、特に、発光効率を向上させることのできる有機EL素子とその製造方法および有機ELパネルに関する。 The present invention relates to an organic electroluminescent device: relates (organic electroluminescence device hereinafter referred to as "organic EL device") and a manufacturing method thereof and an organic EL panel, in particular, organic EL elements and their preparation capable of improving the luminous efficiency methods and relates to an organic EL panel.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
発光素子として電界発光を利用した有機EL素子を用いた有機ELパネルが注目を集めている。 The organic EL panel using an organic EL element utilizing electroluminescence as a light emitting element has attracted attention. 有機ELパネルは、バックライトが不要な自己発光型のフラットパネルであり、視野角が広く視認性の高いディスプレイを実現できる。 The organic EL panel, the backlight is a flat panel unwanted self-luminous, the viewing angle can be realized a highly wide visibility display. また、必要な画素のみを発光させればよいため、液晶ディスプレイなどのバックライト型のディスプレイに比べて消費電力を少なくすることができる。 Moreover, since it is sufficient to emit only necessary pixels, it is possible to reduce the power consumption than backlit displays such as a liquid crystal display. また、応答性能を、今後実用化が期待されている高精細度の高速のビデオ信号にも十分対応可能な程度に高くすることもできる。 Further, the response performance can be increased enough adaptable to high-speed video signals of high definition which is expected in the future practical use.
有機ELパネルに用いられる有機EL素子は、たとえば透明電極膜により形成されるアノード(陽極層)、発光層である有機層、および、たとえば金属電極膜により形成されるカソード(陰極層)が積層されて形成される。 The organic EL element used in the organic EL panel, an anode (anode layer) formed by a transparent electrode film, organic layer is a light emitting layer, and a cathode (cathode layer) is laminated to be formed by, for example, a metal electrode film It is formed Te. すなわち、有機材料を上下から電極(陽極および陰極)で挟み込んだ構造を有する。 That is, having a sandwiched structure in the electrode and the organic material from the top and bottom (anode and cathode). そして、有機層に上下の電極層から電圧を印加することにより、陽極層から正孔が、陰極層から電子がそれぞれ有機層に注入され、有機層にて正孔と電子が再結合し発光が生じる。 Then, by applying a voltage from the upper and lower electrode layers in the organic layer, a hole from the anode layer, electrons are injected into each organic layer from the cathode layer, holes and electrons are recombined emission in an organic layer occur.
【0003】 [0003]
このような有機EL素子においては、従来より、寿命が不十分であるという問題がある。 In such an organic EL element, conventionally, there is a problem that the life is insufficient. 発光のために素子に電圧を印加する有機EL素子においては、消費電力が大きいと、素子内部が発熱し、材料劣化が促進し、寿命が低下する。 In the organic EL device for applying a voltage to the device for emission, the power consumption is large, and heat generation inside the device, the material deterioration is accelerated, the life is decreased. したがって、なるべく少ない消費電力で高い輝度で発光する素子が求められている。 Accordingly, it has been required element that emits light with high luminance in power consumption as small as possible.
そのため、たとえば発光層と正孔輸送層の間に電子ブロック層を挿入することにより、発光層から正孔輸送層への電子の移動を防止するようにした構造の提案がなされている(たとえば、特許文献1参照)。 Therefore, for example, by inserting the electron blocking layer between the light-emitting layer and the hole transporting layer, proposed the structure to prevent the transfer of electrons into the hole-transporting layer from the light-emitting layer have been made (for example, see Patent Document 1). また、発光層と電子輸送層との間に正孔ブロック層を形成し、発光効率を増加させる方法も提案されている(たとえば、特許文献2参照)。 Further, the hole blocking layer is formed between the light-emitting layer and the electron transporting layer, a method of increasing the luminous efficiency has been proposed (e.g., see Patent Document 2).
【0004】 [0004]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開2002−175887号公報【特許文献2】 JP 2002-175887 Publication [Patent Document 2]
特開2000−306676号公報【0005】 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-306676 Publication [0005]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、前述した電子ブロック層を挿入する方法においては、発光材料に対応して、その発光層の最低空準位より高いエネルギーを有する材料を用いて電子ブロック層を形成する必要がある。 However, in the method of inserting the electron blocking layer described above, in response to the light emitting material, it is necessary to form an electron blocking layer using a material having a higher energy than the lowest unoccupied level of the emission layer. すなわち、発光色が異なるために異なる発光材料を用いる場合には、挿入する電子ブロック層の材料をも変える必要がある。 That is, in the case of using a light emitting color differs for the different light-emitting materials, it is also necessary to change the material of the insert to the electron blocking layer. そのため、フルカラーで発光する表示パネルにこの方法を適用する場合には、各色の素子に対応して電子ブロック層の材料も変える必要があり、プロセス工程が長く、複雑になるという問題が生じる。 Therefore, when applying this method to a display panel that emits light in full color, corresponding to the colors of the elements is necessary to change also the material of the electron blocking layer, the process step is long, there is a problem that becomes complicated.
また、いずれの方法においても、未だ有機EL素子の寿命は十分とは言えず、より高い発光効率で発光し、消費電力を低く抑え、これにより寿命が十分に長い有機EL素子が望まれている。 In any of the methods, it can not be said that the life of yet organic EL element well, and light emission with higher luminous efficiency, power consumption kept low, thereby life is desired is long enough organic EL device .
【0006】 [0006]
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、プロセス工程を大幅に複雑化することなく発光効率を高め、消費電力が少なくし寿命を長期化した有機EL素子とその製造方法を提供することにある。 The present invention was made in view of the above problems, an object of the present invention is to increase the luminous efficiency without significantly complicating the process step was prolonged power consumption is reduced life organic It is to provide an EL device and a manufacturing method thereof.
また本発明の他の目的は、フルカラー表示が可能で発光効率が高く消費電力が少なく寿命の長い有機ELパネルを提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a long organic EL panel with high power consumption emission efficiency can be full-color display less life.
【0007】 [0007]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
前記課題を解決するために、本発明の有機EL素子は、 In order to solve the above problems, an organic EL device of the present invention,
少なくとも一方が透明電極により形成された電極層間に、発光層を含む有機層が1層以上形成された有機EL素子であって、 The electrode layers formed by at least one of a transparent electrode, an organic layer including a light emitting layer is an organic EL element formed one or more layers,
前記発光層への電子の流れを抑制する電子移動制御層が前記電極層間に形成されていることを特徴とする。 The inhibiting electron transfer control layer the flow of electrons into the light emitting layer is characterized by being formed on the electrode layers.
【0008】 [0008]
このような構成によれば、電子移動制御層により、発光に寄与しない余剰な電子の発光層への流れが抑制される。 According to such a configuration, by electron transfer control layer, does not contribute to light emission flows into the excess electrons in the light emitting layer is suppressed. したがって、発光に寄与する有効な電子のみが発光層に注入されることとなり、素子を流れる電流が効率よく発光に供されることとなり、発光効率が向上する。 Therefore, only the effective electron contributes to light emission becomes to be injected into the emitting layer, the current flowing through the element becomes to be subjected to efficiently emit light, luminous efficiency is improved. その結果、発光量が同じまま消費電力を少なくすることができ、素子寿命を長期化することができる。 As a result, it is possible to light emission amount is less remains the same power consumption, it is possible to prolong the life of the device.
