JP2009170621A - Organic light emitting element - Google Patents
Organic light emitting element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009170621A JP2009170621A JP2008006459A JP2008006459A JP2009170621A JP 2009170621 A JP2009170621 A JP 2009170621A JP 2008006459 A JP2008006459 A JP 2008006459A JP 2008006459 A JP2008006459 A JP 2008006459A JP 2009170621 A JP2009170621 A JP 2009170621A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- organic light
- alkaline earth
- electron injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 46
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 45
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 33
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims abstract description 24
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 17
- 239000002182 crystalline inorganic material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 39
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 23
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 12
- 229910000272 alkali metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010549 co-Evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 3
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 128
- 239000010408 film Substances 0.000 description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 15
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 10
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 150000008376 fluorenones Chemical class 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 150000004866 oxadiazoles Chemical class 0.000 description 2
- 150000007978 oxazole derivatives Chemical class 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229940042055 systemic antimycotics triazole derivative Drugs 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 1
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008425 anthrones Chemical class 0.000 description 1
- 229940027991 antiseptic and disinfectant quinoline derivative Drugs 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L caesium carbonate Chemical compound [Cs+].[Cs+].[O-]C([O-])=O FJDQFPXHSGXQBY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000024 caesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- VBVAVBCYMYWNOU-UHFFFAOYSA-N coumarin 6 Chemical compound C1=CC=C2SC(C3=CC4=CC=C(C=C4OC3=O)N(CC)CC)=NC2=C1 VBVAVBCYMYWNOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Natural products CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229940083761 high-ceiling diuretics pyrazolone derivative Drugs 0.000 description 1
- 150000007857 hydrazones Chemical class 0.000 description 1
- 150000002460 imidazoles Chemical class 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229940079865 intestinal antiinfectives imidazole derivative Drugs 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N n-[4-[4-(n-naphthalen-1-ylanilino)phenyl]phenyl]-n-phenylnaphthalen-1-amine Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C2=CC=CC=C2C=CC=1)C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C3=CC=CC=C3C=CC=2)C=C1 IBHBKWKFFTZAHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- 150000005041 phenanthrolines Chemical class 0.000 description 1
- 150000004986 phenylenediamines Chemical class 0.000 description 1
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical class N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003227 poly(N-vinyl carbazole) Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 150000004033 porphyrin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 150000003216 pyrazines Chemical class 0.000 description 1
- JEXVQSWXXUJEMA-UHFFFAOYSA-N pyrazol-3-one Chemical class O=C1C=CN=N1 JEXVQSWXXUJEMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003219 pyrazolines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003248 quinolines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003252 quinoxalines Chemical class 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011669 selenium Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical class C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004867 thiadiazoles Chemical class 0.000 description 1
- 150000007979 thiazole derivatives Chemical class 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005259 triarylamine group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003918 triazines Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は有機発光素子に関する。 The present invention relates to an organic light emitting device.
有機発光素子において、絶縁体と見なせる有機化合物に対して金属電極から電子を注入する際には、エネルギー障壁が問題となる。 In an organic light emitting device, an energy barrier becomes a problem when electrons are injected from a metal electrode into an organic compound that can be regarded as an insulator.
このエネルギー障壁を低下させる方法として、Ｔａｎｇらが開示した方法がある。Ｔａｎｇらは、仕事関数の小さい金属であるＭｇを陰極として使用した（非特許文献１参照）。 As a method for lowering this energy barrier, there is a method disclosed by Tang et al. Tang et al. Used Mg, which is a metal having a low work function, as a cathode (see Non-Patent Document 1).
また第二の方法として、Ｈｕｎｇらが開示した方法がある。Ｈｕｎｇらは、金属電極（陰極）とこの電極に接する有機化合物層との間に、ＬｉＦ、ＭｇＯ等といった金属化合物からなる極めて薄い層を挿入する方法を見出した（非特許文献２参照）。これにより、陰極からの電子注入障壁を低下させることが可能である。 As a second method, there is a method disclosed by Hung et al. Hung et al. Found a method of inserting an extremely thin layer made of a metal compound such as LiF or MgO between a metal electrode (cathode) and an organic compound layer in contact with the electrode (see Non-Patent Document 2). Thereby, the barrier for electron injection from the cathode can be lowered.
さらに第三の方法として、城戸らにより特許文献１にて開示された方法がある。この方法では、陰極に接する有機化合物層の中に、金属単体、金属酸化物、金属塩等の誘電体をドーピングすることにより、電子注入障壁を低下させている。この第三の方法において、ドーピングする材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属やアルカリ土類金属のフッ化物、アルカリ金属やアルカリ土類金属の塩化物が好んで使用される。 As a third method, there is a method disclosed in Patent Document 1 by Kido et al. In this method, the electron injection barrier is lowered by doping a dielectric such as a simple metal, a metal oxide, or a metal salt into the organic compound layer in contact with the cathode. In this third method, the doping material is alkali metal, alkaline earth metal, oxide of alkali metal or alkaline earth metal, fluoride of alkali metal or alkaline earth metal, alkali metal or alkaline earth metal Of chloride is preferred.
上記の３つの方法に共通することは、アルカリ金属やアルカリ土類金属が、単体又は化合物という形態で素子を構成する有機化合物層中に含まれていることが挙げられる。ただしこれらの金属原子は、電極に挟まれている有機化合物層中を拡散しながら有機分子と反応する等して、素子特性に影響を及ぼす。特に、有機化合物層の中でも有機発光層中にこれら金属原子が拡散すると、素子特性に極めて悪影響を及ぼすことが分かりつつあり、問題視されている。この課題を解決するために、それらの拡散を防止する層（拡散防止層）を挿入することが提案されている（特許文献２〜４参照）。この拡散防止層の材料としては、各種有機化合物やそれらの塩が提案されている。 What is common to the above three methods is that an alkali metal or alkaline earth metal is contained in the organic compound layer constituting the element in the form of a simple substance or a compound. However, these metal atoms affect element characteristics by reacting with organic molecules while diffusing in the organic compound layer sandwiched between the electrodes. In particular, when these metal atoms diffuse into the organic light emitting layer in the organic compound layer, it has been found that the device characteristics are extremely adversely affected, and is regarded as a problem. In order to solve this problem, it has been proposed to insert a layer (diffusion prevention layer) for preventing such diffusion (see Patent Documents 2 to 4). Various organic compounds and their salts have been proposed as materials for this diffusion prevention layer.
