JP2010205427A - Organic electroluminescent element - Google Patents

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宏佳 中島
Yasuhiro Iiizumi
安広 飯泉
Eiji Otogi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL element capable of achieving high efficiency and long life. <P>SOLUTION: Relating to the organic EL element, a positive electrode, a positive hole injection transportation layer, n light-emitting layers (n≥2), an electron injection transportation layer, and a negative electrode are sequentially stacked, with one to (n-1) intermediate layers formed at least at one point between adjoining light-emitting layers. The positive hole injection transportation layer and an electron injection transportation layer contain the same bipolar material. The material constituting the intermediate layer is different from host material of the light-emitting layer adjoining the intermediate layer. The relationship between constituent materials Ip<SB>INL</SB>and Ea<SB>INL</SB>of the intermediate layer and the host materials Ip<SB>EML</SB>and Ea<SB>EML</SB>of the light-emitting layer adjoining the intermediate layer is Ip<SB>INL</SB>≠Ip<SB>EML</SB>, Ea<SB>INL</SB>≠Ea<SB>EML</SB>. The relationship between the constituent material Ea<SB>1</SB>of the positive hole injection transportation layer and the host material Ea<SB>2</SB>of a positive electrode light-emitting layer is Ea<SB>1</SB>≥Ea<SB>2</SB>. The relationship between the constituent material Ip<SB>3</SB>of the electron injection transportation layer and the host material Ip<SB>4</SB>of a negative electrode light-emitting layer is Ip<SB>3</SB>≤Ip<SB>4</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数層の発光層を有する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 device having a plurality of light emitting layers.

有機エレクトロルミネッセンス(以下、エレクトロルミネッセンスをELと略す場合がある。)素子は、自発光型のディスプレイとしての使用が注目されており、高輝度、高効率、長寿命が求められている。   Organic electroluminescence (hereinafter, electroluminescence may be abbreviated as EL) elements are attracting attention for use as self-luminous displays, and high brightness, high efficiency, and long life are required.

有機EL素子の高輝度化の技術としては、ホスト材料および発光ドーパントを含有する発光層を用いることが知られている。この発光層では、陽極および陰極から注入された正孔および電子が発光層内のホスト材料で再結合し、そのエネルギーを発光ドーパントが受け取って発光する。このような発光層では、高輝度で色純度の良い発光を得ることが可能である。   As a technique for increasing the brightness of an organic EL element, it is known to use a light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant. In this light emitting layer, holes and electrons injected from the anode and the cathode recombine with the host material in the light emitting layer, and the light emitting dopant receives the energy to emit light. In such a light emitting layer, light emission with high luminance and good color purity can be obtained.

一方、有機EL素子の高効率化および長寿命化の技術としては、発光材料の他に、正孔もしくは電子の注入機能、輸送機能、ブロッキング機能を有する材料を用いて複数の層を積層した多層構造とすることが知られている。しかしながら、多層構造を有する有機EL素子では、駆動中に各層の界面にて劣化が生じることによって、発光効率が低下したり、素子が劣化して輝度が低下したりすることが懸念される。特に、ブロッキング層が設けられた有機EL素子では、発光層とブロッキング層との界面に電荷が蓄積しやすく、そのため界面にて劣化が生じやすい。   On the other hand, as a technology for improving the efficiency and extending the life of organic EL elements, in addition to a light emitting material, a multilayer in which a plurality of layers are stacked using a material having a hole or electron injection function, a transport function, and a blocking function It is known to have a structure. However, in an organic EL element having a multilayer structure, there is a concern that deterioration occurs at the interface of each layer during driving, resulting in a decrease in light emission efficiency or a decrease in luminance due to deterioration of the element. In particular, in an organic EL element provided with a blocking layer, charges are likely to accumulate at the interface between the light-emitting layer and the blocking layer, and therefore deterioration is likely to occur at the interface.

そこで、本発明者らは、駆動中に各層の界面にて劣化が生じるのを抑制する手法として、各層のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の大小関係を規定し、ブロッキング層を有さない有機EL素子を提案している(特許文献1参照)。さらには、電荷の突き抜けによる正孔輸送層および電子輸送層の劣化を抑制するために、正孔輸送層および電子輸送層に同一のバイポーラ材料を用いることを提案している。   Therefore, the present inventors have prescribed the magnitude relationship between the ionization potential and electron affinity of each layer as a method for suppressing the deterioration at the interface of each layer during driving, and developed an organic EL device having no blocking layer. It has been proposed (see Patent Document 1). Furthermore, it is proposed to use the same bipolar material for the hole transport layer and the electron transport layer in order to suppress the deterioration of the hole transport layer and the electron transport layer due to the penetration of charges.

また近年、白色発光の有機EL素子が光源に適用できることから盛んに開発されている。白色光は、通常、2種類または3種類の発光材料の発光により得ることができる。しかしながら、発光層に複数種類の発光材料が含まれる場合には、発光材料間でエネルギー移動が起こり、色度が変化してしまうという問題がある。そこで、互いに異なる発光材料を含有する複数層の発光層を積層することが提案されている(例えば特許文献2〜5参照)。   In recent years, organic EL elements emitting white light have been actively developed because they can be applied to light sources. White light can usually be obtained by light emission of two or three kinds of light emitting materials. However, when the light emitting layer includes a plurality of types of light emitting materials, there is a problem that energy transfer occurs between the light emitting materials and chromaticity changes. Accordingly, it has been proposed to stack a plurality of light emitting layers containing different light emitting materials (see, for example, Patent Documents 2 to 5).

しかしながら、燐光発光ドーパントを含有する発光層と蛍光発光ドーパントを含有する発光層とが積層された有機EL素子では、燐光発光ドーパントから蛍光発光ドーパントへエネルギー移動が起こり、高効率な発光が得られないという問題がある。
この問題を解決するために、燐光発光ドーパントを含有する発光層と蛍光発光ドーパントを含有する発光層との間に、正孔および電子がともに移動可能なバイポーラ層を設けることが提案されている(特許文献6参照)。
However, in an organic EL device in which a light emitting layer containing a phosphorescent dopant and a light emitting layer containing a fluorescent dopant are stacked, energy transfer occurs from the phosphorescent dopant to the fluorescent dopant, and high efficiency light emission cannot be obtained. There is a problem.
In order to solve this problem, it has been proposed to provide a bipolar layer in which both holes and electrons can move between a light-emitting layer containing a phosphorescent dopant and a light-emitting layer containing a fluorescent light-emitting dopant ( (See Patent Document 6).

また、白色発光の有機EL素子ではないが、発光層以外の層(例えば正孔輸送層や電子輸送層)からの発光を抑制し、色純度の低下を抑制するために、発光層中に発光領域制御層が設けられた有機EL素子が提案されている(特許文献7参照)。   In addition, although it is not a white light emitting organic EL device, it emits light in the light emitting layer in order to suppress light emission from a layer other than the light emitting layer (for example, a hole transport layer or an electron transport layer) and to suppress a decrease in color purity. An organic EL element provided with a region control layer has been proposed (see Patent Document 7).

国際公開第2008/102644号パンフレットInternational Publication No. 2008/102644 Pamphlet 特開2000−68057号公報JP 2000-68057 A 特開2003−282266号公報JP 2003-282266 A 国際公開第2005/91684号パンフレットInternational Publication No. 2005/91684 Pamphlet 特開2006−269232号公報JP 2006-269232 A 特開2006−172762号公報JP 2006-172762 A 特開2003−36980号公報JP 2003-36980 A

複数層の発光層が積層され、さらに発光層の間に所定の層が設けられた有機EL素子では、層の界面の数が増加するため、上述のように各層の界面にて劣化が生じるおそれがあり、寿命が短くなったり発光効率が低下したりすることが懸念される。よって、複数層の発光層が積層されており発光層の間に所定の層が設けられている場合に、長寿命および高効率を達成するためには、さらなる改善の余地がある。   In an organic EL element in which a plurality of light emitting layers are stacked and a predetermined layer is provided between the light emitting layers, the number of interface between layers increases, so that deterioration may occur at the interface of each layer as described above. There is a concern that the lifetime may be shortened or the light emission efficiency may be reduced. Therefore, when a plurality of light emitting layers are laminated and a predetermined layer is provided between the light emitting layers, there is room for further improvement in order to achieve a long life and high efficiency.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、高効率および長寿命を実現することが可能な有機EL素子を提供することを主目的とする。   This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the organic EL element which can implement | achieve high efficiency and a long lifetime.

上記目的を達成するために、本発明は、陽極と、上記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有するn層(nは2以上の整数)の発光層と、隣り合う上記発光層の間の少なくともいずれか1箇所に形成された1層以上(n−1)層以下の中間層と、上記n層の発光層上に形成された電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有し、上記正孔注入輸送層および上記電子注入輸送層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、上記正孔注入輸送層および上記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料が同一であり、上記中間層の構成材料と上記中間層に隣接する上記発光層のホスト材料とが異なり、上記中間層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL、上記中間層に隣接する上記発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEMLとしたとき、IpINL≠IpEMLであり、上記中間層の構成材料の電子親和力をEaINL、上記中間層に隣接する上記発光層のホスト材料の電子親和力をEaEMLとしたとき、EaINL≠EaEMLであり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記正孔注入輸送層に隣接する上記発光層のホスト材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、上記電子注入輸送層に隣接する上記発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4としたとき、Ip3≦Ip4であることを特徴とする有機EL素子を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides an anode, a hole injecting and transporting layer formed on the anode, and an n layer formed on the hole injecting and transporting layer and containing a host material and a light emitting dopant. (N is an integer greater than or equal to 2) light emitting layer, intermediate layer of 1 layer or more (n-1) layer or less formed in at least any one position between adjacent light emitting layers, and light emission of the n layer Bipolar having an electron injecting and transporting layer formed on the layer and a cathode formed on the electron injecting and transporting layer, wherein the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer can transport holes and electrons The bipolar material contained in the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer is the same, and the constituent material of the intermediate layer is different from the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer. , Ionization of the constituent material of the intermediate layer When Nsharu the Ip INL, the ionization potential of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer was set to Ip EML, an Ip INL ≠ Ip EML, the electron affinity of the constituent material of the intermediate layer Ea INL, the intermediate When the electron affinity of the host material of the light emitting layer adjacent to the layer is Ea EML , Ea INL ≠ Ea EML , the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 , and the hole injection transport layer When the electron affinity of the host material of the light emitting layer adjacent to Ea 2 is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 3 , adjacent to the electron injection transport layer Provided is an organic EL element characterized in that Ip 3 ≦ Ip 4 when the ionization potential of the host material of the light emitting layer is Ip 4 .

本発明によれば、正孔注入輸送層の構成材料と正孔注入輸送層に隣接する発光層のホスト材料との電子親和力の関係がEa1≧Ea2であるので、駆動中における正孔注入輸送層および発光層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。また、電子注入輸送層の構成材料と電子注入輸送層に隣接する発光層のホスト材料とのイオン化ポテンシャルの関係がIp3≦Ip4であるので、駆動中における電子注入輸送層および発光層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。さらに、正孔注入輸送層および電子注入輸送層が同一のバイポーラ材料を含有することにより、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、駆動中における各層の界面での劣化を効果的に抑制することができる。また、中間層の構成材料とこの中間層に隣接する発光層のホスト材料とが異なり、中間層の構成材料とこの中間層に隣接する発光層のホスト材料とのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係がIpINL≠IpEMLおよびEaINL≠EaEMLであるので、中間層と中間層に隣接する発光層との間に界面が生じ、多少のエネルギー障壁が存在することにより、中間層と発光層との間での電荷輸送において電荷の注入を制御し、発光効率を高めることができる。したがって、高効率で長寿命な有機EL素子とすることが可能である。 According to the present invention, since the electron affinity relationship between the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the light emitting layer adjacent to the hole injecting and transporting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , There is no charge accumulation at the interface between the transport layer and the light emitting layer, and deterioration can be suppressed. In addition, since the relationship between the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the light emitting layer adjacent to the electron injection transport layer is Ip 3 ≦ Ip 4 , the interface between the electron injection transport layer and the light emitting layer during driving In this case, there is no charge accumulation in the substrate and deterioration can be suppressed. Furthermore, since the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer contain the same bipolar material, even if holes penetrate into the electron injecting and transporting layer or electrons penetrate into the hole injecting and transporting layer, driving is in progress. It is possible to effectively suppress deterioration at the interface of each layer. In addition, the constituent material of the intermediate layer is different from the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer, and the relationship between the ionization potential and the electron affinity between the constituent material of the intermediate layer and the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is Since Ip INL ≠ Ip EML and Ea INL ≠ Ea EML , an interface is formed between the intermediate layer and the light emitting layer adjacent to the intermediate layer, and there is a slight energy barrier, so that there is a gap between the intermediate layer and the light emitting layer. It is possible to control the injection of charges in charge transport between them and increase the light emission efficiency. Therefore, a highly efficient and long-life organic EL element can be obtained.

上記発明においては、上記中間層が(n−1)層であり、上記各発光層間に上記中間層が形成されていることが好ましい。各発光層間に中間層が形成されていることにより、発光効率を一層高めることができるからである。   In the above invention, the intermediate layer is preferably an (n-1) layer, and the intermediate layer is preferably formed between the light emitting layers. This is because the light emission efficiency can be further improved by forming the intermediate layer between the light emitting layers.

また本発明においては、上記中間層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、上記正孔注入輸送層と上記電子注入輸送層と上記中間層とに含有されるバイポーラ材料が同一であることが好ましい。これらの層に含まれるバイポーラ材料が同一であれば、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、これらの層が劣化しにくくなるからである。   In the present invention, the intermediate layer contains a bipolar material capable of transporting holes and electrons, and the bipolar materials contained in the hole injection transport layer, the electron injection transport layer, and the intermediate layer are the same. Preferably there is. This is because, if the bipolar materials contained in these layers are the same, even if holes penetrate into the electron injecting and transporting layer or electrons penetrate into the hole injecting and transporting layer, these layers are not easily deteriorated. .

さらに本発明においては、上記n層の発光層の少なくとも一つが、上記発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と上記発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。n層の発光層の少なくとも一つがノンドープ領域を有することにより、ドープ領域中の発光ドーパントから他の物質へエネルギー移動が起こるのを抑制し、発光効率を高めることができるからである。   In the present invention, it is preferable that at least one of the n light emitting layers has one or more doped regions containing the light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing the light emitting dopant. This is because when at least one of the n light emitting layers has a non-doped region, energy transfer from the light emitting dopant in the doped region to other substances can be suppressed, and the light emission efficiency can be increased.

上記の場合、上記正孔注入輸送層に隣接する上記発光層が、上記正孔注入輸送層側に上記ノンドープ領域を有していてもよい。例えば、発光層に含まれる発光ドーパントから正孔注入輸送層の構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。また、発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、正孔注入輸送層から発光層への正孔注入を良好なものとすることができる。さらに、正孔注入輸送層の構成材料と発光層のホスト材料との電子親和力の関係がEa1≧Ea2であるものの、発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有するので、発光ドーパントによる電荷のトラップによって、発光層へ注入される電荷のバランスをとることができる。 In the above case, the light emitting layer adjacent to the hole injecting and transporting layer may have the non-doped region on the hole injecting and transporting layer side. For example, when energy transfer can occur from the light emitting dopant contained in the light emitting layer to the constituent material of the hole injecting and transporting layer, the light emitting layer has a non-doped region on the hole injecting and transporting layer side, so that the above energy transfer is unlikely to occur. The luminous efficiency can be improved. In addition, since the light emitting layer has a non-doped region on the hole injecting and transporting layer side, hole injection from the hole injecting and transporting layer to the light emitting layer can be improved. Further, although the electron affinity relationship between the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , the light emitting layer has a non-doped region on the hole injecting and transporting layer side. The charge trapped by can balance the charge injected into the light emitting layer.

また上記の場合、上記電子注入輸送層に隣接する上記発光層が、上記電子注入輸送層側に上記ノンドープ領域を有していてもよい。例えば、発光層に含まれる発光ドーパントから電子注入輸送層の構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。また、発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより電子注入輸送層から発光層への電子注入を良好なものとすることができる。さらに、電子注入輸送層の構成材料と発光層のホスト材料とのイオン化ポテンシャルの関係がIp3≦Ip4であるものの、発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有するので、発光ドーパントによる電荷のトラップによって、発光層へ注入される電荷のバランスをとることができる。 In the above case, the light emitting layer adjacent to the electron injecting and transporting layer may have the non-doped region on the electron injecting and transporting layer side. For example, when energy transfer can occur from the light emitting dopant contained in the light emitting layer to the constituent material of the electron injecting and transporting layer, the light emitting layer has a non-doped region on the electron injecting and transporting layer side so that the above energy transfer is less likely to occur and light emission Efficiency can be improved. In addition, since the light emitting layer has a non-doped region on the electron injecting and transporting layer side, electron injection from the electron injecting and transporting layer to the light emitting layer can be improved. Furthermore, although the relationship between the ionization potentials of the constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the light emitting layer is Ip 3 ≦ Ip 4 , the light emitting layer has a non-doped region on the electron injecting and transporting layer side. By this trap, the charge injected into the light emitting layer can be balanced.

