JP2008293895A - Organic electroluminescent element - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescent element making possible high luminance light emission by forming an intermediate layer between light-emitting layers, using a simple structure. <P>SOLUTION: The intermediate layer in the organic electroluminescent element is constituted of a laminate laminating an organometallic complex of electron releasing metal with work function which is 3.7 eV or lower or a mixed layer of metal carbonates and reducing metal and a layer of metal oxides. Here, the intermediate layer is the layer arranged in between the light-emitting layers for carrying out transfer of charges for the light-emitting layers arranged on both sides. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子に係り、特に照明光源や液晶表示器用バックライト、フラットパネルディスプレイ等に用いられる複数の発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。   The present invention relates to an organic electroluminescence element, and more particularly to an organic electroluminescence element including a plurality of light emitting layers used for an illumination light source, a backlight for a liquid crystal display, a flat panel display, and the like.

有機エレクトロルミネッセンス素子と称される有機発光素子は、その一例として陽極となる透光性電極、ホール輸送層、有機発光層、電子注入層、陰極となる電極の順に、透光性基板の片側の表面に積層した構成のものが、知られている。このような有機発光素子においては、陽極と陰極の間に電圧を印加することによって、電子注入層を介して発光層に注入された電子と、ホール輸送層を介して発光層に注入されたホールとが、発光層内で再結合して発光が起こり、発光層で発光した光は、透光性電極及び透光性基板を通して取り出される。   As an example, an organic light-emitting element called an organic electroluminescence element includes a light-transmitting electrode serving as an anode, a hole transport layer, an organic light-emitting layer, an electron injection layer, and an electrode serving as a cathode in this order. A structure laminated on the surface is known. In such an organic light emitting device, by applying a voltage between the anode and the cathode, electrons injected into the light emitting layer through the electron injection layer and holes injected into the light emitting layer through the hole transport layer are used. However, light is emitted by recombination in the light emitting layer, and light emitted from the light emitting layer is extracted through the light transmitting electrode and the light transmitting substrate.

有機エレクトロルミネッセンス素子は、自発光であること、比較的高効率の発光特性を示すこと、各種の色調で発光可能である等の特徴を有することから、表示装置、例えばフラットパネルディスプレイ等の発光体として、あるいは光源、例えば液晶表示機用バックライトや照明としての活用が期待されており、一部ではすでに実用化されている。しかし、有機エレクトロルミネッセンス素子は、その輝度と寿命とがトレードオフの関係にあり、より鮮明な画像、あるいは明るい照明光を得るために輝度を増大させると、寿命が短くなるという性質を有する。   Organic electroluminescence elements have such characteristics as being self-luminous, exhibiting relatively high-efficiency emission characteristics, and being capable of emitting light in various colors, so that they can be used for display devices such as flat panel displays. Or, it is expected to be used as a light source, for example, a backlight for a liquid crystal display or illumination, and some of them are already put into practical use. However, the organic electroluminescence element has a trade-off relationship between the luminance and the lifetime, and has a property that the lifetime is shortened when the luminance is increased to obtain a clearer image or bright illumination light.

この問題を解決するために、近年、陽極と陰極の間に発光層を複数備え、かつ各発光層間に導電層や、等電位面を形成する層、もしくは電荷発生層を設けるようにした有機発光素子が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。   In order to solve this problem, in recent years, an organic light emitting device in which a plurality of light emitting layers are provided between an anode and a cathode, and a conductive layer, a layer forming an equipotential surface, or a charge generation layer is provided between the light emitting layers. Elements have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

図4はこのような有機エレクトロルミネッセンス素子の構造の一例を示すものであり、陽極1となる電極と陰極2となる電極の間に複数の発光層4a,4bを、隣接する発光層4a,4bの間に導電層(もしくは電荷発生層)10を介在させた状態で積層し、これを透光性の基板5の表面に積層したもので、陽極1は透光性電極、陰極2は光反射性電極となるように形成されている。尚、図4において、発光層4a,4bの両側にはホール輸送層と電子注入層が設けられているが、ホール輸送層と電子注入層の図示は省略する。   FIG. 4 shows an example of the structure of such an organic electroluminescence element. A plurality of light emitting layers 4a and 4b are provided between an electrode serving as the anode 1 and an electrode serving as the cathode 2, and the light emitting layers 4a and 4b adjacent to each other. Are laminated with a conductive layer (or charge generation layer) 10 interposed therebetween, and this is laminated on the surface of a light-transmitting substrate 5. The anode 1 is a light-transmitting electrode and the cathode 2 is a light reflecting member. It forms so that it may become a conductive electrode. In FIG. 4, a hole transport layer and an electron injection layer are provided on both sides of the light emitting layers 4a and 4b, but the hole transport layer and the electron injection layer are not shown.

そしてこのように複数層の発光層4a,4bを導電層(もしくは電荷発生層)10で仕切ることによって、陽極1と陰極2の間に電圧を印加したとき、複数の発光層4a,4bがあたかも直列的に接続された状態で同時に発光し、各発光層4a,4bからの光が合算されるため、一定電流通電時には従来型の有機エレクトロルミネッセンス素子よりも高輝度で発光させることができ、上記のような輝度−寿命のトレードオフを回避することが可能になるものである。   Then, by dividing the plurality of light emitting layers 4a and 4b by the conductive layer (or charge generation layer) 10 as described above, when a voltage is applied between the anode 1 and the cathode 2, the plurality of light emitting layers 4a and 4b are as if Since light is emitted simultaneously in a state of being connected in series, and the light from each of the light emitting layers 4a and 4b is added, it can emit light with higher brightness than a conventional organic electroluminescence element when a constant current is applied. Thus, it is possible to avoid the brightness-lifetime trade-off.

しかしながら、複数の発光層を仕切る導電層もしくは電荷発生層は、比較的複雑な構造となっている。また、以下に示すように好ましくない電圧上昇の問題がある、もしくはプロセス上の問題がある、等の問題を有している。   However, the conductive layer or the charge generation layer that partitions the plurality of light emitting layers has a relatively complicated structure. Further, as described below, there are problems such as an undesired voltage rise problem or a process problem.

この導電層もしくは電荷発生層として、現在知られている一般的な構造としては、例えば、(1)BCP:Cs/V、(2)BCP:Cs/NPD:V、(3)Li錯体とAlのその場反応生成物、(4)Alq:Li/ITO/ホール輸送材料、等がある(「:」は2種の材料の混合を、「/」は前後の組成物の積層を表す)。 As the conductive layer or the charge generation layer, general structures currently known include, for example, (1) BCP: Cs / V 2 O 5 , (2) BCP: Cs / NPD: V 2 O 5 , ( 3) In-situ reaction product of Li complex and Al, (4) Alq: Li / ITO / hole transport material, etc. (“:” is a mixture of two materials, “/” is the composition before and after.) Represents a stack of).