【0009】 [0009]
好適には、本発明の有機EL素子は、陰極としての前記電極層と前記発光層との間に電子輸送層が形成され、前記電子移動制御層は、前記電子輸送層と前記発光層との間に形成され、前記電子移動制御層の最低空準位のエネルギーレベルが、前記電子輸送層の最低空準位のエネルギーレベルより低いことを特徴とする。 Preferably, the organic EL device of the present invention, an electron-transporting layer is formed between said electrode layer as a cathode the emission layer, the electron transport control layer, the light-emitting layer and the electron transport layer formed between the energy level of the lowest unoccupied level of the electron transfer control layer is characterized by lower than the energy level of the lowest unoccupied level of the electron transport layer.
より好適には、前記電子移動制御層と前記電子輸送層の最低空準位のエネルギーレベルの差は、0eVより大きく1eV以下である。 More preferably, the difference in energy levels the lowest unoccupied level of the electron transfer control layer and the electron transport layer is less larger than 0 eV 1 eV.
【0010】 [0010]
このような構成によれば、内部電界により電子輸送層から発光層方向に移動する電子の量が、間に介在された電子移動制御層により制御される。 According to such a configuration, the amount of electrons moving by the internal electric field in the light emitting layer direction from the electron-transporting layer is controlled by electron transfer control layer interposed between. したがって、発光層に注入する電子の量が適切に制御される。 Accordingly, the amount of electrons injected into the light emitting layer is appropriately controlled. また、この構成においては、電子輸送層と電子移動制御層との間の最低空準位の差に基づいて、電子の移動量の制御が行われる。 Further, in this configuration, based on the lowest unoccupied level of the difference between the electron transport layer and the electron transfer control layer, the control of the electron moving amount performed. したがって、発光層の材料に依存せずに電子の注入量を制御することができ、有機EL素子の種類に依存しない共通的な材料により電子移動制御層を形成することができる。 Therefore, without depending on the material of the light emitting layer can control the amount of injected electrons, it is possible to form the electron transfer control layer by common materials that does not depend on the type of the organic EL element.
【0011】 [0011]
好適な一例としては、本発明の有機EL素子は、前記発光層を複数有し、当該発光層各々の前記陰極としての前記電極層側に、前記電子移動制御層が形成されている。 Suitable example, the organic EL device of the present invention includes a plurality of said light emitting layer, the electrode layer side serving as the cathode of the light-emitting layer each, the electron transfer control layer is formed.
好適な一例としては、前記電子移動制御層の厚さは、0.1〜20nmである。 Suitable example, the thickness of the electron transfer control layer is 0.1 to 20.
また好適な一例としては、前記電子移動制御層は、α−NPD(α−ナフチルフェニルジアミン)、TPD(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)、m−TPD(N'、N'−ビス(3−メチルフェニル)−N,N'−ジフェニル−[1,1'−ビフェニル]−4,4'−ジアミン)、1−TNATA(4,4',4”−トリス(1−ナフチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン)、p−PMTDATA(4,4',4”−トリス[ビフェニル−4−イル−(3−メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミン]、TFATA(4,4',4”−トリス[9,9−ジメチル−2 −フルオレニル(フェニル)アミノ] トリフェニルアミン)、TCATA(4,4',4” Also as a preferred example, the electron transfer control layer, alpha-NPD (alpha-naphthylphenyldiamine), TPD (N, N'-diphenyl -N, N'-bis (3-methylphenyl) -1,1 ' - biphenyl 4,4'-diamine), m-TPD (N ', N'- bis (3-methylphenyl) -N, N'- diphenyl - [1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine ), 1-TNATA (4,4 ', 4 "- tris (1-naphthyl phenylamino) triphenylamine), p-PMTDATA (4,4', 4" - tris [biphenyl-4-yl - (3 - methylphenyl (phenyl) amino) triphenylamine], TFATA (4,4 ', 4 "- tris [9,9-dimethyl-2 - fluorenyl (phenyl) amino] triphenylamine), TCATA (4, 4' , 4 " −トリス(カルバゾール−9−イル)トリフェニルアミン)、p−DPA−TDAB(1,3,5−トリス(ジフェニルアミノ)ベンゼン)、MTDAPB(1,3,5−トリス{4−メチルフェニル(フェニル)アミノ]フェニル}ベンゼン)、p−BPD(N,N'−ジ(ビフェニル−4−イル)−N,N'−ジフェニル−[1,1'−ビフェニル)−4,4'−ジアミン)、PFFA(N ,N '−ビス(9 ,9 −ジメチル−2 −フルオレニル)−N ,N '−ジフェニル−9 ,9 −ジメチルフルオレン−2 ,7 −ジアミン)またはFFD(N,N,N',N'−テトラキス(9,9−ジメチル−2−フルオレニル)−[1,1'−ビフェニル]−4,4'−ジアミン)のいずれかである。 - tris (carbazol-9-yl) triphenylamine), p-DPA-TDAB (1,3,5- tris (diphenylamino) benzene), MTDAPB (1,3,5-tris {4- methylphenyl (phenyl ) amino] phenyl} benzene), p-BPD (N, N'-di (biphenyl-4-yl) -N, N'-diphenyl - [1,1'-biphenyl) -4,4'-diamine), PFFA (N, N '- bis (9, 9 - dimethyl - 2 - fluorenyl) -N, N' - diphenyl -9, 9 - dimethyl fluorene -2, 7 - diamine) or FFD (N, N, N ', N'- tetrakis (9,9-dimethyl-2-fluorenyl) - [1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine) is either.
【0012】 [0012]
また、本発明の有機EL素子の製造方法は、少なくとも一方が透明電極により形成された電極層間に、発光層を含む1層以上の有機層と、電子の流れを抑制する電子移動制御層が配置されるように、前記電極層、前記有機層および前記電子移動制御層を形成することを特徴とする。 The manufacturing method of the organic EL device of the present invention, the electrode layers at least one of which is formed by a transparent electrode, and one or more organic layers including a light emitting layer, to suppress the flow of electrons electron transfer control layer is disposed as will be, the electrode layer, and forming the organic layer and the electron transfer control layer.
【0013】 [0013]
また、本発明の有機ELパネルは、少なくとも一方が透明電極により形成された電極層間に、発光層を含む1層以上の有機層と電子の流れを抑制する電子移動制御層とが形成された有機EL素子が、基体上に複数配置された構成である。 The organic EL panel of the present invention, the electrode layers at least one of which is formed by a transparent electrode, and suppresses electron transfer control layer flow least one organic material layer and an electron comprising a light-emitting layer is formed organic EL element is a plurality arranged configured on a substrate.