しかしながら、有機化合物やその塩からなる拡散防止層は、拡散防止層そのものが安定性に欠けている。特に、拡散防止層が、アルカリ金属やアルカリ土類金属を含有する有機化合物の塩からなる場合では、拡散防止層中に含まれる金属原子が他の層へ拡散するという欠点がある。 However, the diffusion prevention layer itself made of an organic compound or a salt thereof lacks stability. In particular, when the diffusion preventing layer is made of a salt of an organic compound containing an alkali metal or alkaline earth metal, there is a disadvantage that metal atoms contained in the diffusion preventing layer diffuse to other layers.
本発明の目的は、素子に含まれる金属原子の拡散を抑制し素子特性を安定化させた有機発光素子を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an organic light-emitting device that suppresses diffusion of metal atoms contained in the device and stabilizes device characteristics.
本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極とに挟持され少なくとも有機化合物層と、拡散防止層と、電子注入層とからなる積層体と、から構成され、該拡散防止層が結晶性無機材料からなり、該電子注入層がアルカリ金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属酸化物又はアルカリ土類金属塩を含むことを特徴とする。 The organic light-emitting device of the present invention comprises an anode, a cathode, and a laminate comprising at least an organic compound layer sandwiched between the anode and the cathode, a diffusion prevention layer, and an electron injection layer, and the diffusion prevention The layer is made of a crystalline inorganic material, and the electron injection layer contains an alkali metal, an alkali metal oxide, an alkali metal salt, an alkaline earth metal, an alkaline earth metal oxide, or an alkaline earth metal salt .
本発明によれば、素子に含まれる金属原子の拡散を抑制し素子特性を安定化させた有機発光素子を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic light emitting element which suppressed the spreading | diffusion of the metal atom contained in an element and stabilized the element characteristic can be provided.
まず本発明の有機発光素子について説明する。本発明の有機発光素子は、陽極と陰極と、該陽極と該陰極とに挟持され少なくとも有機化合物層と、拡散防止層と、電子注入層とからなる積層体と、から構成される。 First, the organic light emitting device of the present invention will be described. The organic light-emitting device of the present invention comprises an anode, a cathode, and a laminate composed of at least an organic compound layer, a diffusion prevention layer, and an electron injection layer sandwiched between the anode and the cathode.
以下、図面を参照しながら本発明の有機発光素子を説明する。 Hereinafter, the organic light-emitting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の有機発光素子における第一の実施形態を示す断面図である。図１の有機発光素子１０は、基板１上に、陽極２、ホール輸送層３、有機発光層４、拡散防止層５、電子注入層６及び陰極７がこの順に設けられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the organic light-emitting device of the present invention. In the organic
図２は、本発明の有機発光素子における第二の実施形態を示す断面図である。図１の有機発光素子２０は、図１の有機発光素子において、拡散防止層５と電子注入層６との間に電子輸送層８が設けられている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the organic light emitting device of the present invention. The organic
ただし、本発明による有機発光素子は、上記の実施形態に限定されるものではない。本発明の有機発光素子において、拡大防止層５は、少なくとも電子注入層に含まれる金属原子（アルカリ金属、アルカリ土類金属等）が有機発光層４へ拡散・流入するのを防ぐ層である。このため、拡散防止層５を電子注入層６と有機発光層４との間に設けていれば、いかなる層構成であってもよい。例えば、介在層として、ホール注入層、ホールブロック層、エキシトンブロック層等を設けてもよい。また、本発明の有機発光素子は、素子を構成する各層のバンドエネルギー準位や素子特性により、その層構成を変化させることができる。 However, the organic light emitting device according to the present invention is not limited to the above embodiment. In the organic light emitting device of the present invention, the expansion preventing layer 5 is a layer that prevents at least metal atoms (alkali metal, alkaline earth metal, etc.) contained in the electron injection layer from diffusing and flowing into the organic light emitting layer 4. For this reason, as long as the diffusion prevention layer 5 is provided between the electron injection layer 6 and the organic light emitting layer 4, any layer structure may be sufficient. For example, a hole injection layer, a hole block layer, an exciton block layer, or the like may be provided as the intervening layer. In addition, the organic light-emitting device of the present invention can change its layer configuration depending on the band energy level and device characteristics of each layer constituting the device.
拡大防止層５は、好ましくは、陰極７と電子輸送層８との間に設けられる。また、拡散防止層５が電子輸送層８と電子注入層６との間に設けられている実施形態や、拡散防止層５が電子輸送層８と有機発光層４との間に設けられている実施形態も好ましい。
The expansion preventing layer 5 is preferably provided between the
本発明の有機発光素子において、拡散防止層は結晶性無機材料からなる層である。 In the organic light emitting device of the present invention, the diffusion preventing layer is a layer made of a crystalline inorganic material.
結晶性無機材料とは、一般的には、結晶構造を有する単体や無機化合物である。 The crystalline inorganic material is generally a simple substance or an inorganic compound having a crystal structure.
この結晶性無機材料からなる拡散防止層５は、有機化合物で構成されている層ではないために堅牢で、構成材料自体が他の層へ拡散することが無く、熱的・光学的に安定である。結晶性無機材料として、好ましくは、Ｓｉである。Ｓｉ結晶は、融点が約１４００℃であり、一般的な有機化合物よりも圧倒的に高く、熱的に非常に安定であるからである。また、Ｓｉ結晶は、化学反応を起こさない限り屈折率が変化しないことから、光学的にも安定している。このことから、拡散防止層５を構成する結晶性無機材料としてＳｉを使用することにより、長期間に渡って安定した素子を提供できる。 The diffusion preventing layer 5 made of a crystalline inorganic material is not a layer composed of an organic compound, so it is robust, the constituent material itself does not diffuse to other layers, and is thermally and optically stable. is there. As the crystalline inorganic material, Si is preferable. This is because the Si crystal has a melting point of about 1400 ° C., is overwhelmingly higher than that of a general organic compound, and is very stable thermally. In addition, the Si crystal is optically stable because the refractive index does not change unless a chemical reaction occurs. Therefore, by using Si as the crystalline inorganic material constituting the diffusion prevention layer 5, it is possible to provide an element that is stable over a long period of time.