ここで、ルイス酸分子は電子輸送材料とも反応し、また、アルカリ金属はルイス塩基としてホール輸送材料とも反応し、これらの反応によって駆動電圧の増大が起こることが知られており(参考文献:高分子学会有機EL研究会 平成17年12月9日講演会 マルチフォトン有機EL照明)、また有機層上にITOなどをスパッタによって成膜する場合、スパッタダメージによる素子効率の低下などが起こることが知られており、これらが上記の(1)〜(4)系の問題となる。具体的には、(1)の系ではV層の膜質によるショートの問題、(2)の系では両層の副反応による電圧上昇の問題があり、(3)の系ではその場反応生成物を得るためにAl薄膜の蒸着を行っているが、その膜厚が非常に薄く、かつAl原子がマイグレーションを起こすことから、連続した膜状ではなく、島状に形成されていることが考えられる。その結果、寿命や信頼性に問題があった(特許文献2参照)。さらに(4)の系では、導電層もしくは電荷発生層としてのITOを蒸着ではなくスパッタ成膜する必要があるという製造プロセスの問題がある。また特許文献3には、1種のマトリクスに添加剤を膜内のどの位置でもその濃度が0にはならないように添加することによって導電層もしくは電荷発生層を形成する方法が記載されているが、この場合にも前記参考文献に記載されている問題を解決することはできない。 Here, it is known that Lewis acid molecules react with an electron transport material, and alkali metals react with a hole transport material as a Lewis base, and these reactions cause an increase in driving voltage (Reference: High Molecular ELECTRONIC EL ELECTRONICS ELECTRONICS ELECTRONICS EL ELECTROLOGY ELECTRONICS ELECTRO-EL LIGHTING), and when ITO is sputtered on organic layers, it is known that device efficiency may decrease due to sputter damage. These are the above problems (1) to (4). Specifically, the system (1) has a problem of short circuit due to the film quality of the V 2 O 5 layer, the system (2) has a problem of voltage increase due to side reaction of both layers, and the system (3) Al thin film is deposited to obtain reaction products, but the film thickness is very thin and Al atoms cause migration, so they are not in the form of a continuous film but in the form of islands. Can be considered. As a result, there was a problem in life and reliability (see Patent Document 2). Furthermore, in the system (4), there is a problem in the manufacturing process that it is necessary to deposit ITO as a conductive layer or a charge generation layer instead of vapor deposition. Patent Document 3 describes a method of forming a conductive layer or a charge generation layer by adding an additive to one kind of matrix so that its concentration does not become zero at any position in the film. In this case as well, the problem described in the above reference cannot be solved.

特開平11−329748号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-329748 特開2003−272860号公報JP 2003-272860 A 特開2005−135600号公報JP 2005-135600 A

上記のように発光層の間に中間層として導電層もしくは電荷発生層を形成する場合、種々の問題があり、このような中間層を蒸着で簡便に形成できると共に、素子特性の悪化を引き起こす副反応を抑制することができ、かつ比較的単純な構成の中間層を実現することが望まれていた。   When a conductive layer or a charge generation layer is formed as an intermediate layer between the light emitting layers as described above, there are various problems. Such an intermediate layer can be easily formed by vapor deposition, and the secondary characteristics cause deterioration of device characteristics. It has been desired to realize an intermediate layer that can suppress the reaction and has a relatively simple structure.

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、発光層の間に中間層を簡素な構造で形成することができ、高輝度発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an organic electroluminescence device capable of forming an intermediate layer between light emitting layers with a simple structure and capable of high luminance light emission. To do.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、中間層が、仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属の有機金属錯体あるいは金属炭酸化物と、還元性金属との混合層、並びに金属酸化物層を積層した積層体からなることを特徴とするものである。ここで中間層とは、両側に配された発光層に対して電荷の授受を行うために発光層間に配置される層である。   In the organic electroluminescence device of the present invention, the intermediate layer is a laminate of an electron-donating metal organometallic complex or metal carbonate having a work function of 3.7 eV or less and a reducing metal, and a metal oxide layer. It consists of the laminated body which was made. Here, the intermediate layer is a layer disposed between the light emitting layers in order to transfer charges to the light emitting layers arranged on both sides.

この構成によれば、中間層を低ダメージプロセス、例えば蒸着プロセスを用いて成膜することが可能となる。また、混合層中の金属化合物(仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属の有機金属錯体あるいは金属炭酸化物)が十分反応し、高輝度発光有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができる。さらに金属極薄膜を形成する場合(特許文献2参照)は金属のマイグレーション等の理由により再現性が乏しいのに対し、本発明によれば混合層の膜厚を安定して均一に形成できるため、再現性が高く、量産性に優れるものである。また、この混合層は厚くしても全体に電子の流れる準位があるため、混合層の厚さを厚く形成することができる、金属錯体はセシウムなどの金属単体に比べて取り扱いが容易で共蒸着性が高い。   According to this configuration, the intermediate layer can be formed using a low damage process, for example, a vapor deposition process. In addition, a metal compound (an electron-donating metal organometallic complex or metal carbonate having a work function of 3.7 eV or less) in the mixed layer sufficiently reacts to obtain a high-luminance light-emitting organic electroluminescence device. Furthermore, when forming a metal ultrathin film (see Patent Document 2), the reproducibility is poor due to reasons such as metal migration, but according to the present invention, the thickness of the mixed layer can be stably and uniformly formed. High reproducibility and excellent mass productivity. In addition, even if this mixed layer is thick, there is a level in which electrons flow, so that the thickness of the mixed layer can be increased. Metal complexes are easier to handle and share than simple metals such as cesium. High vapor deposition.

また本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント素子において、中間層を構成する混合層と金属酸化物層間に、金属層をはさんでなることを特徴とするものである。   In the organic electroluminescent element, the present invention is characterized in that a metal layer is sandwiched between a mixed layer constituting the intermediate layer and a metal oxide layer.

この構成によれば、混合層と金属酸化物層間の電気的接続状態(コンタクト性)が向上し、かつ中間層での電荷分離が促進され、長寿命化や信頼性が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができるものである。   According to this configuration, the organic electroluminescence device has an improved electrical connection state (contact property) between the mixed layer and the metal oxide layer, promotes charge separation in the intermediate layer, and has improved life and reliability. Can be obtained.

また本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント素子において、金属層が2種類以上の金属からなる合金であることを特徴とするものである。   In the organic electroluminescent element, the present invention is characterized in that the metal layer is an alloy composed of two or more kinds of metals.

この構成によれば、マイグレーションを抑制できることから、長寿命化や信頼性が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができるものである。例えばAl単体の場合またはAlとLiを積層した場合はAlがマイグレーションを生じやすいが、LiとAlを合金化すると安定となり、長寿命化を図ることが可能となる。   According to this configuration, since migration can be suppressed, it is possible to obtain an organic electroluminescence element having an extended lifetime and improved reliability. For example, in the case of Al alone or when Al and Li are laminated, Al tends to cause migration, but when Li and Al are alloyed, it becomes stable and a long life can be achieved.

また本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント素子において、金属酸化物層が、両極性伝導性金属酸化物と導電性金属酸化物との積層からなることを特徴とするものである。ここで両極性伝導性金属酸化物とは、成膜条件あるいは混合物によって、キャリア輸送能が変化する化合物を意味し、一般的に用いられる用語で両性金属として知られるアルミニウム等の酸化物のみを意味するものではない。   According to the present invention, in the above organic electroluminescent element, the metal oxide layer is composed of a laminate of an ambipolar conductive metal oxide and a conductive metal oxide. Here, the ambipolar conductive metal oxide means a compound whose carrier transport ability changes depending on film forming conditions or a mixture, and means only an oxide such as aluminum known as an amphoteric metal in a commonly used term. Not what you want.