【0014】 [0014]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明を、図1〜図9を参照して説明する。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIGS. 1-9.
図1は本発明の第1実施形態に係る有機EL素子の構造を示す部分断面図、図2はその有機EL素子の製造工程を示すフローチャート、図3(A)は実施例1に係る緑色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図、図3(B)は比較のための従来の緑色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図、図4は実施例1に係る緑色の有機EL素子の素子を流れる電流に対する発光効率を示す図、図5は実施例1に係る緑色の有機EL素子の印加電圧に対する発光効率を示す図、図6(A)は実施例2に係る青色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図、図6(B)は比較のための従来の青色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図、図7(A)は実施例3に係る赤色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図、 Figure 1 is a partial sectional view showing the structure of an organic EL device according to a first embodiment of the present invention, a flow chart showing a manufacturing process of FIG. 2 is organic EL element, FIG. 3 (A) green according to Example 1 schematic diagram illustrating the energy of each layer of the organic EL element, FIG. 3 (B) schematically, green organic EL 4 according to the first embodiment showing the energy of each layer of the conventional green organic EL element for comparison shows an emission efficiency with respect to the current flowing through the elements of the device, the blue organic Figure 5 shows the emission efficiency with respect to the applied voltage of the green organic EL device according to example 1, FIG. 6 (a) according to example 2 schematic diagram illustrating the energy of each layer of the EL element and FIG. 6 (B) schematic diagram showing the energy of each layer of the conventional blue organic EL element for comparison, FIG. 7 (a) is a red according to example 3 schematic diagram illustrating the energy of each layer of the organic EL element, 7(B)は比較のための従来の赤色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図、図8は本発明の第2実施形態に係る有機EL素子の構造を示す部分断面図、図9は本発明の第3実施形態に係る有機EL素子の構造を示す部分断面図である。 7 (B) is a schematic diagram showing the energy of each layer of the conventional red organic EL element for comparison, FIG. 8 is a partial sectional view showing the structure of an organic EL device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing the structure of an organic EL device according to a third embodiment of the present invention.
【0015】 [0015]
第1実施形態 First Embodiment
本発明に係る第1実施形態の有機EL素子について、図1〜図7を参照して説明する。 The organic EL device of the first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
第1実施形態の有機EL素子101は、図1に示す積層構造を有する。 The organic EL device 101 of the first embodiment has a stacked structure shown in FIG. すなわち、有機EL素子101は、透明基板110上に、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム錫)透明電極120、第1および第2のホール輸送層131,132、発光層140、電子移動制御層150、電子輸送層160および金属電極170が順次積層されて構成される。 That is, the organic EL element 101, on a transparent substrate 110, ITO (Indium Tin Oxide: indium tin oxide) transparent electrode 120, first and second hole transporting layers 131 and 132, the light emitting layer 140, electron transport control layer 150 comprised the electron transporting layer 160 and the metal electrode 170 are sequentially stacked.
【0016】 [0016]
ITO透明電極120は、陽極であり、たとえばスパッタリング法によりITO膜を成膜することにより形成される。 ITO transparent electrode 120 is an anode, is formed by depositing an ITO film for example by sputtering. ITO透明電極120の厚さは、好適には10〜1000nmであり、本実施形態においては200nmである。 The thickness of the ITO transparent electrode 120 is preferably a 10 to 1000 nm, a 200nm in the present embodiment.
第1のホール輸送層131および第2のホール輸送層132は、正孔(ホール)を発光層140に輸送する層である。 The first hole transport layer 131 and the second hole transport layer 132 is a layer for transporting positive holes to the light-emitting layer 140. 第1のホール輸送層131は、m−TDATAの薄膜を真空蒸着法により成膜することにより形成される。 The first hole transport layer 131 is formed by forming a thin film of m-TDATA by vacuum deposition. 第1のホール輸送層131の厚さは、好適には10〜500nmであり、本実施形態においては100nmである。 The thickness of the first hole transport layer 131 is preferably a 10 to 500 nm, a 100nm in the present embodiment. また、第2のホール輸送層132は、α−NPDの薄膜であり、同じく真空蒸着法により形成される。 The second hole transport layer 132 is a thin film of alpha-NPD, it is also formed by a vacuum deposition method. 第2のホール輸送層132の厚さは、好適には1〜100nmであり、本実施形態においては25nmである。 The thickness of the second hole transport layer 132 is preferably a 1 to 100 nm, a 25nm in the present embodiment.
【0017】 [0017]
発光層140は、発光材料の薄膜層であり、発光材料を真空蒸着法により成膜することにより形成される。 Emitting layer 140 is a thin film layer of luminescent material is formed by depositing a luminescent material by vacuum deposition. 発光層140を形成する発光材料は、その有機EL素子101の発光色に応じて選択される。 Luminescent material forming the luminescent layer 140 is selected according to the luminescent color of the organic EL element 101. たとえば緑色に発光する有機EL素子を形成する場合には、発光材料としてたとえばAlq3(tris(8−hydroxyquinoline)aluminum:トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体)を、青色に発光する素子を形成する場合には、発光材料としてたとえばZn(oxz) を用いる。 For example in the case of forming an organic EL device that emits green light-emitting material, for example, as Alq3 (tris (8-hydroxyquinoline) aluminum: tris (8-quinolinolato) aluminum complex) and, in the case of forming an element emitting blue light It is used, for example Zn (oxz) 2 as a light emitting material. また、赤色に発光する素子を形成する場合には、発光材料としてたとえばAlq3にDCM1という赤色の蛍光色素をドーピングした材料を用いる。 In the case of forming the element that emits red light is used doped with red fluorescent dye that DCM1 as a luminescent material for example, Alq3 material. 発光層140の厚さは、好適には10〜100nmであり、本実施形態においては25nmである。 The thickness of the light-emitting layer 140 is preferably a 10 to 100 nm, in the present embodiment is 25 nm.
【0018】 [0018]
電子移動制御層150は、発光層140への電子の注入量を制御するための層である。 Electron transfer control layer 150 is a layer for controlling the amount of electrons injected into the light emitting layer 140. 電子移動制御層150は、最低空準位(LUMO:Lowest Un−occupied Molecular Orbital)のエネルギーが電子輸送層160の最低空準位のエネルギーより低い材料を極薄い所定の厚さで堆積させることにより形成し、これにより発光層140への電子の移動量を制御する。 Electron transfer control layer 150, the lowest unoccupied level: by energy (LUMO Lowest Un-occupied Molecular Orbital) is deposited a lower material than the lowest unoccupied level of the energy of the electron transporting layer 160 in a very thin predetermined thickness formed, thereby controlling the electron transfer amount to the light-emitting layer 140.