以上のように、拡散防止層５の構成材料として結晶性無機材料を使用する理由を以下に説明する。電子注入層６中に含まれる金属原子は、陽極２と陰極７との間に設けられている有機化合物層中に拡散する性質がある。このため、拡散する金属原子によって素子の特性が不安定になる。
The reason why the crystalline inorganic material is used as the constituent material of the diffusion preventing layer 5 as described above will be described below. Metal atoms contained in the electron injection layer 6 have a property of diffusing into an organic compound layer provided between the anode 2 and the
そこでこの金属原子の拡散を防止するために拡散防止層５を設ける必要がある。ところでこれまでに提案されている拡散防止層５の構成材料としては、金属原子と結合が可能な有機化合物やその塩が挙げられる。 Therefore, it is necessary to provide the diffusion prevention layer 5 in order to prevent the diffusion of the metal atoms. By the way, as a constituent material of the diffusion prevention layer 5 proposed so far, an organic compound capable of binding to a metal atom or a salt thereof can be cited.
しかしながら、これらを拡散防止層５の構成材料として使用する場合にはいくつか問題が残る。その一つとして、構成材料である有機化合物が熱的・光学的に不安定であることが多いことが挙げられる。また他の問題として、構成材料である有機化合物の塩が金属イオンに対する対イオンとして有機化合物層全体にわたって拡散する可能性が高くなることが考えられる。対イオンの拡散も素子が不安定化する要素となり得る。 However, some problems remain when these are used as the constituent material of the diffusion prevention layer 5. One of them is that organic compounds that are constituent materials are often thermally and optically unstable. As another problem, it is considered that the possibility that the salt of the organic compound as a constituent material diffuses throughout the organic compound layer as a counter ion for the metal ion is increased. Counter ion diffusion can also be an element that destabilizes the device.
これに対して本発明の有機発光素子においては、拡散防止層５が有機化合物を含まない結晶性無機材料で構成されているため、これまで主流であった有機化合物やその塩から構成される拡散防止層とは異なる。 On the other hand, in the organic light emitting device of the present invention, since the diffusion preventing layer 5 is composed of a crystalline inorganic material that does not contain an organic compound, the diffusion composed of organic compounds and salts thereof that have been mainstream so far. Different from the prevention layer.
本発明の有機発光素子において、拡散防止層５は、格子間空隙を有する結晶性無機材料に金属原子がトラップされる物理現象を利用して、金属原子の拡散を防止している。 In the organic light emitting device of the present invention, the diffusion preventing layer 5 prevents diffusion of metal atoms by utilizing a physical phenomenon in which metal atoms are trapped in a crystalline inorganic material having interstitial voids.
以下、図面を参照しながらこの物理現象について説明する。 Hereinafter, this physical phenomenon will be described with reference to the drawings.
図３は、体心立方格子における格子間空隙を示す図である。図３に示されるように、体心立方格子においては、四面体位置３１と八面体位置３２とにそれぞれ格子間空隙が存在している（非特許文献３参照）。ここで体心立方格子では四面体位置３１の方が空隙が大きく、剛体球近似において、半径０．１２６ａの金属原子が入ることができる。尚、ａとは、単位格子の大きさを表すものである。
FIG. 3 is a diagram showing an interstitial space in a body-centered cubic lattice. As shown in FIG. 3, in the body-centered cubic lattice, there are interstitial gaps at the
図４は、面心立方格子における格子間空隙を示す図である。図４に示されるように、面心立方格子においても、四面体位置３３と八面体位置３４とにそれぞれ格子間空隙が存在している。ここで面心立方格子では八面体位置３４の方が空隙が大きく、剛体球近似において、半径０．１４６ａの金属原子が入ることができる。
FIG. 4 is a diagram showing an interstitial space in a face-centered cubic lattice. As shown in FIG. 4, even in the face-centered cubic lattice, interstitial gaps exist at the tetrahedral position 33 and the
図５は、六方最密充填構造における格子間空隙を示す図である。図５に示されるように、六方最密充填構造においても、四面体位置３５と八面体位置３６とにそれぞれ格子間空隙が存在している。ここで六方最密充填構造においては、基本構造が面心立方格子と同じであるため、八面体位置３６の方が空隙が大きい。尚、空隙に入ることができる金属原子の最大半径は面心立方格子と同様である。
FIG. 5 is a diagram showing interstitial gaps in a hexagonal close-packed structure. As shown in FIG. 5, even in the hexagonal close-packed structure, interstitial spaces exist at the tetrahedral position 35 and the
図６は、ダイヤモンド構造における格子間空隙を示す図である。図５に示されるように、ダイヤモンド構造においては、上述の３つの構造とは異なり、この構造に特有な正四面体構造に由来する大きな格子間空隙３７を持っており、この空隙３７に金属原子が入る。またこの格子間空隙は、半径０．２２ｎｍの剛体球が入る大きさである（特許文献５参照）。
FIG. 6 is a diagram showing interstitial gaps in the diamond structure. As shown in FIG. 5, the diamond structure has a large
図７は、図６で示されるダイヤモンド構造に存在する格子間空隙に金属原子がトラップされている様子を示す図である。結晶中に存在する金属原子３８は拡散したりトラップされたりする性質を持ち、この性質は、結晶の空孔や格子間空隙の大きさ、さらに拡散する原子の大きさに依存する。つまり、本発明の有機発光素子を構成する拡散防止層５は、このような性質を利用する層であるので、特定の原子を通過させたり、トラップさせたりすることが可能である。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which metal atoms are trapped in interstitial voids existing in the diamond structure shown in FIG. The
ダイヤモンド構造であるＳｉ結晶の場合、結晶中に共有結合半径が小さい金属原子が入ると、Ｓｉ結晶中の格子間空隙を伝って当該金属原子が拡散することが多い。逆に、Ｓｉ結晶中に格子間空隙とほとんど同じ大きさの金属原子か、又は格子間空隙よりもやや小さい金属原子が入ると、この格子間空隙はトラップとして働き、拡散が抑制されると考えられる。 In the case of a Si crystal having a diamond structure, when a metal atom having a small covalent bond radius enters the crystal, the metal atom often diffuses through an interstitial space in the Si crystal. Conversely, if a metal atom of almost the same size as the interstitial gap or a metal atom slightly smaller than the interstitial gap enters the Si crystal, the interstitial gap acts as a trap and diffusion is suppressed. It is done.