さらに上記の場合、上記発光層が上記中間層側に上記ノンドープ領域を有していてもよい。例えば、発光層に含まれる発光ドーパントから中間層の構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、発光層が中間層側にノンドープ領域を有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができるからである。   Further, in the above case, the light emitting layer may have the non-doped region on the intermediate layer side. For example, when energy transfer can occur from the light-emitting dopant contained in the light-emitting layer to the constituent material of the intermediate layer, the light-emitting layer has a non-doped region on the intermediate layer side so that the above-described energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency is improved. Because it can.

また上記の場合、上記発光層が2箇所の上記ドープ領域を有し、上記2箇所のドープ領域の間に上記ノンドープ領域が配置されていてもよく、この場合、上記2箇所のドープ領域がそれぞれ異なる種類の発光ドーパントを含有することが好ましい。例えば、一方のドープ領域に含まれる発光ドーパントから他方のドープ領域に含まれる発光ドーパントへエネルギー移動が起こり得る場合には、これらの2つのドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができるからである。   In the above case, the light emitting layer may have the two doped regions, and the non-doped region may be disposed between the two doped regions. In this case, the two doped regions are respectively It is preferred to contain different types of luminescent dopants. For example, in the case where energy transfer can occur from a light-emitting dopant contained in one doped region to a light-emitting dopant contained in the other doped region, the non-doped region is disposed between these two doped regions. This is because energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved.

また本発明においては、上記n層の発光層のうち、少なくともいずれか一つが蛍光発光ドーパントを含有し、その他が燐光発光ドーパントを含有することが好ましい。蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動を抑制し、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   In the present invention, it is preferable that at least one of the n light emitting layers contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant. This is because energy transfer is suppressed between the fluorescent light-emitting dopant and the phosphorescent light-emitting dopant, the light emission efficiency is increased, and a desired light emission color can be obtained.

さらに本発明においては、上記n層の発光層が3層の発光層であり、上記3層の発光層が互いに発光色の異なる発光ドーパントを含有することが好ましい。例えば、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用いる場合には、3層の発光層にそれぞれ1種類の発光ドーパントを含有させ、3種類の発光ドーパントをそれぞれ光らせることで、白色光を得ることができるからである。   Furthermore, in the present invention, the n light emitting layers are preferably three light emitting layers, and the three light emitting layers preferably contain light emitting dopants having different emission colors. For example, when three types of light emitting dopants of red, blue, and green corresponding to the three primary colors of light are used, each of the three light emitting layers contains one type of light emitting dopant, and each of the three types of light emitting dopants emits light. This is because white light can be obtained.

本発明においては、複数層の発光層の間に発光層のホスト材料とは異なる材料から構成される中間層を設け、正孔注入輸送層の構成材料と正孔注入輸送層に隣接する発光層のホスト材料との電子親和力ならびに電子注入輸送層の構成材料と電子注入輸送層に隣接する発光層のホスト材料とのイオン化ポテンシャルを所定の関係とし、正孔注入輸送層および電子注入輸送層に同一のバイポーラ材料を用いることにより、高効率化および長寿命化を図ることができるという効果を奏する。   In the present invention, an intermediate layer made of a material different from the host material of the light emitting layer is provided between the plurality of light emitting layers, and the light emitting layer adjacent to the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer The electron affinity with the host material and the ionization potential of the constituent material of the electron injection / transport layer and the host material of the light emitting layer adjacent to the electron injection / transport layer are the same as those of the hole injection / transport layer and the electron injection / transport layer. By using this bipolar material, there is an effect that it is possible to achieve high efficiency and long life.

本発明の有機EL素子の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention.

以下、本発明の有機EL素子について詳細に説明する。
本発明の有機EL素子は、陽極と、上記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有するn層(nは2以上の整数)の発光層と、隣り合う上記発光層の間の少なくともいずれか1箇所に形成された1層以上(n−1)層以下の中間層と、上記n層の発光層上に形成された電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有し、上記正孔注入輸送層および上記電子注入輸送層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、上記正孔注入輸送層および上記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料が同一であり、上記中間層の構成材料と上記中間層に隣接する上記発光層のホスト材料とが異なり、上記中間層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL、上記中間層に隣接する上記発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEMLとしたとき、IpINL≠IpEMLであり、上記中間層の構成材料の電子親和力をEaINL、上記中間層に隣接する上記発光層のホスト材料の電子親和力をEaEMLとしたとき、EaINL≠EaEMLであり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記正孔注入輸送層に隣接する上記発光層のホスト材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、上記電子注入輸送層に隣接する上記発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4としたとき、Ip3≦Ip4であることを特徴とするものである。
Hereinafter, the organic EL device of the present invention will be described in detail.
The organic EL device of the present invention includes an anode, a hole injecting and transporting layer formed on the anode, and an n layer (n is 2) formed on the hole injecting and transporting layer and containing a host material and a light emitting dopant. Formed on at least one (n-1) or less intermediate layer formed in at least any one position between the adjacent light emitting layers and the n light emitting layers. An electron injection transport layer and a cathode formed on the electron injection transport layer, the hole injection transport layer and the electron injection transport layer containing a bipolar material capable of transporting holes and electrons. The bipolar material contained in the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer is the same, the constituent material of the intermediate layer is different from the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer, and the intermediate layer Ionization potential of I p INL , when the ionization potential of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is Ip EML , Ip INL ≠ Ip EML , and the electron affinity of the constituent material of the intermediate layer is Ea INL , When the electron affinity of the host material of the adjacent light emitting layer is Ea EML , Ea INL ≠ Ea EML , and the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 , adjacent to the hole injection transport layer When the electron affinity of the host material of the light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 3 , and the light emission adjacent to the electron injection transport layer is When the ionization potential of the host material of the layer is Ip 4 , Ip 3 ≦ Ip 4 .

なお、n層(nは2以上の整数)の発光層のうち、正孔注入輸送層に隣接する発光層を陽極側発光層と称し、電子注入輸送層に隣接する発光層を陰極側発光層と称し、陽極側発光層および陰極側発光層以外の発光層を中央発光層と称する場合がある。   Of the light emitting layers of n layers (n is an integer of 2 or more), the light emitting layer adjacent to the hole injecting and transporting layer is referred to as the anode side light emitting layer, and the light emitting layer adjacent to the electron injecting and transporting layer is referred to as the cathode side light emitting layer. The light emitting layer other than the anode side light emitting layer and the cathode side light emitting layer may be referred to as a central light emitting layer.

本発明の有機EL素子について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の有機EL素子の一例を示す概略断面図である。図1に例示するように、有機EL素子1は、3層の発光層(陽極側発光層5a,中央発光層5b,陰極側発光層5c)と2層の中間層(図1においては便宜上、第1中間層6a,第2中間層6bとする。)とを有しており、基板2上に、陽極3と正孔注入輸送層4と陽極側発光層5aと第1中間層6aと中央発光層5bと第2中間層6bと陰極側発光層5cと電子注入輸送層7と陰極8とが順次積層されたものである。正孔注入輸送層4および電子注入輸送層7はバイポーラ材料を含有しており、正孔注入輸送層4および電子注入輸送層7に含有されるバイポーラ材料は同一となっている。また、第1中間層6aの構成材料とこの第1中間層6aに隣接する陽極側発光層5aおよび中央発光層5bのホスト材料とは異なっている。同様に、第2中間層6bの構成材料とこの第2中間層6bに隣接する中央発光層5bおよび陰極側発光層5cのホスト材料とは異なっている。
The organic EL element of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL element of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the organic EL element 1 includes three light emitting layers (anode side light emitting layer 5a, central light emitting layer 5b, cathode side light emitting layer 5c) and two intermediate layers (in FIG. A first intermediate layer 6a and a second intermediate layer 6b) on the substrate 2, the anode 3, the hole injection transport layer 4, the anode side light emitting layer 5a, the first intermediate layer 6a and the center. The light emitting layer 5b, the second intermediate layer 6b, the cathode side light emitting layer 5c, the electron injecting and transporting layer 7, and the cathode 8 are sequentially laminated. The hole injection / transport layer 4 and the electron injection / transport layer 7 contain a bipolar material, and the bipolar materials contained in the hole injection / transport layer 4 and the electron injection / transport layer 7 are the same. The constituent material of the first intermediate layer 6a is different from the host material of the anode side light emitting layer 5a and the central light emitting layer 5b adjacent to the first intermediate layer 6a. Similarly, the constituent material of the second intermediate layer 6b is different from the host materials of the central light emitting layer 5b and the cathode side light emitting layer 5c adjacent to the second intermediate layer 6b.

図2〜図4はそれぞれ、本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。
図1に例示する有機EL素子において、図2〜図4に示すように、正孔注入輸送層4の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、陽極側発光層5aのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp2、電子注入輸送層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、陰極側発光層5cのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4とし、正孔注入輸送層4の構成材料の電子親和力をEa1、陽極側発光層5aのホスト材料の電子親和力をEa2、電子注入輸送層7の構成材料の電子親和力をEa3、陰極側発光層5cのホスト材料の電子親和力をEa4とする。
正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料の電子親和力の関係はEa1≧Ea2である。電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp3≦Ip4である。
また、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は同一のバイポーラ材料を含有することから、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp1=Ip3であり、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係はEa1=Ea3である。
2 to 4 are schematic views each showing an example of a band diagram of the organic EL element of the present invention.
In the organic EL device illustrated in FIG. 1, as shown in FIGS. 2 to 4, the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer 4 is Ip 1 , and the ionization potential of the host material of the anode side light emitting layer 5a is Ip 2. The ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer 7 is Ip 3 , the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer 5 c is Ip 4 , the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer 4 is Ea 1 , and the anode side the electron affinity of the host material in the light-emitting layer 5a Ea 2, the electron affinity of Ea 3 of material of the electron injection transport layer 7, the electron affinity of the host material for the cathode-side light-emitting layer 5c and Ea 4.
The relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 . The relationship between the constituent material of the electron injecting and transporting layer and the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer is Ip 3 ≦ Ip 4 .
Further, the hole and electron injecting and transporting layers from that containing the same bipolar material, the relationship of the ionization potential of a constituent material for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer is Ip 1 = Ip 3, The relationship between the electron affinity of the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer is Ea 1 = Ea 3 .

また、図1に例示する有機EL素子において、図2〜図4に示すように、陽極側発光層5aのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEML1、中央発光層5bのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEML2、陰極側発光層5cのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEML3、第1中間層6aの構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL1、第2中間層6bの構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL2とし、陽極側発光層5aのホスト材料の電子親和力をEaEML1、中央発光層5bのホスト材料の電子親和力をEaEML2、陰極側発光層5cのホスト材料の電子親和力をEaEML3、第1中間層6aの構成材料の電子親和力をEaINL1、第2中間層6bの構成材料の電子親和力をEaINL2とする。
第1中間層の構成材料と、第1中間層に隣接する陽極側発光層および中央発光層のホスト材料とは異なり、第1中間層の構成材料と、第1中間層に隣接する陽極側発光層および中央発光層のホスト材料とのイオン化ポテンシャルの関係は、IpINL1≠IpEML1、IpINL1≠IpEML2であり、第1中間層の構成材料と、第1中間層に隣接する陽極側発光層および中央発光層のホスト材料との電子親和力の関係は、EaINL1≠EaEML1、EaINL1≠EaEML2である。
また、第2中間層の構成材料と、第2中間層に隣接する中央発光層および陰極側発光層のホスト材料とは異なり、第2中間層の構成材料と、第2中間層に隣接する中央発光層および陰極側発光層のホスト材料とのイオン化ポテンシャルの関係は、IpINL2≠IpEML2、IpINL2≠IpEML3であり、第2中間層の構成材料と、第2中間層に隣接する中央発光層および陰極側発光層のホスト材料との電子親和力の関係は、EaINL2≠EaEML2、EaINL2≠EaEML3である。
Further, in the organic EL element illustrated in FIG. 1, as shown in FIGS. 2 to 4, the ionization potential of the host material of the anode side light emitting layer 5a is Ip EML1 , and the ionization potential of the host material of the central light emitting layer 5b is Ip EML2. the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer 5c Ip EML3, the ionization potential of the constituent material of the first intermediate layer 6a Ip INL1, the ionization potential of the constituent material of the second intermediate layer 6b and Ip INL2, anode-side light The electron affinity of the host material of the layer 5a is Ea EML1 , the electron affinity of the host material of the central light emitting layer 5b is Ea EML2 , the electron affinity of the host material of the cathode side light emitting layer 5c is Ea EML3 , and the constituent materials of the first intermediate layer 6a The electron affinity is Ea INL1 and the electron affinity of the constituent material of the second intermediate layer 6b is Ea INL2 .
Unlike the constituent material of the first intermediate layer and the host material of the anode side light emitting layer and the central light emitting layer adjacent to the first intermediate layer, the constituent material of the first intermediate layer and the anode side light emission adjacent to the first intermediate layer The relationship of the ionization potential with the host material of the layer and the central light emitting layer is Ip INL1 ≠ Ip EML1 and Ip INL1 ≠ Ip EML2 , and the constituent material of the first intermediate layer and the anode side light emitting layer adjacent to the first intermediate layer The relationship of the electron affinity with the host material of the central light emitting layer is Ea INL1 ≠ Ea EML1 and Ea INL1 ≠ Ea EML2 .
Further, unlike the constituent material of the second intermediate layer and the host material of the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer adjacent to the second intermediate layer, the constituent material of the second intermediate layer and the center adjacent to the second intermediate layer relation of the ionization potential of the host material of the light emitting layer and a cathode-side layer is a Ip INL2 ≠ Ip EML2, Ip INL2 ≠ Ip EML3, a constituent material of the second intermediate layer, a central luminous adjacent to the second intermediate layer relationship in electron affinity between the host material of the layer and the cathode side light emitting layer is Ea INL2 ≠ Ea EML2, Ea INL2 ≠ Ea EML3.

通常、図1に例示するような有機EL素子において、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料の電子親和力の関係がEa1≧Ea2であり、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルがIp3≦Ip4である場合には、発光層内で効率良く電荷再結合を起こし励起状態を生成させ放射失活させることが困難であり発光効率が低下したり、また対極への正孔および電子の突き抜けが起こり正孔注入輸送層へ電子が注入されたり電子注入輸送層へ正孔が注入されたりすることによって寿命特性が悪くなったりすることが想定される。 Usually, in the organic EL device as illustrated in FIG. 1, the relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2. When the ionization potential of the material and the host material of the cathode-side light-emitting layer is Ip 3 ≦ Ip 4 , it is difficult to efficiently generate charge recombination in the light-emitting layer, generate an excited state, and deactivate radiation. The efficiency deteriorates and the lifetime characteristics deteriorate due to the penetration of holes and electrons into the counter electrode and the injection of electrons into the hole injection / transport layer or the injection of holes into the electron injection / transport layer. It is assumed that

しかしながら、本発明においては、Ea1≧Ea2かつIp3≦Ip4であることにより、対極への正孔および電子の突き抜けは起こるものの、正孔および電子が円滑に輸送されるので、駆動中における正孔注入輸送層と陽極側発光層との界面および電子注入輸送層と陰極側発光層との界面での電荷の蓄積がなく、これらの層の界面での劣化を抑制することができる。
また、バイポーラ材料を正孔注入輸送層および電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における正孔注入輸送層と陽極側発光層との界面および電子注入輸送層と陰極側発光層との界面での劣化を効果的に抑制することができる。
さらに、中間層の構成材料とこの中間層に隣接する発光層のホスト材料とが異なるので、中間層とこの中間層に隣接する発光層との間に界面が生じる。そして、中間層の構成材料とこの中間層に隣接する発光層のホスト材料とのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係が、IpINL≠IpEMLかつEaINL≠EaEMLであるので、中間層と発光層との間での電荷輸送において多少のエネルギー障壁が存在する。これにより、中間層と発光層との間での電荷輸送において、電荷の注入を制御し、発光効率を高めることができる。
したがって、高効率化を図り、安定な寿命特性を得ることが可能である。
However, in the present invention, since Ea 1 ≧ Ea 2 and Ip 3 ≦ Ip 4 , holes and electrons penetrate into the counter electrode, but the holes and electrons are transported smoothly. There is no charge accumulation at the interface between the hole injecting and transporting layer and the anode side light emitting layer and at the interface between the electron injecting and transporting layer and the cathode side light emitting layer, and deterioration at the interface between these layers can be suppressed.
In addition, by using the bipolar material for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, the interface between the hole injecting and transporting layer and the anode side light emitting layer and the interface between the electron injecting and transporting layer and the cathode side light emitting layer during driving are used. Can be effectively suppressed.
Further, since the constituent material of the intermediate layer is different from the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer, an interface is formed between the intermediate layer and the light emitting layer adjacent to the intermediate layer. Since the relationship between the ionization potential and the electron affinity between the constituent material of the intermediate layer and the host material of the light emitting layer adjacent to this intermediate layer is Ip INL ≠ Ip EML and Ea INL ≠ Ea EML , the intermediate layer and the light emitting layer There are some energy barriers in charge transport to and from. Thereby, in the charge transport between the intermediate layer and the light emitting layer, the injection of charges can be controlled to increase the light emission efficiency.
Therefore, high efficiency can be achieved and stable life characteristics can be obtained.