電子移動制御層150と電子輸送層160との最低空準位の差は、0eVより大きく1eV以下であるのが好ましく、電子移動制御層150の材料としてはそのような材料を選択すればよい。 Electronic difference lowest unoccupied state between the mobile control layer 150 and the electron-transporting layer 160 preferably has a greater than 1eV below 0 eV, as the material of the electron transport control layer 150 may be selected such materials. 具体的には、前記電子移動制御層としては、α−NPD、TPD、m−TPD、1−TNATA、p−PMTDATA、TFATA、TCATA、p−DPA−TDAB、MTDAPB、p−BPD、PFFAまたはFFDなどの材料を用いるのが好ましい。 Specifically, as the electron transfer control layer, α-NPD, TPD, m-TPD, 1-TNATA, p-PMTDATA, TFATA, TCATA, p-DPA-TDAB, MTDAPB, p-BPD, PFFA or FFD It is preferably used a material such as. 本実施形態においては、電子移動制御層150としては正孔輸送性材料であるα−NPDを用いる。 In this embodiment, a alpha-NPD being a hole transporting material as the electron movement control layer 150.
【0019】 [0019]
また、電子移動制御層150の厚さは、電子移動制御層150により適切な量の電子が発光層140に注入されるように適切な値に決められる。 The thickness of the electron transport control layer 150, a suitable amount of electrons by electron transfer control layer 150 is determined to an appropriate value to be injected into the light-emitting layer 140. 一般的には、電子移動制御層150の厚さは、0.1〜20nmが好適であり、より好ましくは0.1〜20nmである。 In general, the thickness of the electron transport control layer 150, 0.1 to 20 is preferred, more preferably from 0.1 to 20. 本実施形態においては、1nmである。 In the present embodiment, it is 1 nm.
電子移動制御層150が薄過ぎると硬化が少なく、厚過ぎると、発光層140への電子の注入量が少なくなり、発光層140での発光量が減少すると共に、発光層140における発光領域が電子移動制御層150側にずれ、発光の特性を悪化させる傾向にある。 Less curing electron transfer control layer 150 is too thin, too thick, the amount of electrons injected into the light emitting layer 140 is reduced, with the light emission amount of the light-emitting layer 140 is reduced, the light-emitting region in the light emitting layer 140 is an electron deviation in the movement control layer 150 side tends to deteriorate the emission characteristic. したがって、電子移動制御層150の厚さは、電子移動制御層150と電子輸送層160との最低空準位の差に基づいて適切な値に決められることが好ましい。 Therefore, the thickness of the electron transport control layer 150 is preferably determined to an appropriate value based on the difference between the lowest unoccupied state between electron transfer control layer 150 and the electron transport layer 160. すなわち、電子移動制御層150と電子輸送層160との最低空準位の差が小さければ電子移動制御層150の厚さは厚くし、その差が大きければ電子移動制御層150の厚さは薄くすることが好ましい。 That is, the thickness of the lowest unoccupied if the difference in level is small the thickness of the electron transport control layer 150 is thick, an electron transfer control layer 150 if the difference is large between the electron transfer control layer 150 and the electron transport layer 160 is thin it is preferable to.
【0020】 [0020]
電子輸送層160は、電子を電子移動制御層150を介して発光層140に輸送する層であり、Alq3の薄膜を真空蒸着法により成膜することにより形成される。 Electron transporting layer 160 is a layer for transporting electrons to the light emitting layer 140 through the electron transfer control layer 150 is formed by depositing a thin film of Alq3 by vacuum evaporation. 電子輸送層160の厚さは、好適には1〜100nmであり、本実施形態においては25nmである。 The thickness of the electron transporting layer 160 is preferably a 1 to 100 nm, in the present embodiment is 25 nm.
金属電極170は、陰極であり、Alを真空蒸着法により堆積させることにより形成される。 Metal electrode 170 is a cathode, it is formed by depositing by vacuum deposition Al. Al電極170の厚さは、任意でよいが、好適には10nm以上であり、本実施形態においては200nmである。 The thickness of the Al electrode 170 can be any, but preferably is at 10nm or more and 200nm in the present embodiment.
【0021】 [0021]
このような構造の有機EL素子101においては、透明電極(陽極)120とAl電極(陰極)170との間に直流電圧を印加することにより、正孔は透明電極120から第1および第2のホール輸送層131,132を経て発光層140に注入される。 In the organic EL device 101 having such a structure, by applying a DC voltage between the transparent electrode (anode) 120 and an Al electrode (cathode) 170, holes from the transparent electrode 120 of the first and second It is injected into the light emitting layer 140 through the hole transport layer 131 and 132. また、電子は金属電極170から電子輸送層160および電子移動制御層150を経て発光層140に注入される。 Further, electrons are injected into the light emitting layer 140 through the electron-transport layer 160 and electron transport control layer 150 from the metal electrode 170. その結果、注入された正孔および電子が発光層140で結合することにより、発光層140内の蛍光分子が励起され発光現象が生じる。 As a result, by the injected holes and electrons combine in the light-emitting layer 140, fluorescent molecules in the light emitting layer 140 is excited emission phenomenon occurs.
この時、発光層140への電子の注入量は、電子移動制御層150により制御される。 At this time, the amount of electrons injected into the light emitting layer 140 is controlled by electron transfer control layer 150. すなわち、電子輸送層160から発光層140へ注入される電子の量が抑制され、発光層140における発光に寄与しない電子の移動が防止される。 That, is suppressed amount of electrons injected into the light emitting layer 140 electron transport layer 160, electron transfer that does not contribute to light emission in the light emitting layer 140 is prevented.
【0022】 [0022]
これまでの有機EL素子では、発光層での正孔との再結合により消費される電子より過剰な電子が発光層に注入されると、その余剰電子は、駆動電圧により発生する内部電界によりホール輸送層へ移動する。 The organic EL device of the past, the excess electrons from the electron to be consumed by the recombination of holes in the light emitting layer are injected into the light emitting layer, the excess electrons, holes by the internal electric field generated by the drive voltage to move to the transport layer. その結果、発光に必要な電子以上の電子を注入することとなり、結果的に発光効率の低下を招いていた。 As a result, it becomes possible to inject or more electrons required for light emission, resulting in decrease in resulting in light emission efficiency. 本実施形態の有機EL素子101においては、前述したように電子移動制御層150の作用により発光に寄与する電子のみが電子輸送層160から発光層140に注入されるため、結果的に発光効率の向上をもたらす。 In the organic EL device 101 of the present embodiment, since only electrons contributing to light emission by the action of electron transfer control layer 150 as described above it is injected into the light emitting layer 140 electron transport layer 160, as a result, the luminous efficiency bring improvement. そしてその結果、消費電力を少なく抑えることができ、素子の寿命を長期化することができる。 The result can be suppressed small power consumption, it is possible to prolong the life of the device.