ここで格子間空隙を金属原子のトラップとして機能させるためには、好ましくは、格子間空隙と金属原子の共有結合半径との間で下記式（１）に示される関係が成立する。 Here, in order for the interstitial space to function as a trap for metal atoms, the relationship represented by the following formula (1) is preferably established between the interstitial space and the covalent bond radius of the metal atom.
式（１）において、Ｒ1は、結晶性無機材料の結晶構造中に存在する格子間空隙を表す。またｒ1は、電子注入層中に含まれる金属原子の共有結合半径を表す。ところで結晶性無機材料がＳｉである場合、電子注入層中に含まれる金属原子として、好ましくは、Ｋ，Ｃａ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｃｓ又はＢａである。より好ましくは、Ｃｓである。 In the formula (1), R 1 represents an interstitial space existing in the crystal structure of the crystalline inorganic material. R 1 represents the covalent bond radius of the metal atom contained in the electron injection layer. When the crystalline inorganic material is Si, the metal atom contained in the electron injection layer is preferably K, Ca, Rb, Sr, Cs, or Ba. More preferably, it is Cs.
またＳｉ結晶の場合、その格子間空隙に半径０．２２ｎｍの原子を受容することが可能であるため、共有結合半径が０．２２５ｎｍであるＣｓ原子をトラップすることが可能である。 In the case of Si crystal, atoms having a radius of 0.22 nm can be received in the interstitial space, so that Cs atoms having a covalent bond radius of 0.225 nm can be trapped.
本発明の有機発光素子において、電子注入層６は、アルカリ金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属酸化物又はアルカリ土類金属塩を含んでいる。好ましくは、電子注入層６は、電子注入材料である有機化合物と、アルカリ金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属酸化物又はアルカリ土類金属塩からなる。 In the organic light emitting device of the present invention, the electron injection layer 6 contains an alkali metal, an alkali metal oxide, an alkali metal salt, an alkaline earth metal, an alkaline earth metal oxide, or an alkaline earth metal salt. Preferably, the electron injection layer 6 is made of an organic compound that is an electron injection material and an alkali metal, an alkali metal oxide, an alkali metal salt, an alkaline earth metal, an alkaline earth metal oxide, or an alkaline earth metal salt.
ここで電子注入層６に含まれるアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルカリ金属酸化物又はアルカリ土類金属酸化物の含有量は、電子注入層６全体に対して、膜厚比で０．１〜５０％である。より好ましくは、０．５〜２０％である。電子注入層６は、アルカリ金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属酸化物又はアルカリ土類金属塩のみで構成されている実施形態も好ましい。 Here, the content of alkali metal, alkaline earth metal, alkali metal salt, alkaline earth metal salt, alkali metal oxide or alkaline earth metal oxide contained in the electron injection layer 6 is based on the entire electron injection layer 6. The film thickness ratio is 0.1 to 50%. More preferably, it is 0.5 to 20%. An embodiment in which the electron injection layer 6 is composed of only alkali metal, alkali metal oxide, alkali metal salt, alkaline earth metal, alkaline earth metal oxide, or alkaline earth metal salt is also preferable.
また、電子注入層６に含まれるアルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アルカリ金属酸化物又はアルカリ土類金属酸化物として、好ましくは、Ｋ，Ｃａ，Ｒｂ，Ｓｒ，Ｃｓ又はＢａである。より好ましくは、Ｃｓである。ここで、電子注入層６にＣｓ原子が含まれる場合、好ましくは、Ｃｓ金属又はＣｓ2ＣＯ3として電子注入層６に含まれる。 The alkali metal, alkaline earth metal, alkali metal salt, alkaline earth metal salt, alkali metal oxide or alkaline earth metal oxide contained in the electron injection layer 6 is preferably K, Ca, Rb, Sr. , Cs or Ba. More preferably, it is Cs. Here, if the electron injection layer 6 include Cs atoms, preferably included as Cs metal or Cs 2 CO 3 in the electron injection layer 6.
一方、電子注入材料である有機化合物としては、後述する電子輸送材料と同様の化合物を使用することができる。 On the other hand, as an organic compound which is an electron injection material, the same compound as the electron transport material mentioned later can be used.
他方、電子注入層６は、好ましくは、電子注入材料である有機化合物とＣｓ金属又はＣｓ2ＣＯ3とを共蒸着することにより形成される層である。 On the other hand, the electron injection layer 6 is preferably a layer formed by co-evaporation of an organic compound that is an electron injection material and Cs metal or Cs 2 CO 3 .
ホール輸送層、発光層、電子輸送層の構成材料として使用される有機化合物としては、低分子材料であってもよいし、高分子材料であってもよい。また低分子材料と高分子材料とを混合してなる混合材料であってもよく、特に限定されるものではない。一方、各々の層をそれぞれ形成する際には、必要に応じてこれまで知られている材料を各層の構成材料として使用することができる。 The organic compound used as a constituent material of the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron transport layer may be a low molecular material or a polymer material. Moreover, the mixed material formed by mixing a low molecular material and a high molecular material may be sufficient, and it does not specifically limit. On the other hand, when each layer is formed, a known material can be used as a constituent material of each layer, if necessary.