また本発明によれば、正孔注入輸送層および電子注入輸送層が同一のバイポーラ材料を含有するので、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、正孔注入輸送層および電子注入輸送層が劣化するのを抑制することができる。また、真空蒸着法等により正孔注入輸送層および電子注入輸送層を成膜する場合には、共通の蒸着源を用いることができ、製造工程上有利である。   According to the present invention, since the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer contain the same bipolar material, holes may penetrate into the electron injecting and transporting layer, or electrons may penetrate into the hole injecting and transporting layer. In addition, the hole injection / transport layer and the electron injection / transport layer can be prevented from deteriorating. Further, when the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer are formed by vacuum deposition or the like, a common deposition source can be used, which is advantageous in the manufacturing process.

なお、各層の「構成材料」とは、各層が単一の材料で構成されている場合には、その材料をいい、また各層がホスト材料とドーパントとから構成されている場合には、ホスト材料をいう。   The “constituent material” of each layer refers to the material when each layer is composed of a single material, and the host material when each layer is composed of a host material and a dopant. Say.

各層の「構成材料のイオン化ポテンシャル」とは、各層が単一の材料で構成されている場合には、その材料のイオン化ポテンシャルをいい、また各層がホスト材料とドーパントとから構成されている場合には、ホスト材料のイオン化ポテンシャルをいう。同様に、各層の「構成材料の電子親和力」とは、各層が単一の材料で構成されている場合には、その材料の電子親和力をいい、また各層がホスト材料とドーパントとから構成されている場合には、ホスト材料の電子親和力をいう。   The “ionization potential of the constituent material” of each layer means the ionization potential of the material when each layer is made of a single material, and when each layer is made of a host material and a dopant. Refers to the ionization potential of the host material. Similarly, the “electron affinity of a constituent material” of each layer means the electron affinity of the material when each layer is made of a single material, and each layer is made up of a host material and a dopant. The electron affinity of the host material.

イオン化ポテンシャルは、UPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)により求めた値とする。また、電子親和力の測定方法としては、まずHOMOエネルギーをUPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)により求め、次いで光吸収によるエネルギーギャップ測定値と上記HOMOエネルギーから算出する方法を採用する。   The ionization potential is a value determined by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, measuring instrument name “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). As a method for measuring electron affinity, first, HOMO energy is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), and then an energy gap measurement value by light absorption and the above HOMO energy. The method of calculating from is adopted.

「中間層の構成材料と中間層に隣接する発光層のホスト材料とが異なる」とは、中間層に隣接する発光層が2層あることから、中間層の構成材料と、その中間層に隣接する2層の発光層のそれぞれのホスト材料とが異なることをいう。例えば図1においては、第1中間層6aには陽極側発光層5aおよび中央発光層5bが隣接しており、第1中間層6aの構成材料と、その第1中間層6aに隣接する陽極側発光層5aおよび中央発光層5bのそれぞれのホスト材料とが異なるものとなる。   “The material constituting the intermediate layer is different from the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer” means that there are two light emitting layers adjacent to the intermediate layer, so the material constituting the intermediate layer and the intermediate layer are adjacent. This means that the host materials of the two light emitting layers are different. For example, in FIG. 1, the anode side light emitting layer 5a and the center light emitting layer 5b are adjacent to the first intermediate layer 6a, and the constituent material of the first intermediate layer 6a and the anode side adjacent to the first intermediate layer 6a The host materials of the light emitting layer 5a and the central light emitting layer 5b are different.

「中間層の構成材料のイオン化ポテンシャルIpINLと、中間層に隣接する発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルIpEMLとの関係がIpINL≠IpEMLである」とは、中間層に隣接する発光層が2層あることから、中間層の構成材料のイオン化ポテンシャルIpINLと、その中間層に隣接する2層の発光層のそれぞれのホスト材料のイオン化ポテンシャルIpEMLとの関係がIpINL≠IpEMLであることを意味する。例えば図1においては、第1中間層6aには陽極側発光層5aおよび中央発光層5bが隣接しており、図2に例示するように、第1中間層6aの構成材料のイオン化ポテンシャルIpINL1と、第1中間層6aに隣接する陽極側発光層5aのホスト材料のイオン化ポテンシャルIpEML1および第1中間層6aに隣接する中央発光層5bのホスト材料のイオン化ポテンシャルIpEML2との関係がIpINL1≠IpEML1およびIpINL1≠IpEML2となる。 "The relationship between the ionization potential Ip INL of the constituent material of the intermediate layer and the ionization potential Ip EML of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is Ip INL ≠ Ip EML " means that the light emitting layer adjacent to the intermediate layer Since there are two layers, the relationship between the ionization potential Ip INL of the material constituting the intermediate layer and the ionization potential Ip EML of each host material of the two light emitting layers adjacent to the intermediate layer is Ip INL ≠ Ip EML It means that there is. For example, in FIG. 1, the anode side light emitting layer 5a and the central light emitting layer 5b are adjacent to the first intermediate layer 6a. As illustrated in FIG. 2, the ionization potential Ip INL1 of the constituent material of the first intermediate layer 6a is illustrated. And the ionization potential Ip EML1 of the host material of the anode side light emitting layer 5a adjacent to the first intermediate layer 6a and the ionization potential Ip EML2 of the host material of the central light emitting layer 5b adjacent to the first intermediate layer 6a is Ip INL1 ≠ Ip EML1 and Ip INL1 ≠ Ip EML2 .

「中間層の構成材料の電子親和力EaINLと、中間層に隣接する発光層のホスト材料の電子親和力EaEMLとの関係がEaINL≠EaEMLである」とは、中間層に隣接する発光層が2層あることから、中間層の構成材料の電子親和力EaINLと、その中間層に隣接する2層の発光層のそれぞれのホスト材料の電子親和力EaEMLとの関係がEaINL≠EaEMLであることを意味する。例えば図1においては、第1中間層6aには陽極側発光層5aおよび中央発光層5bが隣接しており、図2に例示するように、第1中間層6aの構成材料の電子親和力EaINL1と、第1中間層6aに隣接する陽極側発光層5aのホスト材料の電子親和力EaEML1および第1中間層6aに隣接する中央発光層5bのホスト材料の電子親和力EaEML2との関係がEaINL1≠EaEML1およびEaINL1≠EaEML2となる。 "The relationship between the electron affinity Ea INL of the constituent material of the intermediate layer and the electron affinity Ea EML of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is Ea INL ≠ Ea EML " means that the light emitting layer adjacent to the intermediate layer Therefore, the relationship between the electron affinity Ea INL of the material constituting the intermediate layer and the electron affinity Ea EML of each host material of the two light emitting layers adjacent to the intermediate layer is Ea INL ≠ Ea EML It means that there is. For example, in FIG. 1, the anode side light emitting layer 5a and the central light emitting layer 5b are adjacent to the first intermediate layer 6a, and as illustrated in FIG. 2, the electron affinity Ea INL1 of the constituent material of the first intermediate layer 6a. And the electron affinity Ea EML1 of the host material of the anode side light emitting layer 5a adjacent to the first intermediate layer 6a and the electron affinity Ea EML2 of the host material of the central light emitting layer 5b adjacent to the first intermediate layer 6a are Ea INL1 ≠ Ea EML1 and Ea INL1 ≠ Ea EML2 .

「バイポーラ材料」とは、正孔および電子のいずれをも安定に輸送することができる材料であって、材料に還元性ドーパントをドープしたものを用いて電子のユニポーラデバイスを作製した場合に電子を安定に輸送することができ、かつ、材料に酸化性ドーパントをドープしたものを用いて正孔のユニポーラデバイスを作製した場合に正孔を安定に輸送することができる材料をいう。ユニポーラデバイスを作製する際には、具体的には、還元性ドーパントとして、Csもしくは8−ヒドロキシキノリノラトリチウム(Liq)を材料にドープしたものを用いて電子のユニポーラデバイスを作製し、酸化性ドーパントとしてVもしくはMoOを材料にドープしたものを用いて正孔のユニポーラデバイスを作製することができる。 A “bipolar material” is a material that can stably transport both holes and electrons, and when a unipolar device for electrons is produced using a material doped with a reducing dopant, It refers to a material that can be stably transported and can transport holes stably when a unipolar device of holes is produced using a material doped with an oxidizing dopant. When producing a unipolar device, specifically, an electron unipolar device is produced using a material doped with Cs or 8-hydroxyquinolinolatolithium (Liq) as a reducing dopant, and is oxidized. A hole unipolar device can be fabricated using a material doped with V 2 O 5 or MoO 3 as a dopant.

以下、本発明の有機EL素子における各構成について説明する。   Hereinafter, each structure in the organic EL element of this invention is demonstrated.

1.イオン化ポテンシャルおよび電子親和力
本発明においては、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、陽極側発光層のホスト材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、陰極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4としたとき、Ip3≦Ip4である。
また、中間層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL、中間層に隣接する発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEMLとしたとき、IpINL≠IpEMLであり、中間層の構成材料の電子親和力をEaINL、中間層に隣接する発光層のホスト材料の電子親和力をEaEMLとしたとき、EaINL≠EaEMLである。
1. In the present invention, when the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 , and the electron affinity of the host material of the anode side light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 When the ionization potential of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ip 3 , and the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer is Ip 4 , Ip 3 ≦ Ip 4 is satisfied.
In addition, when the ionization potential of the material constituting the intermediate layer is Ip INL and the ionization potential of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is Ip EML , Ip INL ≠ Ip EML , and the electron affinity of the material constituting the intermediate layer the Ea INL, when the electron affinity of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer was Ea EML, an Ea INL ≠ Ea EML.

正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料の電子親和力の関係としては、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、陽極側発光層のホスト材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であればよいが、中でも、Ea1>Ea2であることが好ましい。Ea1>Ea2かつIp1<Ip2であれば、陽極側発光層のホスト材料のバンドギャップエネルギーを比較的大きくすることができるからである。例えば、発光効率の向上のために、陽極側発光層のホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たすように、ホスト材料および発光ドーパントを選択することが容易となる。 The electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer is expressed as follows: Ea 1 is the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer, and When Ea 2 is satisfied, Ea 1 ≧ Ea 2 may be satisfied, but among them, Ea 1 > Ea 2 is preferable. This is because if Ea 1 > Ea 2 and Ip 1 <Ip 2 , the band gap energy of the host material of the anode side light emitting layer can be made relatively large. For example, in order to improve the light emission efficiency, it becomes easy to select the host material and the light emitting dopant so that the ionization potential and the electron affinity of the host material and the light emitting dopant of the anode side light emitting layer satisfy a predetermined relationship.

Ea1>Ea2の場合、Ea1およびEa2の差としては、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。 When Ea 1 > Ea 2 , the difference between Ea 1 and Ea 2 varies depending on the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer, but specifically 0.1 eV. It is preferable to set it above, and it is more preferable to set it as 0.2 eV or more.

正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、陽極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp2としたとき、通常はIp1≦Ip2とされる。中でも、Ip1<Ip2であることが好ましい。正孔注入輸送層から陽極側発光層への正孔輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、正孔の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 Regarding the relationship between the ionization potential of the hole injection / transport layer material and the anode side emission layer host material, the ionization potential of the hole injection / transport layer component material is Ip 1 , and the ionization potential of the anode side emission layer host material is when the ip 2, typically are ip 1 ≦ ip 2. Among these, Ip 1 <Ip 2 is preferable. This is because the presence of a certain energy barrier in the hole transport from the hole injection transport layer to the anode side light emitting layer can control the injection of holes and increase the light emission efficiency.

Ip1<Ip2の場合、Ip1およびIp2の差としては、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。なお、Ip1およびIp2の差が比較的大きい場合であっても、駆動電圧を比較的高くすれば、正孔注入輸送層から陽極側発光層へ正孔を輸送させることができる。 In the case of Ip 1 <Ip 2 , the difference between Ip 1 and Ip 2 varies depending on the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer, but specifically 0.1 eV It is preferable to set it above, and it is more preferable to set it as 0.2 eV or more. Even when the difference between Ip 1 and Ip 2 is relatively large, holes can be transported from the hole injecting and transporting layer to the anode side light emitting layer if the driving voltage is relatively high.

電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、陰極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4としたとき、Ip3≦Ip4であればよいが、中でも、Ip3<Ip4であることが好ましい。Ip3<Ip4かつEa3>Ea4であれば、陰極側発光層のホスト材料のバンドギャップエネルギーを比較的大きくすることができるからである。例えば、発光効率の向上のために、陰極側発光層のホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たすように、ホスト材料および発光ドーパントを選択することが容易となる。 Electron injection as the relationship between the material and the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer of the transport layer, the ionization potential of the Ip 3 of material of the electron injecting and transporting layer, the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer Ip 4 If Ip 3 ≦ Ip 4 , it is preferable that Ip 3 <Ip 4 among them. This is because if Ip 3 <Ip 4 and Ea 3 > Ea 4 , the band gap energy of the host material of the cathode-side light emitting layer can be made relatively large. For example, in order to improve the light emission efficiency, it becomes easy to select the host material and the light emitting dopant so that the ionization potential and the electron affinity of the host material and the light emitting dopant of the cathode side light emitting layer satisfy a predetermined relationship.

Ip3<Ip4の場合、Ip3およびIp4の差としては、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。 In the case of Ip 3 <Ip 4 , the difference between Ip 3 and Ip 4 varies depending on the constituent material of the electron injection / transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer, but specifically 0.1 eV or more And more preferably 0.2 eV or more.

電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料の電子親和力の関係としては、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3、陰極側発光層のホスト材料の電子親和力をEa4、としたとき、通常はEa3≧Ea4とされる。中でも、Ea3>Ea4であることが好ましい。電子注入輸送層から陰極側発光層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 Regarding the relationship between the electron affinity of the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer, the electron affinity of the constituent material of the electron injection transport layer is Ea 3 , and the electron affinity of the host material of the cathode side light emitting layer is Ea 4 In general, Ea 3 ≧ Ea 4 is set. Among these, it is preferable that Ea 3 > Ea 4 . This is because the presence of some energy barrier in the electron transport from the electron injection transport layer to the cathode side light emitting layer makes it possible to control the electron injection and increase the light emission efficiency.

Ea3>Ea4の場合、Ea3およびEa4の差としては、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上0.5eV以下とすることがより好ましい。なお、Ea3およびEa4の差が比較的大きい場合であっても、駆動電圧を比較的高くすれば、電子注入輸送層から陰極側発光層へ電子を輸送させることができる。 In the case of Ea 3 > Ea 4 , the difference between Ea 3 and Ea 4 varies depending on the constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the cathode side light emitting layer, but specifically 0.1 eV or more It is preferable to set it as 0.2 eV or more and 0.5 eV or less. Even when the difference between Ea 3 and Ea 4 is relatively large, electrons can be transported from the electron injecting and transporting layer to the cathode side light emitting layer if the driving voltage is relatively high.

中間層の構成材料および中間層に隣接する発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、中間層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL、中間層に隣接する発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEMLとしたとき、IpINL≠IpEMLであればよく、IpINL<IpEMLおよびIpINL>IpEMLのいずれであってもよい。例えば、第1中間層6aの構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL1、第1中間層に隣接する陽極側発光層5aのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEML1としたとき、図2に示すようにIpINL1<IpEML1であってもよく、図3に示すようにIpINL1>IpEML1であってもよい。
また、2層以上の中間層が形成されている場合、図2に示すように、すべての中間層(6a,6b)がそれぞれ隣接する発光層(5a,5b,5c)に対してIpINL<IpEMLの関係を満たしていてもよく、図3に示すように、すべての中間層(6a,6b)がそれぞれ隣接する発光層(5a,5b,5c)に対してIpINL>IpEMLの関係を満たしていてもよく、図示しないが、隣接する発光層に対してIpINL<IpEMLの関係にある中間層と、隣接する発光層に対してIpINL>IpEMLの関係にある中間層とが混在していてもよい。
The ionization potential of the material constituting the intermediate layer and the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is expressed by Ip INL as the ionization potential of the material constituting the intermediate layer and the ionization potential of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer When Ip EML is set, Ip INL ≠ Ip EML may be satisfied, and any of Ip INL <Ip EML and Ip INL > Ip EML may be used. For example, when the ionization potential of the constituent material of the first intermediate layer 6a is Ip INL1 and the ionization potential of the host material of the anode side light emitting layer 5a adjacent to the first intermediate layer is Ip EML1 , Ip INL1 as shown in FIG. <Ip EML1 may be used, and as shown in FIG. 3, Ip INL1 > Ip EML1 may be used.
When two or more intermediate layers are formed, as shown in FIG. 2, all the intermediate layers (6a, 6b) have Ip INL < The relationship of Ip EML may be satisfied, and as shown in FIG. 3, the relationship of Ip INL > Ip EML with respect to the light emitting layers (5a, 5b, 5c) in which all the intermediate layers (6a, 6b) are respectively adjacent Although not shown, an intermediate layer having a relationship of Ip INL <Ip EML with respect to the adjacent light emitting layer and an intermediate layer having a relationship of Ip INL > Ip EML with respect to the adjacent light emitting layer may be included. May be mixed.