【0023】 [0023]
また、この時の電子移動制御層150の材料は、電子輸送層160の材料に対して最低空準位が低くなるように選択される。 The material of the electron transport control layer 150 at this time, the lowest unoccupied level is selected to be lower than the material of the electron transport layer 160. すなわち、発光層140の材料には依存しない。 That does not depend on the material of the light emitting layer 140. したがって、発光層140の材料が何であろうと、換言すれば、発光色が緑、青あるいは赤などと異なる種類の異なる有機EL素子101に対して、電子移動制御層150として同一の材料を用いることができる。 Therefore, when the material of the light-emitting layer 140 Whatever, in other words, the emission color is green, the organic EL element 101 having different such as different types blue or red, using the same material as the electron transport control layer 150 can. そのため、発光層140の材料に応じて電子移動制御層150の材料を選定しなければならない場合と比較して、プロセス工程の複雑化を防ぐことができる。 Therefore, as compared with the case must be selected material electron transfer control layer 150 in accordance with the material of the light-emitting layer 140, it is possible to prevent the complication of the process steps.
【0024】 [0024]
なお、本発明に係る有機ELパネルは、このような有機EL素子101であって、赤、緑および青に発色する有機EL素子を、所定のパターンで2次元マトリクス状に配置することにより形成される。 The organic EL panel according to the present invention is a such an organic EL element 101, red, organic EL device coloring in green and blue, is formed by arranging in a two-dimensional matrix in a predetermined pattern that. パネルを構成する各有機EL素子の発光効率の向上、消費電力の低下および寿命の長期化により、パネル全体としても発光効率が向上し、消費電力が抑制され、寿命が長期化することは明白である。 Improvement in luminous efficiency of the organic EL elements constituting the panel, by prolonged power reduction and life of even improved luminous efficiency of the entire panel, the power consumption is suppressed, the life is prolonged is obvious is there.
【0025】 [0025]
次に、有機EL素子101の製造工程について図2を参照して説明する。 It will now be described with reference to FIG. 2 for manufacturing the organic EL element 101.
まず、透明基板110上にITO膜をスパッタリング法により成膜しITO透明電極120を形成する(ステップS201)。 First, a deposited ITO transparent electrode 120 by sputtering an ITO film on a transparent substrate 110 (step S201).
次に、ITO透明電極120上にm−TDATA膜を真空蒸着法により成膜し、第1のホール輸送層131を形成する(ステップS202)。 Then, the m-TDATA film on the ITO transparent electrode 120 was deposited by vacuum evaporation method to form a first hole-transport layer 131 (step S202).
次に、第1のホール輸送層131上にα−NPD膜を真空蒸着法により成膜し、第2のホール輸送層132を形成する(ステップS203)。 Then, the alpha-NPD film on the first hole transport layer 131 was deposited by vacuum evaporation to form a second hole transport layer 132 (step S203).
次に、第2のホール輸送層132上に発光材料の薄膜を真空蒸着法により成膜し、発光層140を形成する(ステップS204)。 Next, a thin film of a light-emitting material over the second hole-transporting layer 132 was deposited by vacuum deposition to form a light-emitting layer 140 (step S204).
次に、発光層140上にα−NPDの薄膜を真空蒸着法により成膜し、電子移動制御層150を形成する(ステップS205)。 Next, a thin film of alpha-NPD over the light-emitting layer 140 was formed by a vacuum deposition method, to form the electron transfer control layer 150 (step S205).
次に、電子移動制御層150上にAlq3の薄膜を真空蒸着法により成膜し、電子輸送層160を形成する(ステップS206)。 Next, a thin film of Alq3 over the electron movement control layer 150 was deposited by vacuum evaporation to form the electron transporting layer 160 (step S206).
そして、電子移動制御層150上にAlを真空蒸着法により堆積させることにより、金属電極170を形成する(ステップS207)。 Then, by depositing by a vacuum deposition method of Al on the electron movement control layer 150, a metal electrode 170 (step S207).
【0026】 [0026]
第2実施形態 Second Embodiment
本発明に係る第2実施形態の有機EL素子について、図8を参照して説明する。 The organic EL device of the second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
第2実施形態の有機EL素子102は、発光取り出し面を、第1実施形態のような基板110側ではなく、成膜面側とした有機EL素子である。 The organic EL device 102 of the second embodiment, a light emitting extraction surface, rather than the substrate 110 side as in the first embodiment, an organic EL element in which the film-forming surface side.
図8に示すように、有機EL素子102は、基板112上に、金属電極172、電子輸送層160、電子移動制御層150、発光層140、第2のホール輸送層132、第1のホール輸送層131および透明電極120を積層した構造である。 As shown in FIG. 8, the organic EL element 102 on the substrate 112, a metal electrode 172, an electron transport layer 160, electron transport control layer 150, light emitting layer 140, the second hole transport layer 132, a first hole transport the layers 131 and the transparent electrode 120 is a structure laminated.
基板112は、光取り出し面ではないので透明である必要はない。 Substrate 112 need not be transparent because it is not a light extraction surface.
金属電極171は、低仕事関数を有するたとえばマグネシウム(Mg)と銀(Ag)の混合材料などの金属を、真空蒸着法などにより、たとえば5nm程度に薄く成膜して形成する。 Metal electrode 171, a metal such as mixing materials such as magnesium has a low work function (Mg) and silver (Ag), by a vacuum deposition method is formed by thinly fabricating, for example, about 5 nm.
【0027】 [0027]
それ以外の各構成は、前述した第1実施形態と同じであり、また、このような構成による有機EL素子102の動作も第1実施形態と同じである。 Each configuration of the other is the same as the first embodiment described above, also, the operation of the organic EL device 102 according to this configuration is the same as that in the first embodiment. すなわち、このような構成においても、電子移動制御層150の作用により電子輸送層160から発光層140への電子の注入量が制御され、発光効率を向上させることができる。 In other words, in this configuration, the amount of electrons injected into the light emitting layer 140 electron transport layer 160 is controlled by the action of electron transfer control layer 150, thereby improving the luminous efficiency. またこれにより、消費電力を抑え、素子の寿命を長期化することができる。 The Thereby, it can reduce power consumption and to prolong the life of the device.
このように、成膜面側を光取り出し面とするような有機EL素子においても、電子輸送層160と発光層140の間に電子移動制御層150を介在させることが可能であり、本発明はこのような形態で実施してもよい。 Thus, also in the organic EL element such that the film formation surface side and the light extraction surface, it is possible to interpose electron transfer control layer 150 between the electron transport layer 160 and the light emitting layer 140, the present invention is it may be carried out in such a form.
【0028】 [0028]
第3実施形態 Third Embodiment
本発明に係る第3実施形態の有機EL素子について、図9を参照して説明する。 The organic EL device of the third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
第3実施形態の有機EL素子103は、発光層を複数有する構成の有機EL素子である。 The organic EL device 103 of the third embodiment is an organic EL element with a structure having a plurality of light-emitting layers.
図9に示すように、有機EL素子103は、透明基板110上に、ITO透明電極120、第1のホール輸送層131、第2のホール輸送層132、第1の発光層141、第1の電子移動制御層151、第2の発光層142、第2の電子移動制御層152、電子輸送層160および金属電極170を順次積層した構造である。 As shown in FIG. 9, the organic EL element 103 on the transparent substrate 110, ITO transparent electrode 120, a first hole transport layer 131, the second hole transport layer 132, the first light-emitting layer 141, a first electron transfer control layer 151, the second light-emitting layer 142, the second electron transfer control layer 152, a stacked sequentially an electron transporting layer 160 and the metal electrode 170.