この構成によれば、中間層から発光層へのキャリア輸送性がよりスムーズになり、駆動電圧の低減、長寿命化や信頼性が向上した有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができるものである。   According to this configuration, it is possible to obtain an organic electroluminescent device in which the carrier transport property from the intermediate layer to the light emitting layer becomes smoother, the driving voltage is reduced, the lifetime is increased, and the reliability is improved.

また本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント素子において、還元性金属が、アルミニウム、チタン、タングステン、白金、パラジウム、ジルコニウム、ハフニウムの群から選ばれる金属であることを特徴とするものである。   In the organic electroluminescent element, the present invention is characterized in that the reducing metal is a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, tungsten, platinum, palladium, zirconium, and hafnium.

この構成によれば、電子供与性の金属の有機金属錯体、金属炭酸化物と、還元性金属が十分反応することによって、フリーの仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属ができ、電子が入りやすくなり、注入性が高められ、長寿命化や信頼性が向上した高輝度発光有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる。   According to this configuration, an electron-donating metal having a free work function of 3.7 eV or less can be formed by sufficiently reacting an organometallic complex of an electron-donating metal, a metal carbonate, and a reducing metal. A high-luminance light-emitting organic electroluminescence element that is easy to enter, has improved injectability, and has a long life and improved reliability can be obtained.

また本発明は、上記有機エレクトロルミネッセント素子において、両極性伝導性金属酸化物がバナジウム、モリブデン、レニウム、タングステン、ニッケル、亜鉛、銅、インジウム、ストロンチウム、スズ、ニオブ、タンタルから選ばれる金属からなる酸化物であることを特徴とするものである。   Further, the present invention provides the above organic electroluminescent device, wherein the ambipolar conductive metal oxide is a metal selected from vanadium, molybdenum, rhenium, tungsten, nickel, zinc, copper, indium, strontium, tin, niobium, and tantalum. It is characterized by being an oxide.

この構成によれば、特に発光層へのホール注入性がスムーズになり、高輝度発光が可能になるものである。   According to this configuration, in particular, the hole injection property into the light emitting layer becomes smooth, and high luminance light emission becomes possible.

本発明によれば、中間層が、仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属の有機金属錯体または金属炭酸化物と、還元性金属との混合層、並びに金属酸化物層とを積層した積層体からなることにより、長寿命化や信頼性が向上した、高輝度発光が可能な有機エレクトロルミネッセンス素子を得ることができるものである。   According to the present invention, the intermediate layer is a laminate in which an organic metal complex or metal carbonate of an electron donating metal having a work function of 3.7 eV or less and a mixed layer of a reducing metal and a metal oxide layer are laminated. By comprising the body, it is possible to obtain an organic electroluminescence element capable of emitting light with high luminance and having a long life and improved reliability.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

図1は本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の構造の一例を示すものであり、陽極1となる電極と陰極2となる電極の間に複数の発光層4a,4bを、隣接する発光層4a,4bの間に透光性の中間層3を介在させた状態で積層し、これを透光性の基板5の表面に積層したものであり、陽極1は透光性の電極として、陰極2は光反射性の電極として形成してある。図1の実施の形態では、発光層4は発光層4a,4bの2層の積層構成に形成してあるが、中間層3を介してさらに多層に積層した積層構成であってもよい。発光層4の積層数の範囲は特に限定されるものではないが、層数が増大すると光学的及び電気的な素子設計の難易度が増大するので、5層程度が上限である。尚、図1において、発光層4a,4bと陽極1や陰極2の間にホール注入層やホール輸送層、電子輸送層や電子注入層が設けられていてもよいが、これらの図示は省略する。   FIG. 1 shows an example of the structure of an organic electroluminescence device according to the present invention. A plurality of light emitting layers 4a and 4b are provided between an electrode serving as an anode 1 and an electrode serving as a cathode 2, and adjacent light emitting layers 4a, 4a, The light-transmitting intermediate layer 3 is interposed between the light-transmitting intermediate layers 3 and laminated on the surface of the light-transmitting substrate 5. The anode 1 is a light-transmitting electrode, and the cathode 2 is It is formed as a light reflective electrode. In the embodiment of FIG. 1, the light emitting layer 4 is formed in a laminated structure of two layers of the light emitting layers 4 a and 4 b, but may be a laminated structure in which the light emitting layer 4 is further laminated in multiple layers via the intermediate layer 3. The range of the number of stacked light emitting layers 4 is not particularly limited, but the upper limit is about 5 layers because the difficulty of optical and electrical element design increases as the number of layers increases. In FIG. 1, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer and an electron injection layer may be provided between the light emitting layers 4a and 4b and the anode 1 and the cathode 2, but these are not shown. .

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、中間層3は、仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属の有機金属錯体、及び仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属の金属炭酸化物から選ばれたいずれかと還元性金属との混合層、並びに金属酸化物層を積層した積層体からなるものである。   In the organic electroluminescence device of the present invention, the intermediate layer 3 is selected from an organometallic complex of an electron donating metal having a work function of 3.7 eV or less and a metal carbonate of an electron donating metal having a work function of 3.7 eV or less. It consists of a laminated body in which a mixed layer of any of these and a reducing metal and a metal oxide layer are laminated.

なお、前記混合層と金属酸化物層間に、金属層を挟んでもよい。前記混合層の厚みは特に限定されるものではないが、例えば1nm〜100nmの範囲であり、5nm〜50nmの範囲が特に好ましい。ここで、仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属の有機金属錯体あるいは金属炭酸化物(以下両者を合わせて、金属化合物という)と、還元性金属との混合比は特に限定されるものではないが、例えばモル比率で、還元性金属:金属化合物=1:0.05〜2.0の範囲であり、好ましくは、還元性金属:金属化合物=1:0.1〜1.5の範囲であり、特に好ましくは、還元性金属が主成分となる、還元性金属:金属化合物=1:0.1〜1.0の範囲である。還元性金属を主成分とすることにより、金属化合物の反応が促進され、かつ還元性金属と電子供与性金属が混合し、特に長寿命化や信頼性が向上するものである。前記金属酸化物層の厚みは特に限定されるものではないが、例えば1nm〜50nmの範囲であり、5nm〜30nmの範囲が特に好ましい。前記金属層の厚みは特に限定されるものではないが、光透過性を損なわない(例えば、可視光の透過率75%以上)程度の厚みであればよく、例えば0.1nm〜10nmの範囲であり、0.5nm〜5nmの範囲が特に好ましい。   A metal layer may be sandwiched between the mixed layer and the metal oxide layer. Although the thickness of the said mixed layer is not specifically limited, For example, it is the range of 1 nm-100 nm, and the range of 5 nm-50 nm is especially preferable. Here, the mixing ratio between the reducing metal and the organometallic complex or metal carbonate of an electron donating metal having a work function of 3.7 eV or less (hereinafter referred to as a metal compound) is not particularly limited. Although there is no, for example, molar ratio, the range of reducing metal: metal compound = 1: 0.05 to 2.0, preferably the range of reducing metal: metal compound = 1: 0.1 to 1.5 Particularly preferred is a range of reducing metal: metal compound = 1: 0.1 to 1.0 containing the reducing metal as a main component. By using the reducing metal as the main component, the reaction of the metal compound is promoted, and the reducing metal and the electron-donating metal are mixed, and in particular, the life extension and the reliability are improved. Although the thickness of the said metal oxide layer is not specifically limited, For example, it is the range of 1 nm-50 nm, and the range of 5 nm-30 nm is especially preferable. The thickness of the metal layer is not particularly limited, but may be a thickness that does not impair the light transmittance (for example, a visible light transmittance of 75% or more), for example, in the range of 0.1 nm to 10 nm. In particular, a range of 0.5 nm to 5 nm is particularly preferable.