IpINL<IpEMLまたはIpINL>IpEMLの場合、IpINLおよびIpEMLの差としては、中間層の構成材料および発光層のホスト材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上0.5eV以下とすることがより好ましい。 In the case of Ip INL <Ip EML or Ip INL > Ip EML , the difference between Ip INL and Ip EML varies depending on the constituent material of the intermediate layer and the host material of the light emitting layer. 1 eV or more is preferable, and 0.2 eV or more and 0.5 eV or less is more preferable.

中間層の構成材料および中間層に隣接する発光層のホスト材料の電子親和力の関係としては、中間層の構成材料の電子親和力をEaINL、中間層に隣接する発光層のホスト材料の電子親和力をEaEMLとしたとき、EaINL≠EaEMLであればよく、EaINL>EaEMLおよびEaINL<EaEMLのいずれであってもよい。例えば、第1中間層6aの構成材料の電子親和力をEaINL1、第1中間層に隣接する陽極側発光層5aのホスト材料のイオン化ポテンシャルをEaEML1としたとき、図2に示すようにEaINL1>EaEML1であってもよく、図3に示すようにEaINL1<EaEML1であってもよい。
また、2層以上の中間層が形成されている場合、図2に示すように、すべての中間層(6a,6b)がそれぞれ隣接する発光層(5a,5b,5c)に対してEaINL>EaEMLの関係を満たしていてもよく、図3に示すように、すべての中間層(6a,6b)がそれぞれ隣接する発光層(5a,5b,5c)に対してEaINL<EaEMLの関係を満たしていてもよく、図示しないが、隣接する発光層に対してEaINL>EaEMLの関係にある中間層と、隣接する発光層に対してEaINL<EaEMLの関係にある中間層とが混在していてもよい。
The electron affinity of the material constituting the intermediate layer and the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is expressed as follows: Ea INL is the electron affinity of the material constituting the intermediate layer, and the electron affinity of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is When Ea EML is set, Ea INL ≠ Ea EML may be satisfied, and any of Ea INL > Ea EML and Ea INL <Ea EML may be used. For example, when the electron affinity of the constituent material of the first intermediate layer 6a is Ea INL1 and the ionization potential of the host material of the anode side light emitting layer 5a adjacent to the first intermediate layer is Ea EML1 , Ea INL1 as shown in FIG. > Ea EML1 or Ea INL1 <Ea EML1 as shown in FIG.
Further, when two or more intermediate layers are formed, as shown in FIG. 2, all the intermediate layers (6a, 6b) have Ea INL > The relationship of Ea EML may be satisfied, and as shown in FIG. 3, all the intermediate layers (6a, 6b) have a relationship of Ea INL <Ea EML with respect to the adjacent light emitting layers (5a, 5b, 5c). Although not shown, an intermediate layer that has a relationship of Ea INL > Ea EML with respect to the adjacent light emitting layer, and an intermediate layer that has a relationship of Ea INL <Ea EML with respect to the adjacent light emitting layer May be mixed.

EaINL>EaEMLまたはEaINL<EaEMLの場合、EaINLおよびEaEMLの差としては、中間層の構成材料および発光層のホスト材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上0.5eV以下とすることがより好ましい。 When Ea INL > Ea EML or Ea INL <Ea EML , the difference between Ea INL and Ea EML varies depending on the constituent material of the intermediate layer and the host material of the light emitting layer. It is preferably 1 eV or more, more preferably 0.2 eV or more and 0.5 eV or less.

また、中間層の構成材料と中間層に隣接する発光層の発光ドーパントとのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係としては、中間層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL、発光層の発光ドーパントのイオン化ポテンシャルをIpdとしたとき、IpINL>Ipdであり、かつ、中間層の構成材料の電子親和力をEaINL、発光層の発光ドーパントの電子親和力をEadとしたとき、EaINL<Eadであることが好ましい。中間層の構成材料と中間層に隣接する発光層の発光ドーパントとのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が上記の関係を満たす場合には、発光効率を高めることができるからである。 The ionization potential and electron affinity between the constituent material of the intermediate layer and the light-emitting dopant of the light-emitting layer adjacent to the intermediate layer are expressed as Ip INL and the ionization potential of the light-emitting dopant of the light-emitting layer. When Ip d is Ip INL > Ip d , and when the electron affinity of the constituent material of the intermediate layer is Ea INL and the electron affinity of the light emitting dopant of the light emitting layer is Ea d , Ea INL <Ea d Preferably there is. This is because when the ionization potential and electron affinity between the constituent material of the intermediate layer and the light-emitting dopant of the light-emitting layer adjacent to the intermediate layer satisfy the above relationship, the light emission efficiency can be increased.

ここで、発光層の発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、次のようにして得られる。イオン化ポテンシャルは、UPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)により求める。一方、電子親和力の測定方法としては、まずUPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)によりHOMOエネルギーを求め、次いで光吸収によるエネルギーギャップ測定値と上記HOMOエネルギーから算出する方法を採用する。   Here, the ionization potential and the electron affinity of the light-emitting dopant of the light-emitting layer are obtained as follows. The ionization potential is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, measuring instrument name “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). On the other hand, as a method for measuring electron affinity, first, HOMO energy is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), and then an energy gap measurement value by light absorption and the above HOMO energy. The method of calculating from is adopted.

正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は同一のバイポーラ材料を含有することから、Ip1=Ip3である。また、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3としたとき、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は同一のバイポーラ材料を含有することから、Ea1=Ea3である。 Regarding the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the hole injection transport layer and the electron injection transport layer, the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer is Ip 1 , and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 3 Then, since the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer contain the same bipolar material, Ip 1 = Ip 3 . The electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer includes Ea 1 as the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer, and Ea 1 When 3 , the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer contain the same bipolar material, so Ea 1 = Ea 3 .

本発明においては、図5に例示するように、陽極3および正孔注入輸送層4の間に第2正孔注入輸送層9が形成されていてもよい。
この場合、第2正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa5、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1とすると、Ea5<Ea1であることが好ましい。陽極側への電子の突き抜けが起こり正孔注入輸送層へ電子が注入されたとしても、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層間にエネルギー障壁が存在することにより第2正孔注入輸送層から陽極側への電子の突き抜けを防ぐことができる。そのため、第2正孔注入輸送層および陽極の界面での劣化を抑制することができる。また、第2正孔注入輸送層の構成材料は、正孔注入輸送層の構成材料と比較して、材料選択の幅が広く、第2正孔注入輸送層に好適な材料を用いることができる。これにより、陽極から第2正孔注入輸送層への正孔注入において有利な構成とすることができる。
In the present invention, as illustrated in FIG. 5, a second hole injection transport layer 9 may be formed between the anode 3 and the hole injection transport layer 4.
In this case, the second hole injecting and transporting layer Ea 5 the electron affinity of the constituent material of the electron affinity of the constituent material for the hole injecting and transporting layer and Ea 1, is preferably Ea 5 <Ea 1. Even if electrons penetrate to the anode side and electrons are injected into the hole injecting and transporting layer, the second hole injecting and transporting is caused by the existence of an energy barrier between the second hole injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer. Electron penetration from the layer to the anode side can be prevented. Therefore, deterioration at the interface between the second hole injecting and transporting layer and the anode can be suppressed. Further, the constituent material of the second hole injecting and transporting layer has a wider range of material selection than the constituent material of the hole injecting and transporting layer, and a material suitable for the second hole injecting and transporting layer can be used. . Thereby, it can be set as an advantageous structure in the hole injection from an anode to a 2nd hole injection transport layer.

Ea5<Ea1の場合、Ea5およびEa1の差としては、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜2.0eVの範囲内である。 In the case of Ea 5 <Ea 1 , the difference between Ea 5 and Ea 1 varies depending on the constituent materials of the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer, but specifically 0.1 eV It is preferable to set it as the above, More preferably, it exists in the range of 0.2 eV-2.0 eV.

一方、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、Ea5≧Ea1であることも好ましい。これにより、駆動中における第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができるからである。 On the other hand, as the relationship of the electron affinity of the constituent materials of the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer, it is also preferable that Ea 5 ≧ Ea 1 . This is because there is no charge accumulation at the interface between the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer during driving, and deterioration can be suppressed.

上記の場合、第2正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp5、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1とすると、通常はIp5≦Ip1とされる。中でも、Ip5<Ip1であることが好ましい。陽極側発光層のエネルギーギャップが比較的大きい場合には、陽極側発光層へ正孔が輸送され難くなるが、Ip5<Ip1となるように陽極および正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成されていることにより、陽極側発光層へ正孔を円滑に輸送することができるからである。また、第2正孔注入輸送層から正孔注入輸送層への正孔輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、正孔の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 In the above case, if the ionization potential of the constituent material of the second hole injecting and transporting layer is Ip 5 and the ionizing potential of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ip 1 , usually Ip 5 ≦ Ip 1 . Among these, Ip 5 <Ip 1 is preferable. When the energy gap of the anode-side light-emitting layer is relatively large, but the hole to the anode side light emitting layer is not easily transported, first between Ip 5 <Ip 1 and comprising as anode and the hole injection transport layer 2 This is because holes can be smoothly transported to the anode side light emitting layer by forming the hole injecting and transporting layer. In addition, the presence of a certain energy barrier in the hole transport from the second hole injecting and transporting layer to the hole injecting and transporting layer makes it possible to control the injection of holes and increase the light emission efficiency.

Ip5<Ip1の場合、Ip5およびIp1の差の差としては、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ip 5 <Ip 1 , the difference between Ip 5 and Ip 1 varies depending on the constituent materials of the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer. 0.1 eV or more is preferable, and more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.

本発明においては、図5に例示するように、電子注入輸送層7および陰極8の間に第2電子注入輸送層10が形成されていてもよい。
この場合、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp6とすると、Ip3<Ip6であることが好ましい。陰極側への正孔の突き抜けが起こり電子注入輸送層へ正孔が注入されたとしても、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層間にエネルギー障壁が存在することにより第2電子注入輸送層から陰極側への正孔の突き抜けを防ぐことができる。そのため、第2電子注入輸送層および陰極の界面での劣化を抑制することができる。また、第2電子注入輸送層の構成材料は、電子注入輸送層の構成材料と比較して、材料選択の幅が広く、第2電子注入輸送層に好適な材料を用いることができる。これにより、陰極から第2電子注入輸送層への電子注入において有利な構成とすることができる。
In the present invention, as illustrated in FIG. 5, the second electron injection / transport layer 10 may be formed between the electron injection / transport layer 7 and the cathode 8.
In this case, electron injection material constituting the transport layer ionization potential of Ip 3, when the ionization potential of the constituent material of the second electron injecting and transporting layer and Ip 6, it is preferable that Ip 3 <Ip 6. Even if holes penetrate to the cathode side and holes are injected into the electron injecting and transporting layer, there is an energy barrier between the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer. Hole penetration to the cathode side can be prevented. Therefore, it is possible to suppress deterioration at the interface between the second electron injecting and transporting layer and the cathode. In addition, the constituent material of the second electron injecting and transporting layer has a wider range of material selection than the constituent material of the electron injecting and transporting layer, and a material suitable for the second electron injecting and transporting layer can be used. Thereby, it can be set as an advantageous structure in the electron injection from a cathode to the 2nd electron injection transport layer.

Ip3<Ip6の場合、Ip3およびIp6の差としては、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜2.0eVの範囲内である。 In the case of Ip 3 <Ip 6 , the difference between Ip 3 and Ip 6 varies depending on the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, but specifically 0.1 eV or more. More preferably, it is in the range of 0.2 eV to 2.0 eV.

一方、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、Ip3≧Ip6であることも好ましい。これにより、駆動中における第2電子注入輸送層および電子注入輸送層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができるからである。 On the other hand, the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer is preferably Ip 3 ≧ Ip 6 . This is because there is no charge accumulation at the interface between the second electron injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer during driving, and deterioration can be suppressed.

上記の場合、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3、第2電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa6とすると、通常はEa3≦Ea6とされる。中でも、Ea3<Ea6であることが好ましい。陰極側発光層のエネルギーギャップが比較的大きい場合には、陰極側発光層へ電子が輸送され難くなるが、Ea3<Ea6となるように陰極および電子注入輸送層の間に第2電子注入輸送層が形成されていることにより、陰極側発光層へ電子を円滑に輸送することができるからである。また、第2電子注入輸送層から電子注入輸送層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 In the above case, if the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ea 3 , and the electron affinity of the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is Ea 6 , Ea 3 ≦ Ea 6 is usually satisfied. Among these, it is preferable that Ea 3 <Ea 6 is satisfied. When the energy gap of the cathode side light emitting layer is relatively large, electrons are not easily transported to the cathode side light emitting layer, but the second electron injection is between the cathode and the electron injection transport layer so that Ea 3 <Ea 6 This is because by forming the transport layer, electrons can be transported smoothly to the cathode-side light emitting layer. In addition, since there is a slight energy barrier in electron transport from the second electron injection transport layer to the electron injection transport layer, electron injection can be controlled and light emission efficiency can be increased.

Ea3<Ea6の場合、Ea3およびEa6の差としては、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ea 3 <Ea 6 , the difference between Ea 3 and Ea 6 varies depending on the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, but specifically 0.1 eV or more. More preferably, it is in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.

本発明においては、図6に例示するように、第2正孔注入輸送層9および正孔注入輸送層4の間に第3正孔注入輸送層11が形成されていてもよい。
この場合、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、第2正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa5、第3正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa7、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1としたとき、Ea5<Ea7、Ea7≧Ea1であることが好ましい。これにより、陽極および第2正孔注入輸送層の界面、ならびに、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の界面での劣化を抑制することができるからである。また、Ea5<Ea7であるので、第2正孔注入輸送層の構成材料の選択肢の幅が広くなるからである。
In the present invention, as illustrated in FIG. 6, a third hole injection transport layer 11 may be formed between the second hole injection transport layer 9 and the hole injection transport layer 4.
In this case, the electron affinity of the constituent materials of the second hole injecting and transporting layer, the third hole injecting and transporting layer, and the constituent material of the second hole injecting and transporting layer is expressed as Ea 5. When the electron affinity of the constituent material of the third hole injecting and transporting layer is Ea 7 and the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ea 1 , Ea 5 <Ea 7 , Ea 7 ≧ Ea 1 It is preferable. This is because deterioration at the interface between the anode and the second hole injection transport layer and the interface between the third hole injection transport layer and the hole injection transport layer can be suppressed. Further, since Ea 5 <Ea 7 , the range of options for the constituent material of the second hole injecting and transporting layer is widened.

Ea5<Ea7の場合、Ea5およびEa7の差としては、第2正孔注入輸送層および第3正孔注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜2.0eVの範囲内である。 In the case of Ea 5 <Ea 7 , the difference between Ea 5 and Ea 7 varies depending on the constituent materials of the second hole injection transport layer and the third hole injection transport layer, but specifically 0 0.1 eV or more is preferable, and more preferably in the range of 0.2 eV to 2.0 eV.

一方、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、Ea5≧Ea7≧Ea1であることも好ましい。これにより、駆動中における各層の界面での劣化を抑制することができるからである。 On the other hand, as the relationship of the electron affinity of the constituent materials of the second hole injection transport layer, the third hole injection transport layer, and the hole injection transport layer, it is also preferable that Ea 5 ≧ Ea 7 ≧ Ea 1 . This is because deterioration at the interface of each layer during driving can be suppressed.

上記の場合、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、第2正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp5、第3正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp7、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1としたとき、通常はIp5≦Ip7≦Ip1とされる。中でも、Ip5<Ip7<Ip1であることが好ましい。Ip5およびIp1の差が比較的大きい場合には正孔が輸送され難くなるが、Ip5<Ip7<Ip1となるように第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の間に第3正孔注入輸送層が形成されていることにより、正孔を円滑に輸送することができるからである。また、多少のエネルギー障壁が存在することにより、正孔の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 In the above case, the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the second hole injection transport layer, the third hole injection transport layer, and the hole injection transport layer is as follows. Ip 5 , where the ionization potential of the constituent material of the third hole injection transport layer is Ip 7 and the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer is Ip 1 , usually Ip 5 ≦ Ip 7 ≦ Ip 1 The Among these, Ip 5 <Ip 7 <Ip 1 is preferable. When the difference between Ip 5 and Ip 1 is relatively large, holes are hardly transported, but between the second hole injecting and transporting layer so that Ip 5 <Ip 7 <Ip 1 This is because the holes can be transported smoothly by forming the third hole injecting and transporting layer. In addition, the presence of a slight energy barrier can control the injection of holes and increase the light emission efficiency.