すなわち、有機EL素子102は、2つの発光層141,142を有し、その各々に対して陰極側に電子移動制御層151,152が配置された構造である。 That is, the organic EL element 102 has two light-emitting layers 141 and 142, electron transfer control layers 151 and 152 on the cathode side is arranged structures against each.
【0029】 [0029]
複数の発光層を有する有機EL素子においては、このように各発光層に対して電子移動制御層を配置してよい。 In the organic EL device having a plurality of light-emitting layers may be arranged electron transfer control layer for such that each light-emitting layer. 各電子移動制御層について、陰極側の材料より最低空準位が低い材料を選択することにより、対応する発光層への電子の注入量を適切に抑制し制御することができ、各発光層における発光効率を向上させることができる。 For each electron transfer control layer, by selecting the lowest unoccupied level is less material from the cathode side of the material, it is possible to appropriately suppress control the amount of electrons injected into the corresponding light emitting layer, in each light-emitting layer thereby improving the luminous efficiency. またこれにより、消費電力を抑え、素子の寿命を長期化することができる。 The Thereby, it can reduce power consumption and to prolong the life of the device.
このように、複数の発光層を有する有機EL素子においても、各発光層に対して電子移動制御層を介在させることが可能であり、本発明はこのような形態で実施してもよい。 Thus, also in the organic EL device having a plurality of light-emitting layers, it is possible to interpose a electron transfer control layer for each light-emitting layer, the present invention may be implemented in such a form.
【0030】 [0030]
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変してよい。 The present invention is not limited to the embodiments described above, it may be variously modified within the scope of the present invention.
前述した各実施形態の有機EL素子は、表示パネルにのみ適用されるものではない。 The organic EL element of each of the embodiments described above are not intended to be applied only to the display panel. 液晶装置などのバックライトとしての照明装置など、任意の装置に適用してよい。 Lighting apparatus as a backlight such as a liquid crystal device, may be applied to any device.
【0031】 [0031]
【実施例】 【Example】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be explained based on further detailed examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0032】 [0032]
実施例1 Example 1
発光層140の発光材料としてAlq3を用い、緑色に発光する有機EL素子101を形成した。 Used Alq3 as the light emitting material of the emission layer 140, thereby forming an organic EL element 101 which emits green light. すなわち、図1に示した構成において、第2のホール輸送層132と電子移動制御層150との間に、厚さ25nmのAlq3層を発光層140として配置した。 That is, in the configuration shown in FIG. 1, between the second hole transport layer 132 and electron transport control layer 150, was placed Alq3 layer with a thickness of 25nm as the light-emitting layer 140.
なお、この場合の有機EL素子の各層のエネルギーは、図3(A)に示す状態となる。 Incidentally, the energy of each layer of the organic EL element in this case, the state shown in Figure 3 (A). すなわち、最低空準位(LUMO)が2.6eVの電子輸送層(Alq3層)と、同じく最低空準位が2.6eVの発光層(Alq3層)との間に、最低空準位が2.3eVの電子移動制御層(α−NPD層)が配置された構成となる。 That is, the lowest unoccupied level (LUMO) is the electron-transporting layer of 2.6 eV and (Alq3 layer), while also the lowest empty state between the light-emitting layer of 2.6 eV (Alq3 layer) is the lowest unoccupied level 2 electron transfer control layer .3eV (α-NPD layer) is disposed configuration. また、電子移動制御層を具備しない従来の緑色の有機EL素子は、図3(B)に示すように、電子輸送層と発光層(ともにAlq3層)とが隣接して配置された構成である。 Further, the organic EL device of conventional green having no electron transfer control layer, as shown in FIG. 3 (B), in the configuration of the electron transport layer and the light-emitting layer (both Alq3 layer) disposed adjacent .
【0033】 [0033]
この緑色の有機EL素子、および、比較のための電子移動制御層を具備しない従来の緑色の有機EL素子における、素子を流れる電流に対する発光効率を求めた。 The green organic EL device, and, in a conventional green organic EL device having no electron transfer control layer for comparison, obtains light emission efficiency with respect to the current flowing through the element. 結果を図4に示す。 The results are shown in Figure 4. 図4において、横軸は有機EL素子に流れる電流を素子の面積で除した電流密度であり、縦軸は有機EL素子を流れる電流当たりの発光光量で示す発光効率である。 4, the horizontal axis represents the current density obtained by dividing the current flowing through the organic EL element in the area of ​​the element, the vertical axis represents the luminous efficiency indicated by the emitted light amount per the current flowing through the organic EL element. 図4に示すように、同じ電流が流れた場合には、電子移動制御層(α−NPD層)を有する本発明に係る有機EL素子の方が、電子移動制御層を具備しない従来の有機EL素子に比べて、発光輝度が高くなり発光効率が向上した。 As shown in FIG. 4, when the same current flows, the direction of the organic EL element according to the present invention having electron transfer control layer (alpha-NPD layer), conventional organic EL having no electron transfer control layer than the device, the luminous efficiency emission luminance is high is improved.
【0034】 [0034]
また、この緑色の有機EL素子、および、比較のための電子移動制御層を具備しない従来の緑色の有機EL素子における、印加電圧に対する発光効率を求めた結果を図5に示す。 Also shows the green organic EL device, and, in a conventional green organic EL device having no electron transfer control layer for comparison, the results of obtaining the luminous efficiency with respect to the applied voltage in FIG. 5. 図5において、横軸は有機EL素子に印加した電圧であり、縦軸は有機EL素子に流れる電流当たりの発光光量で示すところの発光効率である。 5, the horizontal axis is the voltage applied to the organic EL element, the vertical axis represents the luminous efficiency of the method shown in light emission amount per the current flowing through the organic EL element. 図5に示すように、同じ電圧を印加した場合には、電子移動制御層(α−NPD層)を有する本発明に係る有機EL素子の方が、電子移動制御層を具備しない従来の有機EL素子に比べて発光効率が向上した。 As shown in FIG. 5, the case of applying the same voltage, towards the organic EL element according to the present invention having electron transfer control layer (alpha-NPD layer), conventional organic EL having no electron transfer control layer luminous efficiency was improved than the device. この場合、両者の間で輝度はほとんど変わらず、有機EL素子に流れる電流が電子移動制御層を有する有機EL素子の方が少なくなることにより発光効率が向上した。 In this case, the brightness hardly changes between them, current flowing through the organic EL element is improved luminous efficiency by towards the organic EL device is reduced with electron transfer control layer.
いずれにしても、電子移動制御層としてのα−NPD層を挿入することにより、発光効率が向上することが確認できた。 In any case, by inserting the alpha-NPD layer as an electron transfer control layer, it was confirmed that the luminous efficiency is improved.