中間層3を構成する混合層に含まれる還元性金属は、アルミニウム、チタン、タングステン、白金、パラジウム、ジルコニウム、ハフニウムの群から選ばれることが好ましい。   The reducing metal contained in the mixed layer constituting the intermediate layer 3 is preferably selected from the group of aluminum, titanium, tungsten, platinum, palladium, zirconium, and hafnium.

中間層3を構成する混合層に含まれる金属化合物は、仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属を含む有機金属錯体、金属炭酸化物のいずれかから選択されるものである。該電子供与性金属はアルカリ金属、アルカリ土類金属の群から選ばれるものであり、これらの具体例は特に限定されるものではないが、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウムなどを例として挙げることができる。該有機金属錯体、金属炭酸化物の具体例は特に限定されるものではないが、有機金属錯体としては(8−キノリノラト)リチウム錯体などのキノリン錯体、ジビバロイルメタナトリチウム錯体(Lidpm)やジビバロイルメタナトカリウム錯体(Kdpm)などのジビバロイルメタナト錯体(dpm錯体)、アセチルアセトネートリチウム錯体(Liacac)などのアセチルアセトネート錯体(acac錯体)、金属炭酸化合物としては炭酸セシウムや炭酸ナトリウムなどを挙げることができる。また、電子供与性金属を包接するクラウンエーテルおよびその誘導体(化1)などの包接化合物も有機金属錯体の例として挙げることができる。

Figure 2008293895
The metal compound contained in the mixed layer constituting the intermediate layer 3 is selected from an organometallic complex containing an electron-donating metal having a work function of 3.7 eV or less, and a metal carbonate. The electron donating metal is selected from the group of alkali metals and alkaline earth metals, and specific examples thereof are not particularly limited, but lithium, sodium, potassium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, etc. As an example. Specific examples of the organometallic complex and the metal carbonate are not particularly limited. Examples of the organometallic complex include quinoline complexes such as (8-quinolinolato) lithium complexes, dibivaloylmethanatolithium complexes (Lidpm), and dibivalo. Dibivaloylmethanato complex (dpm complex) such as ilmethanato potassium complex (Kdpm), acetylacetonate complex (acac complex) such as acetylacetonate lithium complex (Liacac), metal carbonate compounds such as cesium carbonate and sodium carbonate Can be mentioned. In addition, an inclusion compound such as a crown ether and a derivative thereof (Chemical Formula 1) that includes an electron-donating metal can also be exemplified as an organometallic complex.
Figure 2008293895

中間層3を構成する積層体のうち、金属酸化物層の具体例は特に限定されるものではないが、たとえばITO(インジウム‐スズ酸化物)、IZO(インジウム‐亜鉛酸化物)、AZO(アルミニウム‐亜鉛酸化物)インジウム酸化物、スズ酸化物、亜鉛酸化物、ガリウム亜鉛酸化物を主成分とする種々の金属酸化物が挙げられる。
中間層3を構成する積層体のうち、金属層の具体例は特に限定されるものではないが、例えば還元性金属と電子供与性金属からなる合金、光反射性金属と電子供与性金属からなる合金、還元性金属と光反射性金属と電子供与性金属からなる合金が挙げられる。さらには、マイグレーションを起こしにくい金属(もしくは合金)と電子供与性金属からなる合金なども挙げられる。ここで光反射性金属とは可視光領域にわたって反射率が70%以上あるものとし、アルミニウム、銀、ロジウムなどを例として挙げることができる。また、マイグレーションを起こしにくい金属として金、スズ、銅、マイグレーションを起こしにくい合金として銀ーパラジウム、銀ー銅などの合金が挙げられる。
Of the laminated body constituting the intermediate layer 3, specific examples of the metal oxide layer are not particularly limited. For example, ITO (indium-tin oxide), IZO (indium-zinc oxide), AZO (aluminum) -Zinc oxide) Various metal oxides mainly composed of indium oxide, tin oxide, zinc oxide and gallium zinc oxide can be mentioned.
Of the laminate constituting the intermediate layer 3, the specific example of the metal layer is not particularly limited. An alloy, an alloy composed of a reducing metal, a light reflecting metal, and an electron donating metal can be used. Furthermore, the alloy etc. which consist of a metal (or alloy) which is hard to raise | generate a migration, and an electron-donating metal are mentioned. Here, the light reflective metal has a reflectance of 70% or more over the visible light region, and examples thereof include aluminum, silver, and rhodium. Examples of the metal that hardly causes migration include gold, tin, and copper, and examples of the alloy that hardly causes migration include silver-palladium and silver-copper alloys.

中間層3を構成する金属酸化物層が、両極性伝導性金属酸化物と導電性金属酸化物との積層であると好ましい。この中間層3を構成する両極性伝導性金属酸化物の具体例は特に限定されるものではないが、バナジウム、モリブデン、レニウム、タングステン、ニッケル、亜鉛、銅、インジウム、ストロンチウム、スズ、ニオブ、タンタルの群から選ばれる元素を含有する金属酸化物が挙げられる。また両極性伝導性金属酸化物と積層する導電性金属酸化物の具体例は特に限定されるものではないが、ITO(インジウム‐スズ酸化物)、IZO(インジウム‐亜鉛酸化物)、AZO(アルミニウム‐亜鉛酸化物)などが挙げられる。   The metal oxide layer constituting the intermediate layer 3 is preferably a laminate of an ambipolar conductive metal oxide and a conductive metal oxide. Specific examples of the ambipolar conductive metal oxide constituting the intermediate layer 3 are not particularly limited, but vanadium, molybdenum, rhenium, tungsten, nickel, zinc, copper, indium, strontium, tin, niobium, tantalum And metal oxides containing an element selected from the group. Specific examples of the conductive metal oxide laminated with the ambipolar conductive metal oxide are not particularly limited, but ITO (indium-tin oxide), IZO (indium-zinc oxide), AZO (aluminum) -Zinc oxide).

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の素子構成は、本発明の趣旨に反しない限り任意のものを用いることができる。前述の通り、図1の素子構成の例としては、ホール注入層やホール輸送層、電子輸送層や電子注入層を省略して記したが、必要に応じて適宜用いることができる。   Any element configuration of the organic electroluminescence element of the present invention can be used as long as it is not contrary to the gist of the present invention. As described above, although the hole injection layer, the hole transport layer, the electron transport layer, and the electron injection layer are omitted as an example of the element configuration in FIG. 1, they can be used as needed.