Ip5<Ip7<Ip1の場合、Ip5およびIp7の差、ならびに、Ip7およびIp1の差としては、正孔注入輸送層、第2正孔注入輸送層および第3正孔注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的にはそれぞれ0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ip 5 <Ip 7 <Ip 1 , the difference between Ip 5 and Ip 7 and the difference between Ip 7 and Ip 1 are the hole injection transport layer, the second hole injection transport layer, and the third hole injection. Although it differs depending on the constituent material of the transport layer, specifically, it is preferably set to 0.1 eV or more, and more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.

本発明においては、図6に例示するように、電子注入輸送層7および第2電子注入輸送層10の間に第3電子注入輸送層12が形成されていてもよい。
この場合、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、第3電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp8、第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp6としたとき、Ip3≧Ip8、Ip8<Ip6であることが好ましい。これにより、電子注入輸送層および第3電子注入輸送層の界面、ならびに、第2正孔注入輸送層および陰極の界面での劣化を抑制することができるからである。また、Ip8<Ip6であるので、第2電子注入輸送層の構成材料の選択肢の幅が広くなるからである。
In the present invention, as illustrated in FIG. 6, a third electron injection / transport layer 12 may be formed between the electron injection / transport layer 7 and the second electron injection / transport layer 10.
In this case, the electron injecting and transporting layer, the relation of the ionization potential of a constituent material of the third electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, the ionization potential of the constituent material for the electron injecting and transporting layer Ip 3, the third electronic injection when the ionization potential of the constituent material of the transport layer Ip 8, the ionization potential of the constituent material of the second electron injection transport layer was Ip 6, Ip 3 ≧ Ip 8 , Ip 8 < is preferably Ip 6. This is because deterioration at the interface between the electron injecting and transporting layer and the third electron injecting and transporting layer and at the interface between the second hole injecting and transporting layer and the cathode can be suppressed. Further, since Ip 8 <Ip 6 , the range of options for the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is widened.

Ip8<Ip6の場合、Ip8およびIp6の差としては、第2電子注入輸送層および第3電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜2.0eVの範囲内である。 In the case of Ip 8 <Ip 6 , the difference between Ip 8 and Ip 6 varies depending on the constituent materials of the second electron injection transport layer and the third electron injection transport layer, but specifically 0.1 eV. It is preferable to set it as the above, More preferably, it exists in the range of 0.2 eV-2.0 eV.

一方、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、Ip3≧Ip8≧Ip6であることも好ましい。これにより、駆動中における各層の界面での劣化を抑制することができるからである。 On the other hand, as the relationship of ionization potentials of the constituent materials of the electron injection transport layer, the third electron injection transport layer, and the second electron injection transport layer, it is also preferable that Ip 3 ≧ Ip 8 ≧ Ip 6 . This is because deterioration at the interface of each layer during driving can be suppressed.

上記の場合、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3、第3電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa8、第2電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa6としたとき、通常はEa3≦Ea8≦Ea6とされる。中でも、Ea3<Ea8<Ea6であることが好ましい。Ea3およびEa6の差が比較的大きい場合には電子が輸送され難くなるが、Ea3<Ea8<Ea6となるように電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の間に第3電子注入輸送層が形成されていることにより、電子を円滑に輸送することができるからである。また、多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 In the above case, the electron affinity of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer, the third electron injecting and transporting layer, and the second electron injecting and transporting layer is expressed as Ea 3 , When the electron affinity of the constituent material of the injection / transport layer is Ea 8 and the electron affinity of the constituent material of the second electron injection / transport layer is Ea 6 , usually, Ea 3 ≦ Ea 8 ≦ Ea 6 . Among these, it is preferable that Ea 3 <Ea 8 <Ea 6 . When the difference between Ea 3 and Ea 6 is relatively large, electrons are difficult to be transported, but the third electron injection transport layer and the second electron injection transport layer are arranged so that Ea 3 <Ea 8 <Ea 6 . This is because electrons can be transported smoothly by forming the electron injecting and transporting layer. In addition, the presence of a slight energy barrier can control the injection of electrons and increase the light emission efficiency.

Ea3<Ea8<Ea6の場合、Ea3およびEa8の差、ならびに、Ea8およびEa6の差としては、電子注入輸送層、第2電子注入輸送層および第3電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的にはそれぞれ0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ea 3 <Ea 8 <Ea 6 , the difference between Ea 3 and Ea 8 and the difference between Ea 8 and Ea 6 are as follows: Although it differs depending on the constituent material, specifically, it is preferably set to 0.1 eV or more, and more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.

なお、各層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の測定方法は、上述したとおりである。   In addition, the measuring method of the ionization potential and electron affinity of the constituent material of each layer is as having mentioned above.

2.中間層
本発明における中間層は、隣り合う発光層の間の少なくともいずれか1箇所に形成されるものであり、n層の発光層に対して1層以上(n−1)層以下の中間層が形成される。また、中間層の構成材料とこの中間層に隣接する発光層のホスト材料とは異なっている。
2. Intermediate layer The intermediate layer in the present invention is formed in at least any one position between adjacent light emitting layers, and is an intermediate layer having one or more (n-1) layers or less with respect to the n light emitting layers. Is formed. The constituent material of the intermediate layer is different from the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer.

なお、「中間層が、隣り合う発光層の間の少なくともいずれか1箇所に形成されている」とは、例えば発光層が3層以上であり、隣り合う発光層の間が2箇所以上ある場合には、少なくとも1箇所に中間層が形成されていることをいう。例えば図1および図7に示すように発光層(5a,5b,5c)が3層である場合には、隣り合う発光層の間は、陽極側発光層5aおよび中央発光層5bの間と中央発光層5bおよび陰極側発光層5cの間との2箇所となるが、図1に例示するように隣り合う発光層(5a,5b,5c)の間のすべての箇所に中間層6a,6bが形成されていてもよく、図7に例示するように隣り合う発光層(5a,5b,5c)の間の1箇所のみに中間層6が形成されていてもよい。   Note that “the intermediate layer is formed in at least one place between adjacent light emitting layers” means, for example, that there are three or more light emitting layers and two or more light emitting layers between adjacent light emitting layers. Means that an intermediate layer is formed in at least one place. For example, as shown in FIG. 1 and FIG. 7, when there are three light emitting layers (5a, 5b, 5c), the space between adjacent light emitting layers is between the anode side light emitting layer 5a and the central light emitting layer 5b and the center. There are two places between the light emitting layer 5b and the cathode side light emitting layer 5c. As illustrated in FIG. 1, the intermediate layers 6a and 6b are provided at all places between the adjacent light emitting layers (5a, 5b, 5c). The intermediate layer 6 may be formed only at one place between the adjacent light emitting layers (5a, 5b, 5c) as illustrated in FIG.

中でも、中間層は、各発光層の間に形成されていることが好ましい。例えば図1に示すように、発光層(5a,5b,5c)が3層である場合には、隣り合う発光層(5a,5b,5c)の間のすべての箇所に中間層6a,6bが形成されていることが好ましい。中間層と中間層に隣接する発光層との間に界面が生じ、多少のエネルギー障壁が存在することにより、中間層と発光層との間での電荷輸送において電荷の注入を制御し、発光効率を一層高めることができるからである。   Especially, it is preferable that the intermediate | middle layer is formed between each light emitting layer. For example, as shown in FIG. 1, when the light emitting layers (5a, 5b, 5c) are three layers, the intermediate layers 6a, 6b are provided at all positions between the adjacent light emitting layers (5a, 5b, 5c). Preferably it is formed. An interface is formed between the intermediate layer and the light-emitting layer adjacent to the intermediate layer, and the presence of a slight energy barrier controls the injection of charges in the charge transport between the intermediate layer and the light-emitting layer, thereby improving the luminous efficiency. It is because it can raise further.

中間層の構成材料としては、正孔および電子を輸送することができる材料であれば特に限定されるものではない。中でも、中間層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を中間層に用いることにより、駆動中における各層の界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。   The constituent material of the intermediate layer is not particularly limited as long as it is a material that can transport holes and electrons. Among them, the constituent material of the intermediate layer is preferably a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the intermediate layer can effectively suppress deterioration at the interface of each layer during driving.

バイポーラ材料としては、例えば、ジスチリルアレーン誘導体、多芳香族化合物、芳香族縮合環化合物類、カルバゾール誘導体、複素環化合物等を挙げることができる。具体的には、下記式で示される4,4'-ビス(2,2-ジフェニル-エテン-1-イル)ジフェニル(4,4'-bis(2,2-diphenyl-ethen-1-yl)diphenyl;DPVBi)、4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl;CBP)、2,2',7,7'-テトラキス(カルバゾール-9-イル)-9,9'-スピロ-ビフルオレン(2,2',7,7'-tetrakis(carbazol-9-yl)-9,9'-spiro-bifluorene;spiro-CBP)、4,4''-ジ(N-カルバゾリル)-2',3',5',6'-テトラフェニル-p-テルフェニル(4,4''-di(N-carbazolyl)-2',3',5',6'-tetraphenyl-p-terphenyl;CzTT)、1,3-ビス(カルバゾール-9-イル)-ベンゼン(1,3-bis(carbazole-9-yl)-benzene;m-CP)、3-tert−ブチル-9,10-ジ(ナフサ-2-イル)アントラセン(3-tert−butyl-9,10-di(naphtha-2-yl)anthracene;TBADN)、およびこれらの誘導体等が挙げられる。   Examples of the bipolar material include a distyrylarene derivative, a polyaromatic compound, an aromatic condensed ring compound, a carbazole derivative, and a heterocyclic compound. Specifically, 4,4′-bis (2,2-diphenyl-ethen-1-yl) diphenyl represented by the following formula (4,4′-bis (2,2-diphenyl-ethen-1-yl) diphenyl (DPVBi), 4,4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl (CBP), 2,2 ', 7,7'-tetrakis ( Carbazol-9-yl) -9,9'-spiro-bifluorene (2,2 ', 7,7'-tetrakis (carbazol-9-yl) -9,9'-spiro-bifluorene; spiro-CBP), 4 , 4 ''-di (N-carbazolyl) -2 ', 3', 5 ', 6'-tetraphenyl-p-terphenyl (4,4' '-di (N-carbazolyl) -2', 3 ' , 5 ', 6'-tetraphenyl-p-terphenyl (CzTT), 1,3-bis (carbazole-9-yl) -benzene (m-CP) 3-tert-butyl-9,10-di (naphtha-2-yl) anthracene (TBADN), and derivatives thereof Can be mentioned.

Figure 2010205427
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Figure 2010205427
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なお、上述の手法により正孔および電子の両キャリアの輸送が可能であると確認される材料は、すべて本発明におけるバイポーラ材料として用いることができる。   Any material that is confirmed to be capable of transporting both hole and electron carriers by the above-described method can be used as the bipolar material in the present invention.

中間層の数としては、後述の発光層の数に応じて適宜選択されるものであり、1層以上であればよいが、発光層の数が2層または3層であることが好ましいことから、中でも、1層または2層であることが好ましい。   The number of intermediate layers is appropriately selected according to the number of light emitting layers described later, and may be one or more, but the number of light emitting layers is preferably two or three. Of these, one or two layers are preferred.

中間層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。   As a method for forming the intermediate layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an inkjet method, a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method, a blade coating method, or a roll coating method. And wet methods such as a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.

中間層の厚みは、均一な膜が成膜可能であれば特に限定されるものではなく、具体的には、0.1nm〜30nm程度であることが好ましく、より好ましくは0.5nm〜20nmの範囲内、さらに好ましくは0.8nm〜15nmの範囲内である。   The thickness of the intermediate layer is not particularly limited as long as a uniform film can be formed. Specifically, it is preferably about 0.1 nm to 30 nm, more preferably 0.5 nm to 20 nm. Within the range, more preferably within the range of 0.8 nm to 15 nm.

3.発光層
本発明における発光層は、n層(nは2以上の整数)形成されており、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の間に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有するものである。この発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有する。
3. Light emitting layer The light emitting layer in the present invention is formed of n layers (n is an integer of 2 or more), is formed between the hole injection transport layer and the electron injection transport layer, and contains a host material and a light emitting dopant. is there. This light emitting layer has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes.

発光層のホスト材料としては、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料を挙げることができる。   Examples of the host material for the light emitting layer include a dye material, a metal complex material, and a polymer material.

色素系材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、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、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどを挙げることができる。   Examples of dye-based materials include cyclopentadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, triphenylamine derivatives, oxadiazole derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, silole derivatives, thiophene ring compounds, pyridine Examples thereof include a ring compound, a perinone derivative, a perylene derivative, an oligothiophene derivative, a trifumanylamine derivative, a coumarin derivative, an oxadiazole dimer, and a pyrazoline dimer.

金属錯体系材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム金属錯体、プラチナ金属錯体等、中心金属に、Al、Zn、Be、Ir、Pt等、またはTb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子に、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。具体的には、トリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム(Alq3)を用いることができる。 Examples of metal complex materials include aluminum quinolinol complex, benzoquinolinol beryllium complex, benzoxazole zinc complex, benzothiazole zinc complex, azomethyl zinc complex, porphyrin zinc complex, europium complex, iridium metal complex, platinum metal complex, etc. Al, Zn, Be, Ir, Pt, etc., or rare earth metals such as Tb, Eu, Dy, etc., and the ligand has an oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzimidazole, quinoline structure, etc. A metal complex etc. can be mentioned. Specifically, tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq 3 ) can be used.

高分子系材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。また、上記の色素系材料および金属錯体系材料を高分子化したものも挙げられる。   Examples of the polymer material include polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyvinylcarbazole, polyfluorenone derivatives, polyfluorene derivatives, polyquinoxaline derivatives, polydialkylfluorene derivatives, and Examples thereof include copolymers thereof. Moreover, what polymerized said pigment-type material and metal complex-type material is also mentioned.

また、発光層のホスト材料はバイポーラ材料であってもよい。バイポーラ材料を発光層に用いることにより、駆動中における各層の界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。
なお、バイポーラ材料については、上記中間層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
Further, the host material of the light emitting layer may be a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the light emitting layer can effectively suppress deterioration at the interface between the layers during driving.
Since the bipolar material is described in the section of the intermediate layer, description thereof is omitted here.

陽極側発光層のホスト材料がバイポーラ材料である場合、陽極側発光層に含まれるバイポーラ材料と正孔注入輸送層に含まれるバイポーラ材料とは同一であってもよく異なっていてもよい。中でも、図4に例示するように、陽極側発光層5aに含まれるバイポーラ材料と正孔注入輸送層4に含まれるバイポーラ材料とが同一である場合には、正孔注入輸送層から陽極側発光層への正孔注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることができる。   When the host material of the anode side light emitting layer is a bipolar material, the bipolar material contained in the anode side light emitting layer and the bipolar material contained in the hole injection transport layer may be the same or different. In particular, as illustrated in FIG. 4, when the bipolar material contained in the anode-side light emitting layer 5 a is the same as the bipolar material contained in the hole-injecting and transporting layer 4, the anode-side light emission from the hole-injecting and transporting layer is performed. The hole injection barrier to the layer is eliminated, and the driving voltage can be lowered.

陰極側発光層のホスト材料がバイポーラ材料である場合、陰極側発光層に含まれるバイポーラ材料と電子注入輸送層に含まれるバイポーラ材料とは同一であってもよく異なっていてもよい。中でも、図4に例示するように、陰極側発光層5cに含まれるバイポーラ材料と電子注入輸送層7に含まれるバイポーラ材料とが同一である場合には、電子注入輸送層から陰極側発光層への電子注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることができる。   When the host material of the cathode side light emitting layer is a bipolar material, the bipolar material contained in the cathode side light emitting layer and the bipolar material contained in the electron injection / transport layer may be the same or different. In particular, as illustrated in FIG. 4, when the bipolar material included in the cathode side light emitting layer 5 c is the same as the bipolar material included in the electron injection transport layer 7, the electron injection transport layer to the cathode side light emitting layer. This eliminates the electron injection barrier and lowers the driving voltage.