【0035】 [0035]
実施例2 Example 2
発光層140の発光材料としてZn(oxz) を用い、青色に発光する有機EL素子を形成した。 With Zn (oxz) 2 as a light emitting material of the emission layer 140, thereby forming an organic EL element that emits blue light. すなわち、図1に示した構成において、第2のホール輸送層132と電子移動制御層150との間に、厚さ25nmのZn(oxz) 層を発光層140として配置した。 That is, in the configuration shown in FIG. 1, between the second hole transport layer 132 and electron transport control layer 150, was placed Zn (OXZ) 2 layer having a thickness 25nm as the light-emitting layer 140.
なお、この場合の有機EL素子の各層のエネルギーは、図6(A)に示す状態となる。 Incidentally, the energy of each layer of the organic EL element in this case is in the state shown in FIG. 6 (A). すなわち、最低空準位(LUMO)が2.6eVの電子輸送層(Alq3層)と、同じく最低空準位が2.91eVの発光層(Zn(oxz) 層)との間に、最低空準位が2.3eVの電子移動制御層(α−NPD層)が配置された構成である。 That is, the lowest unoccupied level (LUMO) is the electron-transporting layer of 2.6eV and (Alq3 layer), also has the lowest unoccupied level between the light emitting layer of 2.91eV (Zn (oxz) 2 layers), the lowest unoccupied level electron transfer control layer of 2.3 eV (alpha-NPD layer) is the arrangement configuration.
【0036】 [0036]
この青色の有機EL素子、および、比較のための電子移動制御層を具備しない従来の青色の有機EL素子に対して、有機EL素子を流れる電流に対する発光効率、および、印加電圧に対する発光効率を求めた。 The blue organic EL device, and, determined for conventional blue organic EL device having no electron transfer control layer for comparison, the light emission efficiency with respect to the current flowing through the organic EL element, and the light emission efficiency with respect to the applied voltage It was. その結果、図示しないが、図4および図5に示した緑色の有機EL素子の場合と同様の結果が得られた。 As a result, although not shown, FIGS. 4 and if the same results as the green organic EL element shown in FIG. 5 were obtained. すなわち、いずれの場合も、電子移動制御層としてのα−NPD層を挿入することにより、発光効率が向上することが確認できた。 That is, in any case, by inserting the alpha-NPD layer as an electron transfer control layer, it was confirmed that the luminous efficiency is improved.
【0037】 [0037]
実施例3 Example 3
発光層140の発光材料としてAlq3にDCM1という赤色の蛍光色素をドーピングした材料を用い、赤色に発光する有機EL素子を形成した。 Alq3 in a material doped with a red fluorescent dye that DCM1 as a light emitting material of a light-emitting layer 140, thereby forming an organic EL device that emits red light. すなわち、図1に示した構成において、第2のホール輸送層132と電子移動制御層150との間に、厚さ25nmの赤色発光材料の層を発光層140として配置した。 That is, in the configuration shown in FIG. 1, between the second hole transport layer 132 and electron transport control layer 150, and disposing a layer of red light-emitting material having a thickness of 25nm as the light-emitting layer 140.
この場合の有機EL素子の各層のエネルギーは、図7(A)に示す状態となる。 Each layer of the energy of the organic EL element in this case is in the state shown in FIG. 7 (A). すなわち、発光層140のエネルギー状態は、主要材料で最低空準位が2.6eVのAlq3と、最低空準位が2.08eVのDCM1の両特性を備える状態となる。 That is, the energy state of the light-emitting layer 140, the lowest unoccupied level in the primary material is a Alq3 of 2.6 eV, the lowest unoccupied level is a state having both properties of DCM1 of 2.08EV. そしてこの発光層と最低空準位(LUMO)が2.6eVの電子輸送層(Alq3層)との間に、最低空準位が2.3eVの電子移動制御層(α−NPD層)が配置された構成となる。 And between the light-emitting layer and the lowest unoccupied level electron transport layer (LUMO) of 2.6 eV (Alq3 layer), the lowest unoccupied level is 2.3eV electron transfer control layer (alpha-NPD layer) is disposed the configuration.
【0038】 [0038]
この赤色の有機EL素子、および、比較のための電子移動制御層を具備しない従来の赤色の有機EL素子に対して、有機EL素子を流れる電流に対する発光効率、および、印加電圧に対する発光効率を求めた。 The red organic EL device, and obtains the conventional red organic EL device having no electron transfer control layer for comparison, the light emission efficiency with respect to the current flowing through the organic EL element, and the light emission efficiency with respect to the applied voltage It was. その結果、図示しないが、図4および図5に示した緑色の有機EL素子の場合と同様の結果が得られた。 As a result, although not shown, FIGS. 4 and if the same results as the green organic EL element shown in FIG. 5 were obtained. すなわち、いずれの場合も、電子移動制御層としてのα−NPD層を挿入することにより、発光効率が向上することが確認できた。 That is, in any case, by inserting the alpha-NPD layer as an electron transfer control layer, it was confirmed that the luminous efficiency is improved.
【0039】 [0039]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
このように、本発明によれば、プロセス工程を大幅に複雑化することなく発光効率を高めて消費電力を抑えて寿命を長期化した有機EL素子とその製造方法を提供することができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to provide a prolonged organic EL device and a manufacturing method thereof lifetime by suppressing the power consumption to increase the luminous efficiency without significantly complicating the process steps.
また、フルカラー表示が可能で発光効率が高く消費電力を抑えて寿命の長い有機ELパネルを提供することができる。 Further, it is possible to provide a long organic EL panel life by suppressing the high power emission efficiency can be full-color display.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】図1は、本発明の第1実施形態に係る有機EL素子の構造を示す部分断面図である。 FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the structure of an organic EL device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図2は、図1に示した有機EL素子の製造工程を示すフローチャートである。 Figure 2 is a flowchart showing a manufacturing process of the organic EL element shown in FIG.
【図3】図3は、図1に示した有機EL素子の実施例1に係る緑色の有機EL素子の各層のエネルギー状態を示す図であり、図3(A)はその緑色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図であり、図3(B)は比較のための従来の緑色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図である。 Figure 3 is a diagram showing the layers of the energy state of the green organic EL device according to Example 1 of the organic EL element shown in FIG. 1, FIG. 3 (A) the organic EL element of the green is a schematic diagram illustrating the energy of each layer, FIG. 3 (B) is a schematic diagram illustrating the energy of each layer of the conventional green organic EL element for comparison.
【図4】図4は、図3に係る緑色の有機EL素子の素子を流れる電流に対する発光効率を示す図である。 Figure 4 is a graph showing an emission efficiency with respect to the current flowing through the elements of the green organic EL element according to FIG.
【図5】図5は、図3に係る緑色の有機EL素子の印加電圧に対する発光効率を示す図である。 Figure 5 is a diagram showing the light emission efficiency with respect to the applied voltage of the green organic EL element according to FIG.