電子輸送層９を構成する電子輸送材料としては、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、ホール輸送材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮して適宜選択される。電子輸送材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、電子輸送材料の具体例を示す。 The electron transport material constituting the electron transport layer 9 can be arbitrarily selected from those having a function of transporting injected electrons to the light emitting layer, taking into account the balance with the carrier mobility of the hole transport material, and the like. It is selected appropriately. Electron transport materials include oxadiazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, thiadiazole derivatives, pyrazine derivatives, triazole derivatives, triazine derivatives, perylene derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, fluorenone derivatives, anthrone derivatives, phenanthroline derivatives, organometallic complexes Of course, it is not limited to these. Specific examples of the electron transport material are shown below.
ホール輸送層３を構成するホール輸送材料としては、陽極からのホールの注入を容易にし、また注入されたホールを有機発光層に輸送するときに優れたモビリティを有することが好ましい。ホール注入輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、及びポリ（ビニルカルバゾール）、ポリ（シリレン）、ポリ（チオフェン）、その他導電性高分子等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。以下に、ホール輸送材料の具体例を示す。 As a hole transport material constituting the hole transport layer 3, it is preferable to facilitate injection of holes from the anode and to have excellent mobility when transporting the injected holes to the organic light emitting layer. Low molecular and high molecular weight materials having hole injection and transport performance include triarylamine derivatives, phenylenediamine derivatives, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, oxazole derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives. , Stilbene derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, and poly (vinyl carbazole), poly (silylene), poly (thiophene), and other conductive polymers, but are not limited thereto. Specific examples of the hole transport material are shown below.
有機発光層４を構成する発光材料としては、発光効率の高い蛍光色素や燐光材料が使用される。以下に、発光材料の具体例を示す。 As the light emitting material constituting the organic light emitting layer 4, a fluorescent dye or phosphorescent material having high light emission efficiency is used. Below, the specific example of a luminescent material is shown.
陽極２を構成する材料としては、仕事関数がなるべく大きなものがよい。例えば、金、白金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム、タングステン等の金属単体あるいはこれらを組み合わせた合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫インジウム（ＩＴＯ），酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は一種類を単独で使用してもよいし、二種類以上を併用して使用してもよい。また、陽極は一層で構成されていてもよいし、複数の層で構成されていてもよい。 As a material constituting the anode 2, a material having a work function as large as possible is preferable. For example, simple metals such as gold, platinum, silver, copper, nickel, palladium, cobalt, selenium, vanadium, tungsten, etc., or an alloy combining them, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), zinc oxide A metal oxide such as indium (IZO) can be used. In addition, conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and polyphenylene sulfide can also be used. These electrode materials may be used alone or in combination of two or more. Moreover, the anode may be composed of a single layer or a plurality of layers.
陰極７を構成する材料としては、上述したＩＴＯやＩＺＯ等の酸化物導電膜や、銀やアルミニウム等の金属単体やそれらを組み合わせた合金等の薄膜による半透過陰極、また半透過陰極と酸化物導電膜とを組み合わせた複合膜が用いられる。また電子輸送層及び電子注入層との組み合わせにより、電子注入性が良好な組み合わせを適宜選択することが望ましい。
The material constituting the
次に、本発明の有機発光素子の製造方法について説明する。 Next, the manufacturing method of the organic light emitting element of this invention is demonstrated.
有機化合物層は、一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマ等により形成できる。また、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法（例えば、スピンコーティング、ディッピング、キャスト法、ＬＢ法、インクジェット法等）により形成することもできる。尚、電子注入層６形成する場合は、好ましくは、電子注入材料である有機化合物と、Ｃｓ金属又はＣｓ2ＣＯ3とを共蒸着する。 The organic compound layer can be generally formed by vacuum vapor deposition, ionized vapor deposition, sputtering, plasma, or the like. It can also be formed by a known coating method (for example, spin coating, dipping, casting method, LB method, ink jet method, etc.) after dissolving in an appropriate solvent. When the electron injection layer 6 is formed, preferably, an organic compound that is an electron injection material and Cs metal or Cs 2 CO 3 are co-evaporated.
陰極は、各発光画素において、構成材料や膜厚が共通していてもよいし、発光画素毎に個別の構成材料や膜厚であってもよい。また、陰極は、如何なる方法で成膜されてもよいが、一般的には、スパッタリングや蒸着等により形成することができる。 The cathode may have a common constituent material and film thickness in each light emitting pixel, or may be an individual constituent material and film thickness for each light emitting pixel. The cathode may be formed by any method, but can generally be formed by sputtering, vapor deposition, or the like.
以下、実施例により本発明をされに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.
＜実施例１＞
図２に示される有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
<Example 1>
The organic light emitting device shown in FIG. 2 was produced by the following method.
ガラス基板（基板１）上に、真空蒸着法によりクロムを成膜し陽極２となる電極を形成した。このとき陽極２の膜厚を１００ｎｍとした。次に、クロム膜（陽極２）が形成されている基板（以下、陽極付基板という。）を、ＵＶ／オゾン処理を施した。 On the glass substrate (substrate 1), a chromium film was formed by vacuum deposition to form an electrode to be the anode 2. At this time, the film thickness of the anode 2 was set to 100 nm. Next, the substrate on which the chromium film (anode 2) was formed (hereinafter referred to as an anode-attached substrate) was subjected to UV / ozone treatment.
次に、真空蒸着装置（真空機工社製）を用いて、真空蒸着法により、洗浄後の陽極付基板上にホール輸送材料であるα−ＮＰＤを成膜しホール輸送層３を形成した。このときホール輸送層３の膜厚を６０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．３×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ〜０．３ｎｍ／ｓｅｃとした。 Next, using a vacuum vapor deposition apparatus (manufactured by Vacuum Kiko Co., Ltd.), α-NPD as a hole transport material was formed on the cleaned substrate with an anode by a vacuum vapor deposition method to form a hole transport layer 3. At this time, the thickness of the hole transport layer 3 was 60 nm, the degree of vacuum during vapor deposition was 1.3 × 10 −4 Pa, and the film formation rate was 0.2 nm / sec to 0.3 nm / sec.