上記発光層4に使用できる材料としては、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料として知られる任意の材料が使用可能である。例えばアントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、トリス(5−フェニル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−(p−ターフェニル−4−イル)アミン、1−アリール−2,5−ジ(2−チエニル)ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルアミン誘導体及び各種蛍光色素等、前述の材料系およびその誘導体を始めとするものが挙げられるが、これらに限定するものではない。またこれらの化合物のうちから選択される発光材料を適宜混合して用いることも好ましい。また、前記化合物に代表される蛍光発光を生じる化合物のみならず、スピン多重項からの発光を示す材料系、たとえば燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有する化合物も好適に用いることができる。また、これらの材料からなる有機層は、蒸着、転写等乾式プロセスによって成膜しても良いし、スピンコート、スプレーコート、ダイコート、グラビア印刷等、湿式プロセスによって成膜するものであってもよい。なお、基板側すなわち下層側は、スピンコート、スプレーコート、ダイコート、グラビア印刷等、湿式プロセスによって成膜でき、比較的膜厚を均一にすることのできる高分子発光層で構成し、中間層上すなわち上層側は、蒸着法などの乾式プロセスで形成できる低分子発光層を用いるのが望ましい。なお、ここで‘下層側’とは、2段マルチユニット構造におけるITO側ユニット全体を示すものとする(すなわち、ITO側ユニットの発光層のみでない)。
また、層自体が発光する発光層4と、発光層4に電子あるいはホールなどの電荷を注入する電荷注入層、電荷輸送層とが必要とされる場合があり、発光層、電荷注入層、電荷輸送層などを含めて機能層として扱うこととする。ここでは中間層の選択によっては電荷輸送層や電荷注入層が省略でき、機能層自体を薄くすることも可能となる。
As a material that can be used for the light emitting layer 4, any material known as a material for an organic electroluminescence element can be used. For example, anthracene, naphthalene, pyrene, tetracene, coronene, perylene, phthaloperylene, naphthaloperylene, diphenylbutadiene, tetraphenylbutadiene, coumarin, oxadiazole, bisbenzoxazoline, bisstyryl, cyclopentadiene, quinoline metal complex, tris (8-hydroxyxyl) Norinato) aluminum complex, tris (4-methyl-8-quinolinato) aluminum complex, tris (5-phenyl-8-quinolinato) aluminum complex, aminoquinoline metal complex, benzoquinoline metal complex, tri- (p-terphenyl- 4-yl) amine, 1-aryl-2,5-di (2-thienyl) pyrrole derivative, pyran, quinacridone, rubrene, distyrylbenzene derivative, distyrylarylene derivative, distili Amine derivatives and various fluorescent dyes, but include those including a material system and its derivatives of the foregoing, the present invention is not limited to these. Moreover, it is also preferable to mix and use the light emitting material selected from these compounds suitably. Further, not only a compound that emits fluorescence, typified by the above compound, but also a material system that emits light from a spin multiplet, for example, a phosphorescent material that emits phosphorescence, and a part thereof are included in a part of the molecule. A compound can also be used suitably. The organic layer made of these materials may be formed by a dry process such as vapor deposition or transfer, or may be formed by a wet process such as spin coating, spray coating, die coating, or gravure printing. . The substrate side, that is, the lower layer side, is composed of a polymer light emitting layer that can be formed by a wet process such as spin coating, spray coating, die coating, gravure printing, and the like. That is, it is desirable to use a low molecular light emitting layer that can be formed by a dry process such as vapor deposition on the upper layer side. Here, the “lower layer side” indicates the entire ITO side unit in the two-stage multi-unit structure (that is, not only the light emitting layer of the ITO side unit).
Further, a light emitting layer 4 that emits light itself, a charge injection layer that injects charges such as electrons or holes into the light emitting layer 4, and a charge transport layer may be required. It will be treated as a functional layer including the transport layer. Here, depending on the selection of the intermediate layer, the charge transport layer and the charge injection layer can be omitted, and the functional layer itself can be made thin.

また、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する他の部材である、積層された素子を保持する基板5や陽極1、陰極2等には、従来から使用されているものをそのまま使用することができる。   Moreover, what was used conventionally can be used as it is for the board | substrate 5, the anode 1, the cathode 2, etc. which hold | maintain the laminated | stacked element | device which is another member which comprises an organic electroluminescent element.

上記基板5は、基板5を通して光が出射される場合には光透過性を有するものであり、無色透明の他に、多少着色されているものであっても、すりガラス状のものであってもよい。例えば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透光性のガラス板や、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ等の樹脂、フッ素系樹脂等から任意の方法によって作製されたプラスチックフィルムやプラスチック板などを用いることができる。またさらに、基板5内に基板母材と屈折率の異なる粒子、粉体、泡等を含有し、あるいは表面に形状を付与することによって、光拡散効果を有するものも使用可能である。また、基板5を通さずに光を射出させる場合、基板5としては必ずしも光透過性を有するものでなくてもよく、素子の発光特性、寿命特性等を損なわない限り、任意の基板5を使うことができる。特に、通電時の素子の発熱による温度上昇を軽減するために、熱伝導性の高い基板5を使うこともできる。   The substrate 5 is light-transmitting when light is emitted through the substrate 5, and may be slightly colored or ground glass in addition to being colorless and transparent. Good. For example, a translucent glass plate such as soda lime glass or non-alkali glass, a plastic film or a plastic plate produced by an arbitrary method from a resin such as polyester, polyolefin, polyamide, epoxy, or a fluorine resin is used. be able to. Furthermore, it is also possible to use a material having a light diffusing effect by containing particles, powder, bubbles or the like having a refractive index different from that of the substrate base material in the substrate 5 or imparting a shape to the surface. Further, when light is emitted without passing through the substrate 5, the substrate 5 does not necessarily have light transmittance, and an arbitrary substrate 5 is used as long as the light emission characteristics, life characteristics, etc. of the element are not impaired. be able to. In particular, the substrate 5 having high thermal conductivity can be used in order to reduce a temperature rise due to heat generation of the element during energization.

上記陽極1は、有機発光層4中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が4eV以上のものを用いるのがよい。このような陽極1の材料としては、例えば、金などの金属、CuI、ITO(インジウム−スズ酸化物)、SnO2、ZnO、IZO(インジウム−亜鉛酸化物)等、PEDOT、ポリアニリン等の導電性高分子及び任意のアクセプタ等でドープした導電性高分子、カーボンナノチューブなどの導電性光透過性材料を挙げることができる。陽極1は、例えば、これらの電極材料を、基板5の表面に真空蒸着法やスパッタリング法、塗布等の方法により薄膜に形成することによって作製することができる。また、有機発光層4における発光を、陽極1を透過させて外部に照射するためには、陽極1の光透過率を70%以上にすることが好ましい。さらに、陽極1のシート抵抗は数百Ω/□以下とすることが好ましく、特に好ましくは100Ω/□以下とするものである。ここで、陽極1の膜厚は、陽極1の光透過率、シート抵抗等の特性を上記のように制御するために、材料により異なるが、500nm以下、好ましくは10〜200nmの範囲に設定するのがよい。   The anode 1 is an electrode for injecting holes into the organic light emitting layer 4, and an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a large work function is preferably used. Is preferably 4 eV or more. Examples of the material of the anode 1 include, for example, metals such as gold, CuI, ITO (indium-tin oxide), SnO2, ZnO, IZO (indium-zinc oxide), PEDOT, polyaniline, and the like. Examples thereof include conductive light-transmitting materials such as conductive polymers doped with molecules and arbitrary acceptors, and carbon nanotubes. The anode 1 can be produced, for example, by forming these electrode materials into a thin film on the surface of the substrate 5 by a method such as vacuum deposition, sputtering, or coating. Further, in order to irradiate the light emitted from the organic light emitting layer 4 to the outside through the anode 1, the light transmittance of the anode 1 is preferably set to 70% or more. Further, the sheet resistance of the anode 1 is preferably several hundred Ω / □ or less, and particularly preferably 100 Ω / □ or less. Here, the film thickness of the anode 1 varies depending on the material in order to control the light transmittance, sheet resistance, and other characteristics of the anode 1 as described above, but is set to a range of 500 nm or less, preferably 10 to 200 nm. It is good.