【図6】図6は、図1に示した有機EL素子の実施例2に係る青色の有機EL素子の各層のエネルギー状態を示す図であり、図6(A)はその青色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図であり、図6(B)は比較のための従来の青色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図である。 Figure 6 is a diagram showing the layers of the energy state of the blue organic EL device according to Example 2 of the organic EL element shown in FIG. 1, FIG. 6 (A) the organic EL element of blue is a schematic diagram illustrating the energy of each layer, FIG. 6 (B) is a schematic diagram illustrating the energy of each layer of the conventional blue organic EL element for comparison.
【図7】図7は、図1に示した有機EL素子の実施例1に係る赤色の有機EL素子の各層のエネルギー状態を示す図であり、図7(A)はその赤色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図であり、図7(B)は比較のための従来の赤色の有機EL素子の各層のエネルギーを示す模式図である。 Figure 7 is a diagram showing the layers of the energy state of the red organic EL device according to Example 1 of the organic EL element shown in FIG. 1, FIG. 7 (A) is an organic EL element of the red of a schematic diagram illustrating the energy of each layer, FIG. 7 (B) is a schematic diagram illustrating the energy of each layer of the conventional red organic EL element for comparison.
【図8】図8は、本発明の第2実施形態に係る有機EL素子の構造を示す部分断面図である。 Figure 8 is a partial cross-sectional view showing the structure of an organic EL device according to a second embodiment of the present invention.
【図9】図9は、本発明の第3実施形態に係る有機EL素子の構造を示す部分断面図である。 Figure 9 is a partial cross-sectional view showing the structure of an organic EL device according to a third embodiment of the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
101,102,103…有機EL素子、110,111…基板、120…透明電極、131,132…ホール輸送層、140,141,142…発光層、150,151,152…電子移動制御層、160…電子輸送層、170,171…金属電極 101, 102, 103 ... organic EL device, 110, 111 ... substrate, 120 ... transparent electrode, 131, 132 ... hole transport layer, 140, 141, 142 ... light-emitting layer, 150, 151, 152 ... electron transfer control layer, 160 ... electron transport layer, 170, 171 ... metal electrodes

Claims (11)

  1. 少なくとも一方が透明電極により形成された電極層間に、発光層を含む有機層が1層以上形成された有機EL素子であって、 The electrode layers formed by at least one of a transparent electrode, an organic layer including a light emitting layer is an organic EL element formed one or more layers,
    前記発光層への電子の流れを抑制する電子移動制御層が前記電極層間に形成されていることを特徴とする有機EL素子。 The organic EL element characterized in that the electrons of suppressing the flow electron transfer control layer to the light emitting layer is formed on the electrode layers.
  2. 陰極としての前記電極層と前記発光層との間に電子輸送層が形成され、 Electron-transporting layer is formed between the electrode layer and the light emitting layer as a cathode,
    前記電子移動制御層は、前記電子輸送層と前記発光層との間に形成され、 The electron transfer control layer is formed between the light emitting layer and the electron transporting layer,
    前記電子移動制御層の最低空準位のエネルギーレベルは、前記電子輸送層の最低空準位のエネルギーレベルより低いことを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子。 The energy level of the lowest unoccupied level of the electron transport control layer, the organic EL device according to claim 1, wherein the lower energy level of the lowest unoccupied level of the electron transport layer.
  3. 前記電子移動制御層と前記電子輸送層の最低空準位のエネルギーレベルの差は、0eVより大きく1eV以下であることを特徴とする請求項2に記載の有機EL素子。 The difference in energy level of the lowest unoccupied level of the electron transport layer and the electron transport control layer, the organic EL device according to claim 2, characterized in that at most larger than 0 eV 1 eV.
  4. 前記発光層を複数有し、前記発光層各々の前記電極層側に、前記電子移動制御層が形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載の有機EL素子。 Wherein a plurality of the light-emitting layer, the electrode layer side of the light-emitting layer each, the organic EL device according to claim 2 or 3, wherein the electron transfer control layer is formed.
  5. 前記電子移動制御層の厚さは、0.1〜20nmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の有機EL素子。 The thickness of the electron transport control layer, the organic EL device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is 0.1 to 20.
  6. 前記電子移動制御層は、α−NPD、TPD、m−TPD、1−TNATA、p−PMTDATA、TFATA、TCATA、p−DPA−TDAB、MTDAPB、p−BPD、PFFAまたはFFDのいずれかである請求項1〜5のいずれかに記載の有機EL素子。 The electron transfer control layer, α-NPD, TPD, m-TPD, 1-TNATA, p-PMTDATA, TFATA, TCATA, p-DPA-TDAB, MTDAPB, p-BPD, wherein either of PFFA or FFD the organic EL device according to any one of claim 1 to 5.
  7. 少なくとも一方が透明電極により形成された電極層間に、発光層を含む1層以上の有機層と、電子の流れを抑制する電子移動制御層が配置されるように、前記電極層、前記有機層および前記電子移動制御層を形成することを特徴とする有機EL素子の製造方法。 The electrode layers at least one of which is formed by a transparent electrode, and one or more organic layers including a light emitting layer, so as to suppress the flow of electrons electron transfer control layer is disposed, the electrode layer, the organic layer and the method for manufacturing an organic EL device, which comprises forming the electron transfer control layer.
  8. 陰極としての前記電極層と前記発光層との間に、前記発光層に電子を供給する電子輸送層を形成し、 Between the electrode layer and the light emitting layer as a cathode, to form an electron transport layer supplies electrons to the light emitting layer,
    前記電子移動制御層を、前記電子輸送層と前記発光層との間に配置し、当該電子移動制御層の最低空準位のエネルギーレベルが、前記電子輸送層の最低空準位のエネルギーレベルより低くなるように形成することを特徴とする請求項7に記載の有機EL素子の製造方法。 The electron transfer control layer, disposed between the light emitting layer and the electron transport layer, the energy level of the lowest unoccupied level of the electron transport control layer, than the energy level of the lowest unoccupied level of the electron transport layer the method for manufacturing an organic EL device according to claim 7, characterized in that formed so as to be lower.
  9. 前記発光層を複数形成し、当該発光層各々の前記陰極としての前記電極層側に、前記電子移動制御層を形成することを特徴とする請求項8に記載の有機EL素子の製造方法。 The light-emitting layer form a plurality, the electrode layer side serving as the cathode of the light-emitting layer each method of manufacturing an organic EL element according to claim 8, characterized in that to form the electron transfer control layer.
  10. 前記電子移動制御層を、0.1〜20nmの厚さで形成することを特徴とする請求項7〜9いずれかに記載の有機EL素子。 The electron transfer control layer, the organic EL device according to any of claims 7-9, characterized in that a thickness of 0.1 to 20.
  11. 少なくとも一方が透明電極により形成された電極層間に、発光層を含む1層以上の有機層と電子の流れを抑制する電子移動制御層とが形成された有機EL素子が、基体上に複数配置された有機ELパネル。 The electrode layers formed by at least one of a transparent electrode, an organic EL element and one or more organic layers and suppressing the flow of electrons electron transfer control layer is formed comprising a light emitting layer, a plurality disposed on a substrate organic EL panel.
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