次に、真空蒸着法により、ホール輸送層３上に、ホストであるアルミキレート錯体（Ａｌｑ3）とゲストであるクマリン６とを、重量混合比で９９：１となるように共蒸着し有機発光層４を形成した。このとき有機発光層４の膜厚を３０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．３×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ〜０．３ｎｍ／ｓｅｃとした。 Next, an organic light emission is performed by co-evaporating a host aluminum chelate complex (Alq 3 ) and a guest coumarin 6 to a weight mixing ratio of 99: 1 on the hole transport layer 3 by vacuum deposition. Layer 4 was formed. At this time, the film thickness of the organic light emitting layer 4 was set to 30 nm, the degree of vacuum at the time of vapor deposition was set to 1.3 × 10 −4 Pa, and the film forming rate was set to 0.2 nm / sec to 0.3 nm / sec.
次に、発光層４上に、下記の工程によりマイクロクリスタル状のＳｉ膜を成膜し拡散防止層１６を形成した。 Next, a microcrystal-like Si film was formed on the light emitting layer 4 by the following process to form a diffusion prevention layer 16.
工程（ｉ）：ＤＣマグネトロンスパッタによるアモルファスＳｉ（ａ−Ｓｉ）膜の成膜
工程（ｉｉ）：ＵＨＦ（５００ＭＨｚ）−ＣＶＤによるＳｉ膜の成膜
工程（ｉ）において、ａ−Ｓｉ膜は、ＵＨＦ−ＣＶＤにおける有機化合物薄膜へのダメージを低減するために成膜した。またマグネトロンスパッタを行うにあたり、Ｓｉターゲットを使用し、０．６ＰａのＡｒガス雰囲気下で、イオン電流１０ｍＡを１０秒通電した。一方、工程（ｉｉ）において、ＵＨＦ−ＣＶＤによる成膜は、ＳｉＨ4：Ｈ2混合ガスを流量比５：２００で流しながら、チャンバー圧力を１．５Ｐａにして１分間行った。
Step (i): Formation of amorphous Si (a-Si) film by DC magnetron sputtering Step (ii): Formation of Si film by UHF (500 MHz) -CVD In step (i), the a-Si film is formed by UHF. -It formed into a film in order to reduce the damage to the organic compound thin film in CVD. In performing magnetron sputtering, a Si target was used, and an ion current of 10 mA was applied for 10 seconds in an Ar gas atmosphere of 0.6 Pa. On the other hand, in step (ii), film formation by UHF-CVD was performed for 1 minute at a chamber pressure of 1.5 Pa while flowing a SiH 4 : H 2 mixed gas at a flow ratio of 5: 200.
次に、拡散防止層１６上に、真空蒸着によりバソフェナントロリン化合物（Ｂｐｈｅｎ）を成膜し電子輸送層５を形成した。このとき、電子輸送層５の膜厚を１０ｎｍとした。 Next, a bathophenanthroline compound (Bphen) was formed on the diffusion prevention layer 16 by vacuum deposition to form the electron transport layer 5. At this time, the film thickness of the electron transport layer 5 was 10 nm.
次に、電子輸送層５上に、真空蒸着により、Ｂｐｈｅｎと炭酸セシウム（Ｃｓ2ＣＯ3）とを膜厚比９：１の割合で混合されるように、各々の蒸着速度を調整しながら共蒸着し、電子注入層６を形成した。このとき電子輸送層６の膜厚を４０ｎｍとした。 Next, Bphen and cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ) are mixed on the electron transport layer 5 by vacuum deposition while adjusting the deposition rate so that the film thickness ratio is 9: 1. The electron injection layer 6 was formed by vapor deposition. At this time, the thickness of the electron transport layer 6 was set to 40 nm.
次に、電子注入層６の上に、スパッタ法によりＩＴＯを成膜し陰極７を形成した。このとき陰極７の膜厚を１５０ｎｍとした。以上のようにして有機発光素子を得た。
Next, an ITO film was formed on the electron injection layer 6 by sputtering to form the
得られた有機発光素子について、直流電圧を印加して素子の発光特性を調べた。その結果、この素子は、印加電圧が７．４Ｖのときに電流密度は８０．５ｍＡ／ｃｍ2であった。またこのときの発光効率は３．４ｃｄ／Ａであった。ここでこの値を単位電流あたりの初期輝度とした。 About the obtained organic light emitting element, the direct current voltage was applied and the light emission characteristic of the element was investigated. As a result, this device had a current density of 80.5 mA / cm 2 when the applied voltage was 7.4 V. The luminous efficiency at this time was 3.4 cd / A. Here, this value was used as the initial luminance per unit current.
次に、素子を高温高湿（６０℃、８０％）環境下で７日間保管した後、もう一度輝度測定を行った。その結果、電流密度を８０．５ｍＡ／ｃｍ2にしたときの発光効率が２．２ｃｄ／Ａであった。 Next, the device was stored for 7 days in a high-temperature and high-humidity (60 ° C., 80%) environment, and then the luminance was measured again. As a result, the luminous efficiency when the current density was 80.5 mA / cm 2 was 2.2 cd / A.
そこで下記数式から発光効率の低下率を求めたところ、０．３５であった。 Therefore, the reduction rate of the luminous efficiency was determined from the following formula and found to be 0.35.
＜比較例１＞
実施例１において、拡散防止層１６の形成工程を省略した以外は、実施例１と同様の方法により有機発光素子を得た。
<Comparative Example 1>
In Example 1, the organic light emitting element was obtained by the same method as Example 1 except having omitted the formation process of diffusion prevention layer 16.
実施例１と同様の方法で素子の発光特性を調べた。その結果、この素子は、印加電圧が５．０Ｖの時の電流密度が８０．５ｍＡ／ｃｍ2であり、この時の発光効率は４．２ｃｄ／Ａと計算された。また、素子を高温高湿（６０℃、８０％）環境下で７日間保管した後の素子の発光効率は、２．１ｃｄ／Ａであった。 The light emission characteristics of the device were examined in the same manner as in Example 1. As a result, this device had a current density of 80.5 mA / cm 2 when the applied voltage was 5.0 V, and the luminous efficiency at this time was calculated to be 4.2 cd / A. The light emission efficiency of the device after storing the device in a high temperature and high humidity (60 ° C., 80%) environment for 7 days was 2.1 cd / A.