また上記陰極2は、有機発光層4中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が5eV以下のものであることが好ましい。このような陰極2の電極材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属等、およびこれらと他の金属との合金、例えばナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Al/LiF混合物を例として挙げることができる。さらに、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいは金属酸化物を陰極の下地として用い、さらに金属等の導電材料を1層以上積層して用いてもよい。例えば、アルカリ金属/Alの積層、アルカリ金属のハロゲン化物/アルカリ土類金属/Alの積層、アルカリ金属の酸化物/Alの積層などが例として挙げられる。また、ITO、IZOなどに代表される透光性電極を用い、陰極2側から光を取りだす構成としても良い。また陰極2の界面の有機物層にリチウム、ナトリウム、セシウム、カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属をドープしても良い。   The cathode 2 is an electrode for injecting electrons into the organic light-emitting layer 4, and it is preferable to use an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof having a low work function. Is preferably 5 eV or less. Examples of the electrode material for the cathode 2 include alkali metals, alkali metal halides, alkali metal oxides, alkaline earth metals and the like, and alloys thereof with other metals such as sodium, sodium-potassium alloys, Examples include lithium, magnesium, a magnesium-silver mixture, a magnesium-indium mixture, an aluminum-lithium alloy, and an Al / LiF mixture. Further, an alkali metal oxide, an alkali metal halide, or a metal oxide may be used as the base of the cathode, and one or more conductive materials such as metals may be stacked and used. For example, an alkali metal / Al laminate, an alkali metal halide / alkaline earth metal / Al laminate, an alkali metal oxide / Al laminate, and the like can be given as examples. Moreover, it is good also as a structure which takes out light from the cathode 2 side using the translucent electrode represented by ITO, IZO, etc. FIG. The organic layer at the interface of the cathode 2 may be doped with an alkali metal such as lithium, sodium, cesium, or calcium, or an alkaline earth metal.

また上記陰極2は、例えば、これらの電極材料を真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により、薄膜に形成することによって作製することができる。有機発光層4における発光を陽極1側から取り出す場合には、陰極2の光透過率を10%以下にすることが好ましい。また反対に、透光性電極を陰極2として陰極2側から発光を取りだす場合(陽極1と陰極2の両電極から光を取り出す場合も含む)には、陰極2の光透過率を70%以上にすることが好ましい。この場合の陰極2の膜厚は、陰極2の光透過率等の特性を制御するために、材料により異なるが、通常500nm以下、好ましくは100〜200nmの範囲とするのがよい。   Moreover, the said cathode 2 can be produced by forming these electrode materials in a thin film by methods, such as a vacuum evaporation method and sputtering method, for example. When light emitted from the organic light emitting layer 4 is extracted from the anode 1 side, the light transmittance of the cathode 2 is preferably 10% or less. Conversely, when light is extracted from the cathode 2 side using the translucent electrode as the cathode 2 (including the case where light is extracted from both the anode 1 and the cathode 2), the light transmittance of the cathode 2 is 70% or more. It is preferable to make it. In this case, the thickness of the cathode 2 varies depending on the material in order to control characteristics such as light transmittance of the cathode 2, but is usually 500 nm or less, preferably 100 to 200 nm.

その他、有機エレクトロルミネッセンス素子の各部材、構造を本発明の趣旨を損なわない範囲で併用することが可能である。   In addition, each member and structure of the organic electroluminescence element can be used in combination as long as the gist of the present invention is not impaired.

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。   Next, the present invention will be specifically described with reference to examples.

まず、本発明の実施例の説明に先立ち、参考例として通例の有機エレクトロルミネッセンス素子について説明する。図2および図3は本発明の実施例の有機エレクトロルミネッセント素子の上面図およびそのA−A断面図である。図3では詳細を省略しているが図1に示したのと同様の積層構造をとるものであり、発光層4(4a、4b)および電荷輸送層、電荷注入層などを含む機能層と、中間層3とは同一のパターン形状をなすように形成される。
[参考例]
厚み110nmのITOが陽極1として図2のパターンのように成膜された0.7mm厚のガラス基板5を用意した。陽極1を形成するITO(酸化インジウム錫)のシート抵抗は、約12Ω/□である。そしてこれを洗剤、イオン交換水、アセトンで各10分間超音波洗浄をした後、IPA(イソプロピルアルコール)で蒸気洗浄して乾燥し、さらにUV/O処理した。
Prior to the description of the embodiments of the present invention, a conventional organic electroluminescence element will be described as a reference example. 2 and 3 are a top view and an AA cross-sectional view of the organic electroluminescent element of the embodiment of the present invention. Although the details are omitted in FIG. 3, it has a layered structure similar to that shown in FIG. 1, and includes a light emitting layer 4 (4a, 4b), a functional layer including a charge transport layer, a charge injection layer, and the like; The intermediate layer 3 is formed to have the same pattern shape.
[Reference example]
A 0.7 mm thick glass substrate 5 in which ITO having a thickness of 110 nm was formed as an anode 1 as in the pattern of FIG. 2 was prepared. The sheet resistance of ITO (indium tin oxide) forming the anode 1 is about 12Ω / □. This was subjected to ultrasonic cleaning for 10 minutes each with detergent, ion-exchanged water, and acetone, then steam-washed with IPA (isopropyl alcohol), dried, and further treated with UV / O 3 .

次に、この基板を真空蒸着装置にセットし、1×10-4Pa以下の減圧雰囲気下で、ITOの上にホール輸送層として、4,4’−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)を80nmの膜厚で成膜した。 Next, this substrate was set in a vacuum deposition apparatus, and 4,4′-bis [N- (naphthyl) -N— as a hole transport layer on ITO under a reduced pressure atmosphere of 1 × 10 −4 Pa or less. Phenyl-amino] biphenyl (α-NPD) was deposited to a thickness of 80 nm.

次に、ホール輸送層の上に、発光層としてTBADN(化2)とsty−NPD(化3)の混合膜(質量比;TBADN:sty−NPD=96:4)を50nmの膜厚で成膜した。次にこの上に電子輸送層としてバソクプロインを15nmの膜厚で成膜した。   Next, on the hole transport layer, a mixed film of TBADN (Chemical Formula 2) and sty-NPD (Chemical Formula 3) (mass ratio; TBADN: sty-NPD = 96: 4) is formed as a light emitting layer with a thickness of 50 nm. Filmed. Next, bathocuproine with a film thickness of 15 nm was formed thereon as an electron transport layer.