発光層の発光ドーパントは、蛍光発光または燐光発光するものであれば特に限定されるものではない。発光ドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体、イリジウム(Ir)化合物、白金化合物、金化合物、オスミウム化合物、ルテニウム(Ru)化合物、レニウム(Re)化合物等を挙げることができる。より具体的には、2,5,8,11-テトラ-tert-ブチルペリレン(2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylene)(ペリレン誘導体)、2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7,-テトラメチル-1H,5H,11H-10-(2-ベンゾチアゾリル)キノリジノ-[9,9a,1gh]クマリン(C545t)(2,3,6,7-Tetrahydro-1,1,7,7,-tetramethyl-1H,5H,11H-10-(2-benzothiazolyl)quinolizino-[9,9a,1gh]coumarin(C545t))(クマリン誘導体)、(5,6,11,12)-テトラフェニルナフタセン((5,6,11,12)-Tetraphenylnaphthacene)(ルブレン誘導体)、および、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(III)(Tris(2-phenylpyridine)iridium(III);Ir(ppy)3)、トリス(1-フェニルイソキノリン)イリジウム(III)(Tris(1-phenylisoquinoline)iridium(III);Ir(piq)3)、ビス(3,5-ジフルオロ-2-(2-ピリジル)フェニル-(2-カルボキシピリジル)イリジウム(III)(Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium(III);FIrpic)(イリジウム化合物)が挙げられる。   The light emitting dopant of the light emitting layer is not particularly limited as long as it emits fluorescence or phosphorescence. Examples of the luminescent dopant include perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squalium derivatives, porphyrin derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazoline derivatives, decacyclene, phenoxazone, quinoxaline derivatives, carbazole derivatives, fluorene derivatives, iridium (Ir ) Compounds, platinum compounds, gold compounds, osmium compounds, ruthenium (Ru) compounds, rhenium (Re) compounds, and the like. More specifically, 2,5,8,11-tetra-tert-butylperylene (2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylene) (perylene derivative), 2,3,6,7-tetrahydro- 1,1,7,7, -Tetramethyl-1H, 5H, 11H-10- (2-benzothiazolyl) quinolidino- [9,9a, 1gh] coumarin (C545t) (2,3,6,7-Tetrahydro-1 , 1,7,7, -tetramethyl-1H, 5H, 11H-10- (2-benzothiazolyl) quinolizino- [9,9a, 1gh] coumarin (C545t)) (coumarin derivative), (5,6,11,12 ) -Tetraphenylnaphthacene ((5,6,11,12) -Tetraphenylnaphthacene) (rubrene derivative) and Tris (2-phenylpyridine) iridium (III) (Ir) (ppy) 3), Tris (1-phenylisoquinoline) iridium (III); Ir (piq) 3), bis (3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) ) Phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III) (Bis (3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III); FIrpic)) Compound).

発光層のホスト材料および発光ドーパントの電子親和力およびイオン化ポテンシャルの関係としては、ホスト材料の電子親和力をEah、発光ドーパントの電子親和力をEadとしたとき、Eah<Eadであり、かつ、ホスト材料のイオン化ポテンシャルをIph、発光ドーパントのイオン化ポテンシャルをIpdとしたとき、Iph>Ipdであることが好ましい。ホスト材料および発光ドーパントの電子親和力およびイオン化ポテンシャルが上記の関係を満たす場合には、正孔および電子が発光ドーパントにトラップされるので、発光効率を向上させることができるからである。 The relationship between the electron affinity and the ionization potential of the host material and the light emitting dopant of the light emitting layer, when the electron affinity of the host material Ea h, the electron affinity of the light emitting dopant was Ea d, an Ea h <Ea d, and, the ionization potential of the host material Ip h, when the ionization potential of the light-emitting dopant was Ip d, it is preferable that Ip h> Ip d. This is because, when the electron affinity and ionization potential of the host material and the luminescent dopant satisfy the above relationship, holes and electrons are trapped by the luminescent dopant, so that the luminous efficiency can be improved.

n層の発光層において、各発光層に含まれるホスト材料は同一であってもよく異なっていてもよい。中でも、n層の発光層のうち、少なくともいずれか2層は互いに異なるホスト材料を含有することが好ましい。後述するように、各発光層に含まれる発光ドーパントは互いに異なることが好ましいことから、その発光層に用いられる発光ドーパントに適したホスト材料を選択することができるからである。例えば、燐光発光ドーパントを含有する発光層と蛍光発光ドーパントを含有する発光層とがある場合に、燐光発光ドーパントを含有する発光層には燐光発光ドーパントに適したホスト材料を用い、蛍光発光ドーパントを含有する発光層には蛍光発光ドーパントに適したホスト材料を用いることができる。   In the n light emitting layers, the host material contained in each light emitting layer may be the same or different. Especially, it is preferable that at least any two of the n light emitting layers contain different host materials. As will be described later, it is preferable that the light emitting dopants contained in each light emitting layer are different from each other, so that a host material suitable for the light emitting dopant used in the light emitting layer can be selected. For example, when there are a light-emitting layer containing a phosphorescent dopant and a light-emitting layer containing a fluorescent dopant, a host material suitable for the phosphorescent dopant is used for the light-emitting layer containing the phosphorescent dopant, and the fluorescent dopant is used. For the light emitting layer to be contained, a host material suitable for a fluorescent light emitting dopant can be used.

また、n層の発光層において、各発光層に含まれる発光ドーパントは互いに異なることが好ましい。それぞれの発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制し、すべての発光層中の発光ドーパントを光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   In the n light emitting layers, the light emitting dopants contained in each light emitting layer are preferably different from each other. This is because energy transfer between the light emitting dopants in the respective light emitting layers can be suppressed, the light emitting dopants in all the light emitting layers can be illuminated, and the light emission efficiency can be increased and a desired light emission color can be obtained. .

中でも、n層の発光層のうち、少なくともいずれか一つが蛍光発光ドーパントを含有し、その他が燐光発光ドーパントを含有することが好ましい。単一の発光層内に蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントが含まれる場合や、蛍光発光ドーパントを含有する発光層と燐光発光ドーパントを含有する発光層とが積層されている場合には、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こるおそれがあるが、本発明においては、各発光層の間に中間層が形成されているので、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動を抑制し、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの両方を光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   Among these, it is preferable that at least one of the n light emitting layers contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant. When a fluorescent light emitting dopant and a phosphorescent light emitting dopant are contained in a single light emitting layer, or when a light emitting layer containing a fluorescent light emitting dopant and a light emitting layer containing a phosphorescent light emitting dopant are laminated, the fluorescent light emitting dopant In the present invention, since an intermediate layer is formed between each light emitting layer, energy transfer is suppressed between the fluorescent light emitting dopant and the phosphorescent light emitting dopant. This is because both the fluorescent light emitting dopant and the phosphorescent light emitting dopant can be illuminated, so that the light emission efficiency can be improved and a desired light emission color can be obtained.

各発光層が互いに異なる種類の発光ドーパントを含有する場合、各発光層に含まれる発光ドーパントの発光色は同じであってもよく異なっていてもよい。中でも、各発光層に含まれる発光ドーパントの発光色は互いに異なることが好ましい。すべての発光層中の発光ドーパントを光らせることにより、所望の発光色を得ることができるからである。   When each light emitting layer contains a different kind of light emitting dopant, the light emission color of the light emitting dopant contained in each light emitting layer may be the same or different. Especially, it is preferable that the luminescent color of the luminescent dopant contained in each light emitting layer mutually differs. It is because a desired luminescent color can be obtained by making the luminescent dopant in all the luminescent layers shine.

特に、発光層が3層であり、3層の発光層が互いに発光色の異なる発光ドーパントを含有することが好ましい。例えば、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用いる場合には、3層の発光層にそれぞれ1種類の発光ドーパントを含有させ、3種類の発光ドーパントをそれぞれ光らせることで、白色光を得ることができるからである。   In particular, the light emitting layer is preferably three layers, and the three light emitting layers preferably contain light emitting dopants having different emission colors. For example, when three types of light emitting dopants of red, blue, and green corresponding to the three primary colors of light are used, each of the three light emitting layers contains one type of light emitting dopant, and each of the three types of light emitting dopants emits light. This is because white light can be obtained.

発光層では、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に一定であってもよく、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に分布を有していてもよい。   In the light emitting layer, the light emitting dopant concentration may be constant in the thickness direction of the layer, or the light emitting dopant concentration may have a distribution in the layer thickness direction.

n層の発光層のうち、少なくともいずれか一つは2種類以上の発光ドーパントを含有していてもよい。例えば、発光層が2層であり、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用いる場合、2層の発光層のうち、一方に1種類の発光ドーパントを含有させ、他方に2種類の発光ドーパントを含有させて、3種類の発光ドーパントをそれぞれ発光させることにより、白色光を得ることができる。また例えば、ホスト材料と発光ドーパントとの励起エネルギーの差が比較的大きい場合には、ホスト材料および発光ドーパントの励起エネルギーの中間に励起エネルギーをもつ発光ドーパントをさらに含有させることにより、エネルギー移動を円滑に起こさせることができ、発光効率を向上させることができる。さらに例えば、電子よりも正孔を輸送しやすい発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい発光ドーパントとを含有させることにより、陽極側発光層および陰極側発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることができ、発光効率を向上させることができる。   At least one of the n light emitting layers may contain two or more kinds of light emitting dopants. For example, when the light emitting layer has two layers and three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green corresponding to the three primary colors of light are used, one of the two light emitting layers contains one kind of light emitting dopant, On the other hand, white light can be obtained by containing two kinds of light emitting dopants and emitting each of the three kinds of light emitting dopants. In addition, for example, when the difference in excitation energy between the host material and the luminescent dopant is relatively large, energy transfer is facilitated by further adding a luminescent dopant having an excitation energy between the excitation energy of the host material and the luminescent dopant. The luminous efficiency can be improved. Further, for example, by containing a light emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a light emitting dopant that easily transports electrons rather than holes, holes injected into the anode side light emitting layer and the cathode side light emitting layer and The balance of electrons can be achieved, and the light emission efficiency can be improved.

n層の発光層のうち、少なくともいずれか一つが2種類以上の発光ドーパントを含有する場合、各発光ドーパントがそれぞれ発光してもよく、1種類のみが発光してもよい。発光ドーパントの励起エネルギーの大小、分布状態、および濃度により、1種類もしくはそれぞれの発光ドーパントの発光が得られる。
中でも、例えば、発光層が2層であり、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用いて白色光を得る場合には、2層の発光層のうち、一方に1種類の発光ドーパントを含有させ、他方に2種類の発光ドーパントを含有させて、3種類の発光ドーパントをそれぞれ発光させることが好ましい。
When at least one of the n light emitting layers contains two or more kinds of light emitting dopants, each light emitting dopant may emit light or only one kind may emit light. Depending on the magnitude, distribution state, and concentration of the excitation energy of the luminescent dopant, light emission of one or each luminescent dopant can be obtained.
Among them, for example, when the light emitting layer has two layers and white light is obtained using three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green corresponding to the three primary colors of light, one of the two light emitting layers is used. It is preferable that one kind of light emitting dopant is contained, and two kinds of light emitting dopants are contained in the other to emit three kinds of light emitting dopants.

n層の発光層の少なくともいずれか一つが、第1発光ドーパントと、ホスト材料の励起エネルギーよりも小さく、第1発光ドーパントの励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーをもつ第2発光ドーパントとを含有する場合、第1発光ドーパントおよび第2発光ドーパントとしては、上述の発光ドーパントの中から適宜選択して用いることができる。例えば、ホスト材料として緑色発光するAlq3を用い、第1発光ドーパントとして赤色発光するDCMを用いる場合、第2発光ドーパントとして黄色発光するルブレンを用いることにより、Alq3(ホスト材料)→ルブレン(第2発光ドーパント)→DCM(第1発光ドーパント)の順に円滑にエネルギー移動を起こさせることができる。 When at least one of the n light-emitting layers contains a first light-emitting dopant and a second light-emitting dopant having an excitation energy smaller than the excitation energy of the host material and larger than the excitation energy of the first light-emitting dopant. The first light-emitting dopant and the second light-emitting dopant can be appropriately selected from the above-mentioned light-emitting dopants. For example, when Alq 3 that emits green light is used as the host material and DCM that emits red light is used as the first light emitting dopant, by using rubrene that emits yellow light as the second light emitting dopant, Alq 3 (host material) → rubrene (first Energy transfer can be caused smoothly in the order of two light emitting dopants) → DCM (first light emitting dopant).

n層の発光層の少なくともいずれか一つが、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合、第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントとしては、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料、ならびに発光層のホスト材料の組み合わせに応じて、上述の発光ドーパントの中から適宜選択して用いることができる。例えば、正孔注入輸送層および電子注入輸送層にTBADNを用い、発光層のホスト材料にCBP、発光ドーパントにルブレンを用いた場合、ルブレンは電子よりも正孔を輸送しやすい発光ドーパントとなる。また例えば、正孔注入輸送層および電子注入輸送層にTBADNを用い、発光層のホスト材料にCBP、発光ドーパントにアントラセンジアミンを用いた場合、アントラセンジアミンは正孔よりも電子を輸送しやすい発光ドーパントとなる。   When at least one of the n light-emitting layers contains a third light-emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a fourth light-emitting dopant that easily transports electrons rather than holes, the third light-emitting dopant The fourth light emitting dopant can be appropriately selected from the above light emitting dopants according to the combination of the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer and the host material of the light emitting layer. For example, when TBADN is used for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, CBP is used as the host material of the light emitting layer, and rubrene is used as the light emitting dopant, rubrene becomes a light emitting dopant that facilitates transporting holes rather than electrons. For example, when TBADN is used for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, CBP is used as the host material of the light emitting layer, and anthracenediamine is used as the light emitting dopant, the anthracene diamine is easier to transport electrons than holes. It becomes.

なお、発光層が、電子よりも正孔を輸送しやすいものであるか、正孔よりも電子を輸送しやすいものであるかは、ホスト材料と単一の発光ドーパントとを含有する発光層を有する有機EL素子の発光スペクトルの放射パターンの角度依存性を評価することにより確認することができる。すなわち、発光スペクトルの波長、材料の屈折率、有機EL素子にて発光層から光が取り出されるまでの光路長、および放射パターンの角度依存性から確認することができる。   Note that whether the light-emitting layer can transport holes more easily than electrons or whether it can transport electrons more easily than holes depends on whether the light-emitting layer contains a host material and a single light-emitting dopant. This can be confirmed by evaluating the angle dependence of the emission pattern of the emission spectrum of the organic EL element. That is, it can be confirmed from the wavelength of the emission spectrum, the refractive index of the material, the optical path length until light is extracted from the light emitting layer by the organic EL element, and the angle dependency of the radiation pattern.

n層の発光層の少なくともいずれか一つが、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合、ドープ領域内での第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度はそれぞれ、層の厚み方向に一定であってもよく、層の厚み方向に分布を有していてもよい。通常は、発光層内での第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度はそれぞれ、層の厚み方向に一定とされる。   In the case where at least one of the n light emitting layers contains a third light emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a fourth light emitting dopant that easily transports electrons than holes, The concentrations of the third light-emitting dopant and the fourth light-emitting dopant may be constant in the thickness direction of the layer, or may have a distribution in the thickness direction of the layer. Usually, the concentrations of the third light-emitting dopant and the fourth light-emitting dopant in the light-emitting layer are each made constant in the thickness direction of the layer.

n層の発光層の少なくともいずれか一つは、発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。   At least one of the n light emitting layers preferably has one or more doped regions containing a light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing a light emitting dopant.

図8に示す例においては、陽極側発光層5aがドープ領域21aとノンドープ領域22aとを有し、ノンドープ領域22aが正孔注入輸送層4側に配置されており、また陰極側発光層5cがドープ領域21bとノンドープ領域22bとを有し、ノンドープ領域22bが電子注入輸送層7側に配置されている。例えば陽極側発光層5a中の発光ドーパントから正孔注入輸送層4の構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、陽極側発光層5aが正孔注入輸送層4側にノンドープ領域22aを有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。また、例えば陰極側発光層5c中の発光ドーパントから電子注入輸送層7の構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、陰極側発光層5cが電子注入輸送層7側にノンドープ領域22bを有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。   In the example shown in FIG. 8, the anode-side light emitting layer 5a has a doped region 21a and a non-doped region 22a, the non-doped region 22a is disposed on the hole injection / transport layer 4 side, and the cathode-side light emitting layer 5c has It has a doped region 21b and a non-doped region 22b, and the non-doped region 22b is disposed on the electron injection / transport layer 7 side. For example, when energy transfer can occur from the light emitting dopant in the anode side light emitting layer 5a to the constituent material of the hole injection transport layer 4, the anode side light emitting layer 5a has the non-doped region 22a on the hole injection transport layer 4 side. As a result, the energy transfer is less likely to occur and the luminous efficiency can be improved. For example, when energy transfer can occur from the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer 5c to the constituent material of the electron injection transport layer 7, the cathode side light emitting layer 5c has the non-doped region 22b on the electron injection transport layer 7 side. As a result, the energy transfer is less likely to occur and the luminous efficiency can be improved.