実施例１と同様の方法で発光効率の低下率を計算したところ、０．５であり、実施例１と比較して発光効率の減少が大きかった。 When the rate of decrease in luminous efficiency was calculated by the same method as in Example 1, it was 0.5, and the decrease in luminous efficiency was large compared to Example 1.
＜実施例２＞
図１に示される有機発光素子を以下に示す方法で作製した。
<Example 2>
The organic light emitting device shown in FIG. 1 was produced by the following method.
ガラス基板（基板１）上に、スパッタ法により酸化錫インジウム（ＩＴＯ）を成膜し陽極２を形成した。このとき陽極の膜厚を１２０ｎｍとした。次に、この陽極付基板をアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で順次超音波洗浄し、次いでＩＰＡで煮沸洗浄後乾燥した。次に、ＵＶ／オゾン洗浄したものを透明導電性支持基板として使用した。 On the glass substrate (substrate 1), indium tin oxide (ITO) was formed by sputtering to form the anode 2. At this time, the film thickness of the anode was set to 120 nm. Next, this anode-attached substrate was ultrasonically washed successively with acetone and isopropyl alcohol (IPA), then boiled and washed with IPA and then dried. Next, what was UV / ozone cleaned was used as a transparent conductive support substrate.
次に、ホール輸送材料である下記式のＰＶＣｚ（３０ｍｇ）とｐ−ＴＰＤ（３０ｍｇ）とをそれぞれ使用し、濃度０．２重量％であるクロロホルム溶液を調製した。 Next, using a hole transport material PVCz (30 mg) and p-TPD (30 mg) of the following formula, a chloroform solution having a concentration of 0.2% by weight was prepared.
次に、このクロロホルム溶液を透明導電性支持基板上に滴下し、最初に回転数５００ＲＰＭで１０秒、次に回転数１０００ＲＰＭで１分間スピンコートを行い、薄膜を形成した。次に、薄膜が形成されている透明導電性支持基板を真空オーブンに入れて８０℃で１０分間乾燥して、薄膜中の溶剤を完全に除去することによりホール輸送層３を形成した。このときホール輸送層３の膜厚は６０ｎｍであった。 Next, this chloroform solution was dropped on a transparent conductive support substrate, and spin coating was first performed at a rotation speed of 500 RPM for 10 seconds and then at a rotation speed of 1000 RPM for 1 minute to form a thin film. Next, the transparent conductive support substrate on which the thin film was formed was placed in a vacuum oven and dried at 80 ° C. for 10 minutes to completely remove the solvent in the thin film, thereby forming the hole transport layer 3. At this time, the thickness of the hole transport layer 3 was 60 nm.
次に、ホール輸送層３上に、真空蒸着により、Ａｌｑ3を蒸着し発光層４を形成した。このとき発光層４の膜厚は６０ｎｍとし、蒸着時の真空度を１．０×１０-4Ｐａとし、成膜速度を０．２ｎｍ／ｓｅｃ以上０．３ｎｍ／ｓｅｃ以下の条件とした。 Next, Alq 3 was deposited on the hole transport layer 3 by vacuum deposition to form the light emitting layer 4. At this time, the film thickness of the light emitting layer 4 was set to 60 nm, the degree of vacuum during vapor deposition was set to 1.0 × 10 −4 Pa, and the film formation rate was set to 0.2 nm / sec or more and 0.3 nm / sec or less.
次に、発光層４上に、実施例１と同様の条件で拡散防止層１６を成膜した。 Next, a diffusion prevention layer 16 was formed on the light emitting layer 4 under the same conditions as in Example 1.
次に、拡散防止層１６上に、真空蒸着により、Ｓｒを成膜して電子注入層６を形成した。このとき電子注入層６の膜厚を８５ｎｍとし、蒸着速度を１．５ｎｍ／ｓｅｃとした。 Next, Sr was deposited on the diffusion prevention layer 16 by vacuum deposition to form the electron injection layer 6. At this time, the thickness of the electron injection layer 6 was 85 nm, and the deposition rate was 1.5 nm / sec.
次に、電子輸送層６上に、真空蒸着により、Ａｌを成膜して陰極を形成した。このとき陰極の膜厚を９０ｎｍとした。 Next, Al was deposited on the electron transport layer 6 by vacuum deposition to form a cathode. At this time, the film thickness of the cathode was 90 nm.
次に、水分の吸着によって素子劣化が起こらないように、乾燥空気雰囲気中で保護用ガラス板をかぶせ、アクリル樹脂系接着材で封止した。以上のようにして有機発光素子を得た。 Next, a protective glass plate was placed in a dry air atmosphere and sealed with an acrylic resin adhesive so as not to cause element degradation due to moisture adsorption. An organic light emitting device was obtained as described above.
得られた素子について、電流密度１０ｍＡ／ｃｍ2に保ち８時間電圧を印加したところ、初期輝度が９０ｃｄ／ｍ2であるのに対して、８時間後の輝度は６０ｃｄ／ｍ2であった。ここで下記数式より輝度低下率を計算した。 When the voltage was applied for 8 hours while maintaining the current density at 10 mA / cm 2 for the obtained device, the initial luminance was 90 cd / m 2 , whereas the luminance after 8 hours was 60 cd / m 2 . Here, the luminance reduction rate was calculated from the following formula.
その結果輝度低下率は、０．３３であった。 As a result, the luminance reduction rate was 0.33.
＜比較例２＞
実施例２において、拡散防止層の形成を省略したこと以外は、実施例２と同様の方法により有機発光素子を作製した。
<Comparative example 2>
In Example 2, an organic light emitting device was produced in the same manner as in Example 2 except that the formation of the diffusion preventing layer was omitted.