続いて、BCPとCsをモル比1:0.25の割合で5nm厚に成膜し、さらにアルミニウムを0.4nm/sの蒸着速度で80nmの膜厚で成膜して、図2のパターンで陰極を形成し、発光層が1層構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。尚、有機エレクトロルミネッセンス素子の形状は図2に示すとおりである(図2において有機膜はホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層からなる)。

Figure 2008293895
Figure 2008293895
[比較例1] Subsequently, BCP and Cs are formed to a thickness of 5 nm at a molar ratio of 1: 0.25, and aluminum is further formed to a thickness of 80 nm at a deposition rate of 0.4 nm / s. Thus, a cathode was formed, and an organic electroluminescence device having a single light emitting layer was obtained. The shape of the organic electroluminescence element is as shown in FIG. 2 (in FIG. 2, the organic film is composed of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer).
Figure 2008293895
Figure 2008293895
[Comparative Example 1]

上記参考例と同等のITO陽極付きの基板を用い、参考例と同様にして、α−NPDを80nmの膜厚で成膜してホール輸送層を形成した。次に、ホール輸送層の上に、1段目の発光層としてTBADNとsty−NPDの混合膜(質量比;TBADN:sty−NPD=96:4)を50nmの膜厚で成膜し、この上に電子輸送層としてBCPを15nmの膜厚で成膜した。   Using a substrate with an ITO anode equivalent to the above reference example, α-NPD was formed to a thickness of 80 nm to form a hole transport layer in the same manner as in the reference example. Next, on the hole transport layer, a mixed film of TBADN and sty-NPD (mass ratio; TBADN: sty-NPD = 96: 4) is formed to a thickness of 50 nm as the first light emitting layer. A BCP film having a thickness of 15 nm was formed thereon as an electron transport layer.

次に、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)とLiの混合膜(モル比;Alq3:Li=1:1)を10nmの膜厚で成膜した後、IZO膜を11nmの膜厚で成膜することによって中間層を形成した。   Next, a mixed film of tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq3) and Li (molar ratio; Alq3: Li = 1: 1) was formed to a thickness of 10 nm, and then an IZO film was formed to a thickness of 11 nm. An intermediate layer was formed by forming a film.

次に、中間層の上に上記と同様に、α−NPDのホール輸送層を60nmの膜厚で成膜した後、この上に2段目の発光層としてTBADNとsty−NPDの混合膜(質量比;TBADN:sty−NPD=96:4)を50nmの膜厚で形成し、続いて、BCPとCsの混合膜(モル比;BCP:Cs=1:0.25)を5nmの膜厚で成膜し、さらにアルミニウムを0.4Å/sの蒸着速度で80nmの膜厚で成膜して、図2のパターンで陰極を形成し、発光層が2層構成の有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。尚、有機エレクトロルミネッセンス素子の形状は図2に示すとおりである(図2において有機膜はホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層からなる)。   Next, in the same manner as described above, an α-NPD hole transport layer is formed to a thickness of 60 nm on the intermediate layer, and then a mixed film of TBADN and sty-NPD (as a second light emitting layer) ( A mass ratio; TBADN: sty-NPD = 96: 4) is formed with a film thickness of 50 nm, and then a mixed film of BCP and Cs (molar ratio; BCP: Cs = 1: 0.25) is formed with a film thickness of 5 nm. Then, aluminum is further deposited at a film thickness of 80 nm at a deposition rate of 0.4 Å / s, a cathode is formed with the pattern of FIG. 2, and an organic electroluminescence device having a two-layered light emitting layer is obtained. It was. The shape of the organic electroluminescence element is as shown in FIG. 2 (in FIG. 2, the organic film is composed of a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer).

中間層を、Liq(化4)とAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:0.5)を5nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。

Figure 2008293895
Comparative Example, except that a mixed film of Liq (Chemical Formula 4) and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 0.5) was formed to a thickness of 5 nm and then V 2 O 5 was formed to a thickness of 5 nm In the same manner as in Example 1, an organic electroluminescence element was obtained.
Figure 2008293895

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:0.5)を5nm成膜し、続いてMoOを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 The intermediate layer was formed in the same manner as in Comparative Example 1 except that a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 0.5) was formed to 5 nm, and subsequently MoO 3 was formed to 5 nm. An organic electroluminescence device was obtained.

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:0.5)を5nm成膜し、続いてWOを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
[比較例2]
The intermediate layer was formed in the same manner as in Comparative Example 1 except that a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 0.5) was formed to 5 nm, and subsequently WO 3 was formed to 5 nm. An organic electroluminescence device was obtained.
[Comparative Example 2]

中間層を、Liqを5nm成膜した後、Vを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。
[比較例3]
An organic electroluminescence device was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the intermediate layer was formed by depositing 5 nm of Liq and then depositing 5 nm of V 2 O 5 .
[Comparative Example 3]

中間層を、Liqを5nmの膜厚で成膜した後、Alを1nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 The intermediate layer was formed into a film having a thickness of 5nm to Liq, and 1nm deposited Al, followed except that 5nm film of V 2 O 5 and is in the same manner as in Comparative Example 1, the organic electroluminescence element Obtained.

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:0.5)を5nm成膜し、Alを1nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 As the intermediate layer, a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 0.5) was formed to a thickness of 5 nm, Al was formed to a thickness of 1 nm, and then V 2 O 5 was deposited to a thickness of 5 nm. In the same manner as in Comparative Example 1, an organic electroluminescence element was obtained.

中間層を、LiqとPtの混合膜(モル比;Pt:Liq=1:0.5)を5nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 As an intermediate layer, a mixed film of Liq and Pt (molar ratio; Pt: Liq = 1: 0.5) was formed to a thickness of 5 nm, and subsequently V 2 O 5 was formed to a thickness of 5 nm. Thus, an organic electroluminescence element was obtained.

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:1.5)を5nm成膜し、続いてMoOを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 The intermediate layer was formed in the same manner as in Comparative Example 1 except that a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 1.5) was formed to 5 nm, and subsequently MoO 3 was formed to 5 nm. An organic electroluminescence device was obtained.

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:2)を5nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 The intermediate layer was formed in the same manner as in Comparative Example 1 except that a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 2) was formed to 5 nm, and subsequently V 2 O 5 was formed to 5 nm. An organic electroluminescence device was obtained.

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:0.5)を5nm成膜し、AlとLiの共蒸着法で混合膜(モル比;Al:Li=1:1)を1nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。ここでは共蒸着で形成したがスパッタリングで形成してもよい。 As the intermediate layer, a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 0.5) was formed to a thickness of 5 nm, and the mixed film (molar ratio; Al: Li = 1: 1) was formed by a co-evaporation method of Al and Li. An organic electroluminescent device was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1) was formed to 1 nm and subsequently V 2 O 5 was formed to 5 nm. Although it is formed by co-evaporation here, it may be formed by sputtering.

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:0.5)を5nm成膜し、Vを5nm成膜し、続いてIZOを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 As the intermediate layer, a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 0.5) was formed to 5 nm, V 2 O 5 was formed to 5 nm, and subsequently IZO was formed to 5 nm. In the same manner as in Comparative Example 1, an organic electroluminescence element was obtained.