また、図8に示す例においては、中央発光層5bが1箇所のドープ領域21cと2箇所のノンドープ領域22c,22dとを有し、一方のノンドープ領域22cが第1中間層6a側に配置され、他方のノンドープ領域22dが第2中間層6b側に配置されている。例えば中央発光層5b中の発光ドーパントから第1中間層6aの構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、中央発光層5bが第1中間層6a側にノンドープ領域22cを有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。また、例えば中央発光層5b中の発光ドーパントから第2中間層6bの構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、中央発光層5bが第2中間層6b側にノンドープ領域22dを有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。   In the example shown in FIG. 8, the central light emitting layer 5b has one doped region 21c and two non-doped regions 22c and 22d, and one non-doped region 22c is disposed on the first intermediate layer 6a side. The other non-doped region 22d is disposed on the second intermediate layer 6b side. For example, in the case where energy transfer can occur from the light emitting dopant in the central light emitting layer 5b to the constituent material of the first intermediate layer 6a, the central light emitting layer 5b has the non-doped region 22c on the first intermediate layer 6a side, so Can be prevented and the luminous efficiency can be improved. For example, when energy transfer can occur from the light emitting dopant in the central light emitting layer 5b to the constituent material of the second intermediate layer 6b, the central light emitting layer 5b has the non-doped region 22d on the second intermediate layer 6b side, thereby Energy transfer is unlikely to occur and the light emission efficiency can be improved.

図9に示す例においては、陽極側発光層5aが2箇所のドープ領域21a、21bと1箇所のノンドープ領域22とを有し、2箇所のドープ領域21a、21bの間にノンドープ領域22が配置されている。例えばドープ領域21a中の発光ドーパントおよびドープ領域21b中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、2つのドープ領域21a,21bの間にノンドープ領域22が配置されていることにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。具体的には、2つのドープ領域が互いに発光色の異なる発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントがそれぞれ発光することで白色光を得る場合には、2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることが好ましい。また、2つのドープ領域のうち、一方が蛍光発光ドーパントを含有し、他方が燐光発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントをそれぞれ発光させる場合にも、2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることが好ましい。   In the example shown in FIG. 9, the anode side light emitting layer 5a has two doped regions 21a and 21b and one non-doped region 22, and the non-doped region 22 is disposed between the two doped regions 21a and 21b. Has been. For example, in the case where energy transfer can occur between the light-emitting dopant in the doped region 21a and the light-emitting dopant in the doped region 21b, the non-doped region 22 is disposed between the two doped regions 21a and 21b, so that the above energy is obtained. It is difficult to cause movement and light emission efficiency can be improved. Specifically, when two doped regions contain light emitting dopants having different emission colors, and each light emitting dopant emits light to obtain white light, a non-doped region between the two doped regions. Is preferably arranged. In addition, when one of the two doped regions contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant, and each of the light emitting dopants emits light, the non-doped region is located between the two doped regions. Is preferably arranged.

このように、n層の発光層の少なくともいずれか一つがノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。   As described above, when at least one of the n light emitting layers has a non-doped region, light emission efficiency can be improved.

なお、発光ドーパントを含有しないノンドープ領域とは、実質的に発光ドーパントを含有しない領域をいう。具体的には、ノンドープ領域とは、ホスト材料および発光ドーパントを共蒸着させて発光層を成膜する際に、発光ドーパントの蒸着源のシャッターを閉じることにより形成される領域をいう。また、ノンドープ領域の厚みが10nm以上である場合、ノンドープ領域とは、隣接するドープ領域中の発光ドーパントの含有量を100%としたときに、発光ドーパントの含有量が10%以下、好ましくは5%以下、さらに好ましくは1%以下である領域を有する領域をいう。   Note that the non-doped region that does not contain a light-emitting dopant means a region that does not substantially contain a light-emitting dopant. Specifically, a non-doped region refers to a region formed by closing a shutter of a light emitting dopant deposition source when a host material and a light emitting dopant are co-evaporated to form a light emitting layer. Further, when the thickness of the non-doped region is 10 nm or more, the non-doped region means that the content of the light-emitting dopant is 10% or less, preferably 5 when the content of the light-emitting dopant in the adjacent doped region is 100%. % Or less, more preferably 1% or less.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置としては、n層の発光層の少なくともいずれか一つが1箇所以上のドープ領域と1箇所以上のノンドープ領域とを有するような配置であれば特に限定されるものではない。例えば、陽極側発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有していてもよく、陽極側発光層が中間層側にノンドープ領域を有していてもよく、陰極側発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有していてもよく、陰極側発光層が中間層側にノンドープ領域を有していてもよい。また、中央発光層が、片側の中間層側のみにノンドープ領域を有していてもよく、両側の中間層側にノンドープ領域を有していてもよい。さらに、発光層が2箇所のドープ領域に挟まれたノンドープ領域を有していてもよい。また、図示しないが、発光層が2箇所のドープ領域と3箇所のノンドープ領域とを有し、ドープ領域とノンドープ領域とが交互に配置されていてもよい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is not particularly limited as long as at least one of the n light emitting layers has an arrangement of one or more doped regions and one or more non-doped regions. . For example, the anode side light emitting layer may have a non-doped region on the hole injection transport layer side, the anode side light emitting layer may have a non-doped region on the intermediate layer side, and the cathode side light emitting layer has electron injection. The transport layer side may have a non-doped region, and the cathode side light emitting layer may have a non-doped region on the intermediate layer side. Further, the central light emitting layer may have a non-doped region only on one intermediate layer side, or may have a non-doped region on both intermediate layer sides. Furthermore, the light emitting layer may have a non-doped region sandwiched between two doped regions. Although not shown, the light emitting layer may have two doped regions and three non-doped regions, and the doped regions and the non-doped regions may be alternately arranged.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置は、発光ドーパントのエネルギー遷移を考慮して適宜選択される。中でも、正孔および電子の注入バランスがとれるように、ドープ領域およびノンドープ領域の配置を適宜選択することが好ましい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is appropriately selected in consideration of the energy transition of the luminescent dopant. Among them, it is preferable to appropriately select the arrangement of the doped region and the non-doped region so that the injection balance of holes and electrons can be obtained.

図8に例示する有機EL素子においては、陽極側発光層5aが正孔注入輸送層4側にノンドープ領域22aを有するので、正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面で発光ドーパントが正孔注入を阻害することがなく、正孔注入輸送層から陽極側発光層への正孔注入を良好なものとすることができる。
ここで、本発明においては、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料の電子親和力の関係がEa1≧Ea2であり、陽極側発光層に注入された電子が対極へ突き抜けるのを防止するブロッキング層が設けられていないため、従来のブロッキング層を有する有機EL素子と同じようにして、陽極側発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることは困難である。
これに対して、図8に例示する有機EL素子においては、陽極側発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、発光ドーパントによる電荷のトラップを制御することができ、高効率な素子を得ることができる。例えば、発光ドーパントが正孔よりも電子を輸送しやすいものである場合には、電子の注入が過剰になる傾向がある。この場合には、陽極側発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。これは、陽極側発光層の正孔注入輸送層側(陽極側)にノンドープ領域を設け、陽極側発光層の中間層側(陰極側)にドープ領域を設けることにより、陰極から陽極側発光層に注入された電子が、陽極側発光層中でより多く発光ドーパントにトラップされ、特に陰極側でより多く発光ドーパントにトラップされて、陽極へ突き抜けるのを防止しているためであると思料される。すなわち、陽極側発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有する場合には、電子の注入が過剰である場合に有用である。
In the organic EL device illustrated in FIG. 8, since the anode side light emitting layer 5a has the non-doped region 22a on the hole injection transport layer 4 side, the light emitting dopant is a hole at the interface between the hole injection transport layer and the anode side light emitting layer. It is possible to improve the hole injection from the hole injection transport layer to the anode side light emitting layer without hindering the injection.
Here, in the present invention, the relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , and the electrons injected into the anode side light emitting layer are directed to the counter electrode. Since there is no blocking layer to prevent penetration, it is difficult to balance the holes and electrons injected into the anode side light emitting layer in the same manner as the organic EL element having a conventional blocking layer. .
On the other hand, in the organic EL device illustrated in FIG. 8, the anode-side light emitting layer has a non-doped region on the hole injecting and transporting layer side, whereby charge trapping by the light emitting dopant can be controlled, and high efficiency. Can be obtained. For example, when the luminescent dopant is more likely to transport electrons than holes, the electron injection tends to be excessive. In this case, since the anode side light emitting layer has a non-doped region on the hole injection transport layer side, the light emission efficiency can be improved. This is because a non-doped region is provided on the hole injection transport layer side (anode side) of the anode side light emitting layer, and a doped region is provided on the intermediate layer side (cathode side) of the anode side light emitting layer. It is thought that this is because electrons injected into the anode are trapped by the light emitting dopant more in the anode side light emitting layer, and are trapped by the light emitting dopant more particularly on the cathode side, thereby preventing penetration into the anode. . That is, when the anode side light emitting layer has a non-doped region on the hole injecting and transporting layer side, it is useful when the electron injection is excessive.

また、図8に例示する有機EL素子においては、陰極側発光層5cが電子注入輸送層7側にノンドープ領域22bを有するので、電子注入輸送層および陰極側発光層の界面で発光ドーパントが電子注入を阻害することがなく、電子注入輸送層から陰極側発光層への電子注入を良好なものとすることができる。
ここで、本発明においては、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルの関係がIp3≦Ip4であり、陰極側発光層に注入された正孔が対極へ突き抜けるのを防止するブロッキング層が設けられていないため、従来のブロッキング層を有する有機EL素子と同じようにして、発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることは困難である。
これに対して、図8に例示する有機EL素子においては、陰極側発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、発光ドーパントによる電荷のトラップを制御することができ、高効率な素子を得ることができる。例えば、発光ドーパントが電子よりも正孔を輸送しやすいものである場合には、正孔の注入が過剰になる傾向がある。この場合には、陰極側発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。これは、陰極側発光層の電子注入輸送層側(陰極側)にノンドープ領域を設け、陰極側発光層の中間層側(陽極側)にドープ領域を設けることにより、陽極から陰極側発光層に注入された正孔が、陰極側発光層中でより多く発光ドーパントにトラップされ、特に陽極側でより多く発光ドーパントにトラップされて、陰極へ突き抜けるのを防止しているためであると思料される。すなわち、陰極側発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有する場合には、正孔の注入が過剰である場合に有用である。
In the organic EL device illustrated in FIG. 8, since the cathode side light emitting layer 5c has the non-doped region 22b on the electron injection transport layer 7 side, the light emitting dopant is electron injected at the interface between the electron injection transport layer and the cathode side light emitting layer. The electron injection from the electron injecting and transporting layer to the cathode side light emitting layer can be made satisfactory.
Here, in the present invention, the relationship between the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer is Ip 3 ≦ Ip 4 , and the holes injected into the cathode side light emitting layer are directed to the counter electrode. Since a blocking layer for preventing penetration is not provided, it is difficult to balance holes and electrons injected into the light emitting layer in the same manner as an organic EL element having a conventional blocking layer.
On the other hand, in the organic EL device illustrated in FIG. 8, the cathode side light emitting layer has a non-doped region on the electron injection and transport layer side, whereby charge trapping by the light emitting dopant can be controlled, and high efficiency. An element can be obtained. For example, when the luminescent dopant is more likely to transport holes than electrons, hole injection tends to be excessive. In this case, since the cathode side light emitting layer has a non-doped region on the electron injection transport layer side, the light emission efficiency can be improved. This is because a non-doped region is provided on the electron-injecting and transporting layer side (cathode side) of the cathode side light emitting layer, and a doped region is provided on the intermediate layer side (anode side) of the cathode side light emitting layer. It is thought that this is because the injected holes are trapped by the light emitting dopant more in the cathode side light emitting layer, and are trapped by the light emitting dopant more particularly on the anode side, thereby preventing penetration into the cathode. . That is, when the cathode side light emitting layer has a non-doped region on the electron injecting and transporting layer side, it is useful when hole injection is excessive.

ノンドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1〜3箇所程度とされる。一方、ドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1〜2箇所程度とされる。   The number of non-doped regions may be one or more, but is usually about 1-3. On the other hand, the number of doped regions may be one or more, but is usually about 1-2.

ドープ領域は、ホスト材料および発光ドーパントを含有する領域であればよく、ドープ領域では、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に一定であってもよく、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に分布を有していてもよい。通常は、ドープ領域では、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に一定とされる。   The doped region may be a region containing a host material and a luminescent dopant. In the doped region, the luminescent dopant concentration may be constant in the layer thickness direction, and the luminescent dopant concentration has a distribution in the layer thickness direction. You may do it. Usually, in the doped region, the luminescent dopant concentration is constant in the thickness direction of the layer.

上述したように、発光層は2種類以上の発光ドーパントを含有していてもよいが、この場合、例えば、1箇所のドープ領域が2種類以上の発光ドーパントを含有していてもよく、2箇所のドープ領域が互いに異なる種類の発光ドーパントを含有していてもよい。   As described above, the light emitting layer may contain two or more kinds of light emitting dopants. In this case, for example, one doped region may contain two or more kinds of light emitting dopants, and two places. The doped regions may contain different types of light emitting dopants.

1箇所のドープ領域が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合において、例えば、発光層が2層であり、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用いる場合には、2層の発光層のうち、一方を1種類の発光ドーパントを含有するものとし、他方をドープ領域およびノンドープ領域を有し、このドープ領域が2種類の発光ドーパントを含有するものとして、3種類の発光ドーパントをそれぞれ発光させることにより、白色光を得ることができる。また、1箇所のドープ領域が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合、例えば、ホスト材料と発光ドーパントとの励起エネルギーの差が比較的大きい場合には、ホスト材料および発光ドーパントの励起エネルギーの中間に励起エネルギーをもつ発光ドーパントをさらに含有させることにより、エネルギー移動を円滑に起こさせることができ、発光効率を向上させることができる。さらに例えば、電子よりも正孔を輸送しやすい発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい発光ドーパントとを含有させることにより、ドープ領域へ注入される正孔および電子のバランスをとることができ、発光効率を向上させることができる。   In the case where one doped region contains two or more kinds of light emitting dopants, for example, when the light emitting layer is two layers and three kinds of light emitting dopants of red, blue and green corresponding to the three primary colors of light are used. Of the two light-emitting layers, one of them contains one kind of light-emitting dopant, the other has a doped region and a non-doped region, and this doped region contains two kinds of light-emitting dopants. By emitting each of the luminescent dopants, white light can be obtained. Further, when one doped region contains two or more kinds of light emitting dopants, for example, when the difference in excitation energy between the host material and the light emitting dopant is relatively large, the excitation energy between the host material and the light emitting dopant is intermediate. By further containing a light-emitting dopant having excitation energy, energy transfer can be caused smoothly, and luminous efficiency can be improved. Furthermore, for example, by including a light emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a light emitting dopant that easily transports electrons rather than holes, the hole and electrons injected into the doped region can be balanced. And luminous efficiency can be improved.

1箇所のドープ領域が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合、各発光ドーパントがそれぞれ発光してもよく、1種類のみが発光してもよい。発光ドーパントの励起エネルギーの大小、分布状態、および濃度により、1種類もしくはそれぞれの発光ドーパントの発光が得られる。
中でも、発光層が2層であり、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用いて白色光を得る場合であって、2層の発光層のうち、一方を1種類の発光ドーパントを含有するものとし、他方をドープ領域およびノンドープ領域を有し、このドープ領域が2種類の発光ドーパントを含有するものとする場合には、ドープ領域中の2種類の発光ドーパントをそれぞれ発光させることが好ましい。
When one dope region contains two or more kinds of light emitting dopants, each light emitting dopant may emit light, or only one kind may emit light. Depending on the magnitude, distribution state, and concentration of the excitation energy of the luminescent dopant, light emission of one or each luminescent dopant can be obtained.
In particular, there are two light emitting layers, and white light is obtained using three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green corresponding to the three primary colors of light, and one of the two light emitting layers is 1 In the case where the light-emitting dopant is contained and the other has a doped region and a non-doped region, and the doped region contains two kinds of light-emitting dopants, two kinds of light-emitting dopants in the doped region are used. It is preferable that each emit light.

1箇所のドープ領域が、第1発光ドーパントと、ホスト材料の励起エネルギーよりも小さく、第1発光ドーパントの励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーをもつ第2発光ドーパントとを含有する場合、第1発光ドーパントおよび第2発光ドーパントとしては、上述の発光ドーパントの中から適宜選択して用いることができる。   When one doped region contains a first luminescent dopant and a second luminescent dopant having an excitation energy smaller than the excitation energy of the host material and larger than the excitation energy of the first luminescent dopant, the first luminescent dopant And as a 2nd light emission dopant, it can select from the above-mentioned light emission dopant suitably, and can use it.