得られた素子について、実施例２と同様に素子の性能を評価した。その結果、窒素雰囲気下で電流密度を１０ｍＡ／ｃｍ2に保ち８時間電圧を印加したところ、初期輝度が１００ｃｄ／ｍ2であるのに対して８時間後の輝度は５０ｃｄ／ｍ2であった。また実施２と同様に輝度低下率を計算したところ、０．５であり、実施例２と比較して輝度低下率が大きかった。 About the obtained element, the performance of the element was evaluated in the same manner as in Example 2. As a result, when a voltage was applied for 8 hours while keeping the current density at 10 mA / cm 2 in a nitrogen atmosphere, the initial luminance was 100 cd / m 2 and the luminance after 8 hours was 50 cd / m 2 . . Further, when the luminance reduction rate was calculated in the same manner as in Example 2, it was 0.5, and the luminance reduction rate was larger than that in Example 2.
１ 基板
２ 陽極
３ ホール輸送層
４ 有機発光層
５ 拡散防止層
６ 電子注入層
７ 陰極
８ 電子輸送層
１０，２０ 有機発光素子
３１，３３，３５ 四面体位置に存在する格子間空隙
３２，３４，３６ 八面体位置に存在する格子間空隙
３７ 格子間空隙（ダイヤモンド構造）
３８ 金属原子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Anode 3 Hole transport layer 4 Organic light emitting layer 5 Diffusion prevention layer 6
38 metal atoms
Claims (10)
該陽極と該陰極とに挟持され少なくとも有機化合物層と、拡散防止層と、電子注入層とからなる積層体と、から構成され、
該拡散防止層が結晶性無機材料からなり、
該電子注入層がアルカリ金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属酸化物又はアルカリ土類金属塩を含むことを特徴とする、有機発光素子。 An anode and a cathode;
A laminate comprising at least an organic compound layer sandwiched between the anode and the cathode, a diffusion preventing layer, and an electron injection layer, and
The diffusion prevention layer is made of a crystalline inorganic material,
The organic light emitting device, wherein the electron injection layer contains an alkali metal, an alkali metal oxide, an alkali metal salt, an alkaline earth metal, an alkaline earth metal oxide, or an alkaline earth metal salt.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008006459A JP2009170621A (en) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | Organic light emitting element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008006459A JP2009170621A (en) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | Organic light emitting element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009170621A true JP2009170621A (en) | 2009-07-30 |
Family
ID=40971481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008006459A Withdrawn JP2009170621A (en) | 2008-01-16 | 2008-01-16 | Organic light emitting element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2009170621A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011074633A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | パナソニック電工株式会社 | Organic electroluminescent element |
| WO2012039294A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | 三井金属鉱業株式会社 | Electrode foil and organic device |
| JP2015502049A (en) * | 2011-11-28 | 2015-01-19 | オーシャンズ キング ライティング サイエンス アンド テクノロジー シーオー．，エルティーディー | Polymer electroluminescent device and manufacturing method thereof |
| US10840468B2 (en) | 2013-07-11 | 2020-11-17 | Joled Inc. | Organic EL element and method for manufacturing organic EL element |
-
2008
- 2008-01-16 JP JP2008006459A patent/JP2009170621A/en not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011074633A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-06-23 | パナソニック電工株式会社 | Organic electroluminescent element |
| JPWO2011074633A1 (en) * | 2009-12-16 | 2013-04-25 | パナソニック株式会社 | Organic electroluminescence device |
| WO2012039294A1 (en) * | 2010-09-21 | 2012-03-29 | 三井金属鉱業株式会社 | Electrode foil and organic device |
| JP2012069286A (en) * | 2010-09-21 | 2012-04-05 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | Electrode foil and organic device |
| US8586976B2 (en) | 2010-09-21 | 2013-11-19 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Electrode foil and organic device |
| JP2015502049A (en) * | 2011-11-28 | 2015-01-19 | オーシャンズ キング ライティング サイエンス アンド テクノロジー シーオー．，エルティーディー | Polymer electroluminescent device and manufacturing method thereof |
| US10840468B2 (en) | 2013-07-11 | 2020-11-17 | Joled Inc. | Organic EL element and method for manufacturing organic EL element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cai et al. | High‐efficiency solution‐processed small molecule electrophosphorescent organic light‐emitting diodes | |
| Prakasam et al. | Degradation mechanisms in organic lead halide perovskite light‐emitting diodes | |
| JP4751022B2 (en) | Display device having organic metal mixed layer | |
| Gaj et al. | Highly efficient organic light-emitting diodes from thermally activated delayed fluorescence using a sulfone–carbazole host material | |
| JP6517694B2 (en) | Method of depositing a conductive coating on a surface | |
| JP3412076B2 (en) | Organic EL device | |
| JP5638176B2 (en) | Metal compounds for organic electronic devices-metal multilayer electrodes | |
| JP4086817B2 (en) | Organic EL device | |
| JP4364201B2 (en) | Organic electroluminescence device | |
| JP2006013482A (en) | Organic electroluminescent element | |
| WO2009105301A1 (en) | Organic optoelectronic device and method for manufacturing the same | |
| JPWO2004017137A1 (en) | Organic electroluminescence device | |
| JP2006526274A (en) | Light emitting device with embedded charge injection electrode | |
| JP2005216823A (en) | Organic electroluminescent element | |
| JP2001319781A (en) | Selecting method of organic luminous element material and organic luminous element using its material | |
| JP2007096023A (en) | Organic light emitting device | |
| JP2009170621A (en) | Organic light emitting element | |
| JP5153235B2 (en) | Organic light emitting device | |
| JP5781700B2 (en) | Organic electroluminescent device having ternary doping hole transport layer and method for producing the same | |
| JP2006114844A (en) | Selecting method of organic el device material, organic el device and manufacturing method thereof | |
| JP2005108730A (en) | Organic el element and its manufacturing method | |
| JP2015503229A (en) | Doped organic electroluminescent device and method for manufacturing the same | |
| JP2015502049A (en) | Polymer electroluminescent device and manufacturing method thereof | |
| JP4343653B2 (en) | Organic light emitting device having metal borate or metal organic boride | |
| EP3435437A1 (en) | Organic light-emitting element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110405 |