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:0.5)を5nm成膜し、IZOを5nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 For the intermediate layer, a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 0.5) was formed to 5 nm, IZO was formed to 5 nm, and then V 2 O 5 was formed to 5 nm. In the same manner as in Comparative Example 1, an organic electroluminescence element was obtained.

中間層を、Liを包接したジベンゾー18−クラウンー6(化5)とAlの混合膜(モル比;Al:ジベンゾー18−クラウンー6=1:0.5)を5nmの膜厚で成膜し、AlとLiの混合膜(モル比;Al:Li=1:1)を1nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。

Figure 2008293895
As the intermediate layer, a mixed film of dibenzo-18-crown-6 (chemical formula 5) and Al clad with Li (molar ratio; Al: dibenzo-18-crown-6 = 1: 0.5) was formed to a thickness of 5 nm. Organic electroluminescence in the same manner as in Comparative Example 1 except that a mixed film of Al and Li (molar ratio; Al: Li = 1: 1) was formed to 1 nm and subsequently V 2 O 5 was formed to 5 nm. An element was obtained.
Figure 2008293895

中間層を、LiqとAlの混合膜(モル比;Al:Liq=1:1.5)を5nm成膜し、Vを5nm成膜し、続いてIZOを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 As the intermediate layer, a mixed film of Liq and Al (molar ratio; Al: Liq = 1: 1.5) was formed to 5 nm, V 2 O 5 was formed to 5 nm, and then IZO was formed to 5 nm. In the same manner as in Comparative Example 1, an organic electroluminescence element was obtained.

中間層を、CsCOとAlの混合膜(モル比;Al:CsCO=1:0.5)を5nm成膜し、続いてVを5nm成膜した以外は、比較例1と同様にして、有機エレクトロルミネッセンス素子を得た。 The intermediate layer was formed except that a mixed film of Cs 2 CO 3 and Al (molar ratio; Al: Cs 2 CO 3 = 1: 0.5) was formed to 5 nm, and then V 2 O 5 was formed to 5 nm. In the same manner as in Comparative Example 1, an organic electroluminescence element was obtained.

上記のように従来例、実施例1〜13、比較例1〜3で得た有機エレクトロルミネッセンス素子を電源(KEYTHLEY2400)に接続し、10mA/cm通電した際の電流効率と、初期発光輝度を1000(cd/m)とした場合の発光輝度半減寿命の相対値を評価した。尚、輝度評価にはトプコン株式会社製「BM−9」を使用した。結果を表1に示す。 As described above, the organic electroluminescence elements obtained in the conventional examples, Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 3 are connected to a power source (KEYTHLEY 2400), and the current efficiency and the initial light emission luminance when 10 mA / cm 2 is applied. The relative value of the light emission luminance half-life when 1000 (cd / m 2 ) was set was evaluated. In addition, “BM-9” manufactured by Topcon Corporation was used for luminance evaluation. The results are shown in Table 1.

Figure 2008293895
Figure 2008293895

表1にみられるように、各実施例の有機エレクトロルミネッセンス素子は、電流効率が高く、同時に輝度半減寿命が長いものであった。   As can be seen in Table 1, the organic electroluminescence elements of the respective examples had high current efficiency and at the same time long luminance half life.

一方、発光層が1層の参考例のものは、電流効率が低く、輝度半減寿命も短いものであった。比較例1および比較例3では、高い電流効率は得られるものの、輝度半減寿命は本実施例と比して短いものであった。また比較例2では、電流効率も輝度半減寿命も、参考例と比較して低いものであった。   On the other hand, the reference example with one light emitting layer had low current efficiency and short luminance half life. In Comparative Example 1 and Comparative Example 3, high current efficiency was obtained, but the luminance half-life was shorter than that of this example. In Comparative Example 2, both current efficiency and luminance half life were lower than those of the reference example.

以上説明したように、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、長寿命で、高効率であることから、照明光源や液晶表示器用バックライト、フラットパネルディスプレイ等に適用可能である。   As described above, since the organic electroluminescence element of the present invention has a long life and high efficiency, it can be applied to an illumination light source, a backlight for a liquid crystal display, a flat panel display, and the like.

本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the layer structure of the organic electroluminescent element of this invention. 実施例で作製した有機エレクトロルミネッセンス素子を示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the organic electroluminescent element produced in the Example. 図2におけるA−A’ 面の断面図Sectional view of the A-A 'plane in FIG. 従来発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の層構成の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the laminated constitution of the organic electroluminescent element of conventional invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 陽極
2 陰極
3 中間層
4a 発光層
4b 発光層
5 基板
10 導電層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Anode 2 Cathode 3 Intermediate layer 4a Light emitting layer 4b Light emitting layer 5 Substrate 10 Conductive layer

Claims (7)

陽極と陰極の間に、中間層を介して積層された複数の発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、中間層が、仕事関数3.7eV以下の電子供与性の金属の有機金属錯体あるいは金属炭酸化物と、還元性金属との混合層、並びに金属酸化物層とを積層した積層体からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子   An organic electroluminescence device comprising a plurality of light emitting layers laminated via an intermediate layer between an anode and a cathode, wherein the intermediate layer is an organometallic complex of an electron donating metal having a work function of 3.7 eV or less Alternatively, an organic electroluminescence device comprising a laminate in which a mixed layer of a metal carbonate and a reducing metal and a metal oxide layer are stacked. 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記混合層は共蒸着層である有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organic electroluminescence device according to claim 1,
The organic electroluminescence device, wherein the mixed layer is a co-evaporated layer.
請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記中間層を構成する混合層と金属酸化物層間に、金属層をはさんでなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organic electroluminescence device according to claim 1 or 2,
An organic electroluminescence device comprising a metal layer sandwiched between a mixed layer and a metal oxide layer constituting the intermediate layer.
請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記金属層が2種類以上の金属からなる合金であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organic electroluminescence device according to claim 3,
The organic electroluminescent element, wherein the metal layer is an alloy composed of two or more kinds of metals.
請求項1乃至4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記金属酸化物層が、両極性伝導性金属酸化物と導電性金属酸化物との積層からなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An organic electroluminescence device according to any one of claims 1 to 4,
The organic electroluminescence device, wherein the metal oxide layer is a laminate of an ambipolar conductive metal oxide and a conductive metal oxide.
請求項1乃至5のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記還元性金属が、アルミニウム、チタン、タングステン、白金、パラジウム、ジルコニウム、ハフニウムの群から選ばれる金属であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
It is an organic electroluminescent element in any one of Claims 1 thru | or 5, Comprising:
The organic electroluminescence device, wherein the reducing metal is a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, tungsten, platinum, palladium, zirconium, and hafnium.
請求項5または6のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記両極性伝導性金属酸化物がバナジウム、モリブデン、レニウム、タングステン、ニッケル、亜鉛、銅、インジウム、ストロンチウム、スズ、ニオブ、タンタルから選ばれる金属からなる酸化物である有機エレクトロルミネッセンス素子。
The organic electroluminescence device according to claim 5, wherein
An organic electroluminescence device, wherein the ambipolar conductive metal oxide is an oxide made of a metal selected from vanadium, molybdenum, rhenium, tungsten, nickel, zinc, copper, indium, strontium, tin, niobium, and tantalum.
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