また、1箇所のドープ領域が、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合、第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントとしては、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料、ならびに発光層のホスト材料の組み合わせに応じて、上述の発光ドーパントの中から適宜選択して用いることができる。   Moreover, when one doped region contains the 3rd light emission dopant which is easy to transport a hole rather than an electron, and the 4th light emission dopant which is easy to transport an electron rather than a hole, a 3rd light emission dopant and 4th The light emitting dopant can be appropriately selected from the above light emitting dopants according to the combination of the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, and the host material of the light emitting layer.

1箇所のドープ領域が、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合、ドープ領域内での第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度はそれぞれ、層の厚み方向に一定であってもよく、層の厚み方向に分布を有していてもよい。通常は、ドープ領域内での第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度はそれぞれ、層の厚み方向に一定とされる。   When one doped region contains a third light-emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a fourth light-emitting dopant that easily transports electrons rather than holes, the third light-emitting dopant in the doped region The concentration of the fourth light emitting dopant may be constant in the thickness direction of the layer, or may have a distribution in the thickness direction of the layer. Usually, the concentration of the third light-emitting dopant and the fourth light-emitting dopant in the doped region is fixed in the thickness direction of the layer.

一方、2箇所のドープ領域が互いに異なる種類の発光ドーパントを含有する場合において、例えば図9に示すように、2層の発光層(5a,5c)と1層の中間層6とが形成されており、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用い、2層の発光層(5a,5c)のうち、一方の発光層(5a)を2箇所のドープ領域21a,21bおよびノンドープ領域22を有し、この2箇所のドープ領域21a,21bをそれぞれ1種類の発光ドーパントを含有するものとし、他方の発光層(5c)を1種類の発光ドーパントを含有するものとする場合には、2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることにより、発光ドーパント間のエネルギー移動を抑制して、発光ドーパントをそれぞれ発光させることができ、発光効率を向上させるともに、白色光を得ることができる。   On the other hand, when the two doped regions contain different types of light emitting dopants, for example, as shown in FIG. 9, two light emitting layers (5a, 5c) and one intermediate layer 6 are formed. The three light emitting dopants of red, blue, and green corresponding to the three primary colors of light are used, and one of the two light emitting layers (5a, 5c) is divided into two light emitting layers (5a) in two doped regions 21a, 21b and the non-doped region 22, the two doped regions 21a and 21b each contain one kind of light emitting dopant, and the other light emitting layer (5c) contains one kind of light emitting dopant. In some cases, the non-doped region is disposed between the two doped regions, so that the energy transfer between the light-emitting dopants can be suppressed and the light-emitting dopants can each emit light. Both improving luminous efficiency, white light can be obtained.

本発明において、白色光を得る場合には、n層の発光層が互いに発光色の異なる発光ドーパントを含有していることが好ましい。例えば、赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパント、青色・黄色の2種類の発光ドーパント、水色・橙色の2種類の発光ドーパント、緑色・紫色の2種類の発光ドーパントの組み合わせを挙げることができる。中でも、赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いることが好ましい。   In the present invention, when obtaining white light, it is preferable that the n light emitting layers contain light emitting dopants having different emission colors. For example, a combination of three types of luminescent dopants of red, blue, and green, two types of luminescent dopants of blue and yellow, two types of luminescent dopants of light blue and orange, and two types of luminescent dopants of green and purple can be given. . Among these, it is preferable to use three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green.

赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いる場合において、上述したように、n層の発光層のうち、少なくともいずれか一つが蛍光発光ドーパントを含有し、その他が燐光発光ドーパントを含有することが好ましいことから、例えば、発光層が2層である場合には、一方に青色蛍光発光ドーパントを含有させ、他方に赤色燐光発光ドーパントおよび緑色蛍光発光ドーパントを含有させる、あるいは、一方に赤色蛍光発光ドーパントを含有させ、他方に青色燐光発光ドーパントおよび緑色蛍光発光ドーパントを含有させることが好ましい。また例えば、発光層が3層である場合には、1層に青色蛍光発光ドーパントを含有させ、それ以外の2層の一方に赤色燐光発光ドーパント、他方に緑色蛍光発光ドーパントを含有させる、あるいは、1層に赤色蛍光発光ドーパントを含有させ、それ以外の2層の一方に青色燐光発光ドーパント、他方に緑色蛍光発光ドーパントを含有させることが好ましい。   In the case of using three types of light emitting dopants of red, blue, and green, as described above, at least one of the n light emitting layers contains a fluorescent light emitting dopant, and the other contains a phosphorescent light emitting dopant. Therefore, for example, when there are two light emitting layers, one side contains a blue fluorescent light emitting dopant and the other contains a red phosphorescent light emitting dopant and a green fluorescent light emitting dopant, or one side contains a red fluorescent light emitting material. It is preferable to contain a dopant and to contain a blue phosphorescent dopant and a green fluorescent dopant on the other side. For example, when the light emitting layer has three layers, one layer contains a blue fluorescent light emitting dopant, one of the other two layers contains a red phosphorescent light emitting dopant, and the other contains a green fluorescent light emitting dopant, or It is preferable to contain a red fluorescent dopant in one layer, a blue phosphorescent dopant in one of the other two layers, and a green fluorescent dopant in the other.

発光層の数としては、2層以上であればよいが、中でも、2層または3層であることが好ましい。   The number of light-emitting layers may be two or more, and among them, two or three layers are preferable.

各発光層の厚みとしてはそれぞれ、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されるものではなく、例えば1nm〜200nm程度で設定することができる。中でも、発光層の厚みを厚くすることによって、正孔および電子の注入バランスを向上させることで発光効率を高めるには、各発光層の厚みがそれぞれ3nm〜100nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは5nm〜80nmの範囲内である。   The thickness of each light-emitting layer is not particularly limited as long as it can provide a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes, and is, for example, about 1 nm to 200 nm. Can be set. Among them, in order to increase the luminous efficiency by improving the injection balance of holes and electrons by increasing the thickness of the light emitting layer, the thickness of each light emitting layer is preferably in the range of 3 nm to 100 nm, More preferably, it is in the range of 5 nm to 80 nm.

発光層がドープ領域とノンドープ領域とを有する場合、ノンドープ領域の厚みは、均一な膜が成膜可能であり、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現するドープ領域を確保することが可能な厚みであれば特に限定されるものではない。具体的には、ノンドープ領域の厚みは、0.1nm〜30nm程度であることが好ましく、より好ましくは0.5nm〜20nmの範囲内、さらに好ましくは0.8nm〜15nmの範囲内である。   When the light-emitting layer has a doped region and a non-doped region, the thickness of the non-doped region can be formed so that a uniform film can be formed and a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes is exhibited. The thickness is not particularly limited as long as the region can be secured. Specifically, the thickness of the non-doped region is preferably about 0.1 nm to 30 nm, more preferably in the range of 0.5 nm to 20 nm, and still more preferably in the range of 0.8 nm to 15 nm.

発光層の成膜方法としては、ホスト材料および発光ドーパントを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。この際、発光ドーパントの蒸着源のシャッターを開閉したり、発光ドーパントの蒸着速度を制御したりすることにより、ドープ領域およびノンドープ領域を有する発光層を形成することができる。
また、溶液からの塗布で薄膜形成が可能な場合には、発光層の成膜方法として、スピンコート法やディップコート法等を用いることができる。この場合、ホスト材料および発光ドーパントを不活性なポリマー中に分散して用いてもよい。
As a method for forming the light emitting layer, a method in which a host material and a light emitting dopant are co-evaporated is preferably used. At this time, a light emitting layer having a doped region and a non-doped region can be formed by opening / closing a shutter of the light emitting dopant vapor deposition source or controlling the vapor deposition rate of the light emitting dopant.
In addition, when a thin film can be formed by application from a solution, a spin coating method, a dip coating method, or the like can be used as a method for forming a light emitting layer. In this case, the host material and the luminescent dopant may be dispersed in an inert polymer.

また、発光層中の発光ドーパント濃度に分布をつける場合には、例えば、ホスト材料および発光ドーパントの蒸着速度を連続的または周期的に変化させる方法を用いることができる。   In addition, in order to distribute the light emitting dopant concentration in the light emitting layer, for example, a method of changing the deposition rate of the host material and the light emitting dopant continuously or periodically can be used.

4.正孔注入輸送層
本発明に用いられる正孔注入輸送層は、陽極および発光層の間に形成され、正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有するものであり、正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料は同一である。この正孔注入輸送層は、陽極から発光層に正孔を安定に注入または輸送する機能を有する。
4). Hole Injecting and Transporting Layer The hole injecting and transporting layer used in the present invention contains a bipolar material that is formed between the anode and the light emitting layer and can transport holes and electrons. The bipolar material contained in the electron injecting and transporting layer is the same. This hole injecting and transporting layer has a function of stably injecting or transporting holes from the anode to the light emitting layer.

正孔注入輸送層としては、正孔注入機能を有する正孔注入層、および正孔輸送機能を有する正孔輸送層のいずれか一方であってもよく、あるいは、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。   The hole injection transport layer may be either a hole injection layer having a hole injection function and a hole transport layer having a hole transport function, or may be a hole injection function and a hole transport. It may be a single layer having both functions.

なお、バイポーラ材料については、上記中間層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Since the bipolar material is described in the section of the intermediate layer, description thereof is omitted here.

正孔注入輸送層は、少なくとも陽極との界面に、バイポーラ材料に酸化性ドーパントが混合された領域を有していてもよい。正孔注入輸送層が、少なくとも陽極との界面にて、バイポーラ材料に酸化性ドーパントが混合された領域を有することにより、陽極から正孔注入輸送層への正孔注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
有機EL素子において、陽極から基本的に絶縁物である有機層への正孔注入過程は、陽極表面での有機化合物の酸化、すなわちラジカルカチオン状態の形成である(Phys. Rev.Lett., 14, 229 (1965))。あらかじめ有機化合物を酸化する酸化性ドーパントを陽極に接触する正孔注入輸送層中にドープすることにより、陽極からの正孔注入に際するエネルギー障壁を低下させることができる。酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層中には、酸化性ドーパントにより酸化された状態(すなわち電子を供与した状態)の有機化合物が存在するので、正孔注入エネルギー障壁が小さく、従来の有機EL素子と比べて駆動電圧を低下させることができるのである。
The hole injecting and transporting layer may have a region where an oxidizing dopant is mixed with a bipolar material at least at the interface with the anode. The hole injection / transport layer has a region in which an oxidizable dopant is mixed with a bipolar material at least at the interface with the anode, thereby reducing the hole injection barrier from the anode to the hole injection / transport layer and driving voltage. It is because it can reduce.
In the organic EL device, the hole injection process from the anode to the organic layer, which is basically an insulator, is oxidation of the organic compound on the anode surface, that is, formation of a radical cation state (Phys. Rev. Lett., 14 , 229 (1965)). By previously doping the hole injection transport layer in contact with the anode with an oxidizing dopant that oxidizes the organic compound, the energy barrier for hole injection from the anode can be lowered. In the hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant, an organic compound in a state oxidized by the oxidizing dopant (that is, a state in which electrons are donated) exists, so that the hole injection energy barrier is small, The driving voltage can be lowered compared to the organic EL element.

酸化性ドーパントとしては、バイポーラ材料を酸化する性質を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常は電子受容性化合物が用いられる。   The oxidizing dopant is not particularly limited as long as it has a property of oxidizing a bipolar material, but an electron accepting compound is usually used.

電子受容性化合物としては、無機物および有機物のいずれも用いることができる。電子受容性化合物が無機物である場合、例えば、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモン、三酸化モリブデン(MoO)、五酸化バナジウム(V)等のルイス酸が挙げられる。また、電子受容性化合物が有機物である場合、例えば、トリニトロフルオレノン等が挙げられる。 As the electron-accepting compound, both inorganic and organic substances can be used. When the electron-accepting compound is an inorganic substance, for example, Lewis such as ferric chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, antimony pentachloride, molybdenum trioxide (MoO 3 ), vanadium pentoxide (V 2 O 5 ), etc. Examples include acids. Moreover, when an electron-accepting compound is organic substance, a trinitrofluorenone etc. are mentioned, for example.

中でも、電子受容性化合物としては、金属酸化物が好ましく、MoO、Vが好適に用いられる。 Among them, as the electron-accepting compound, a metal oxide is preferable, MoO 3, V 2 O 5 is preferably used.

正孔注入輸送層が、バイポーラ材料に酸化性ドーパントが混合された領域を有する場合、正孔注入輸送層は、少なくとも陽極との界面に上記の領域を有していればよく、例えば、正孔注入輸送層中に、酸化性ドーパントが均一にドープされていてもよく、酸化性ドーパントの含有量が陰極側から陽極側に向けて連続的に多くなるように酸化性ドーパントがドープされていてもよく、正孔注入輸送層の陽極との界面のみに局所的に酸化性ドーパントがドープされていてもよい。   When the hole injecting and transporting layer has a region in which an oxidizable dopant is mixed with a bipolar material, the hole injecting and transporting layer only needs to have the above region at least at the interface with the anode. The injection transport layer may be uniformly doped with an oxidizing dopant, or may be doped with an oxidizing dopant so that the content of the oxidizing dopant continuously increases from the cathode side to the anode side. The oxidizing dopant may be locally doped only in the interface with the anode of the hole injection transport layer.

正孔注入輸送層中の酸化性ドーパント濃度は、特に限定されるものではないが、バイポーラ材料と酸化性ドーパントとのモル比率が、バイポーラ材料:酸化性ドーパント=1:0.1〜1:10の範囲内であることが好ましい。酸化性ドーパントの比率が上記範囲未満であると、酸化性ドーパントにより酸化されたバイポーラ材料の濃度が低すぎてドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、酸化性ドーパントの比率が上記範囲を超えると、正孔注入輸送層中の酸化性ドーパント濃度がバイポーラ材料濃度をはるかに超えて、酸化性ドーパントにより酸化されたバイポーラ材料の濃度が極端に低下するので、同様にドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。   The oxidizing dopant concentration in the hole injecting and transporting layer is not particularly limited, but the molar ratio between the bipolar material and the oxidizing dopant is bipolar material: oxidizing dopant = 1: 0.1 to 1:10. It is preferable to be within the range. This is because if the ratio of the oxidizable dopant is less than the above range, the concentration of the bipolar material oxidized by the oxidizable dopant is too low to obtain a sufficient doping effect. If the ratio of the oxidizing dopant exceeds the above range, the oxidizing dopant concentration in the hole injecting and transporting layer far exceeds the bipolar material concentration, and the concentration of the bipolar material oxidized by the oxidizing dopant is extremely reduced. Therefore, the doping effect may not be sufficiently obtained in the same manner.

正孔注入輸送層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。   As a film formation method of the hole injection transport layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an ink jet method, a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method, a blade coating method, etc. And wet methods such as a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.

中でも、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層の成膜方法としては、バイポーラ材料と酸化性ドーパントとを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。この共蒸着の手法において、塩化第二鉄、塩化インジウム等の比較的飽和蒸気圧の低い酸化性ドーパントはるつぼに入れて一般的な抵抗加熱法によって蒸着可能である。一方、常温でも蒸気圧が高く真空装置内の気圧を所定の真空度以下に保てない場合は、ニードルバルブやマスフローコントローラーのようにオリフィス(開口径)を制御して蒸気圧を制御したり、試料保持部分を独立に温度制御可能な構造にして冷却によって蒸気圧を制御したりしてもよい。   Among these, as a film formation method for the hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant, a method of co-evaporating the bipolar material and the oxidizing dopant is preferably used. In this co-evaporation technique, an oxidizing dopant having a relatively low saturation vapor pressure, such as ferric chloride and indium chloride, can be deposited in a crucible by a general resistance heating method. On the other hand, when the vapor pressure is high even at room temperature and the pressure inside the vacuum device cannot be kept below the predetermined vacuum level, the vapor pressure can be controlled by controlling the orifice (opening diameter) like a needle valve or mass flow controller, Alternatively, the vapor pressure may be controlled by cooling the sample holding portion so that the temperature can be controlled independently.

また、陽極側発光層側から陽極側に向けて酸化性ドーパントの含有量が連続的に多くなるように、バイポーラ材料に酸化性ドーパントを混合させる方法としては、例えば、上記のバイポーラ材料と酸化性ドーパントとの蒸着速度を連続的に変化させる方法を用いることができる。   In addition, as a method of mixing an oxidizable dopant with a bipolar material so that the content of the oxidizable dopant continuously increases from the anode side light emitting layer side to the anode side, for example, the above bipolar material and the oxidizable property can be used. A method of continuously changing the deposition rate with the dopant can be used.

正孔注入輸送層の厚みとしては、陽極から正孔を注入し、発光層へ正孔を輸送する機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には0.5nm〜1000nm程度で設定することができ、中でも5nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of the hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as the thickness of the hole injecting holes from the anode and transporting the holes to the light emitting layer is sufficiently exhibited. It can be set in the range of about 0.5 nm to 1000 nm, and in particular, it is preferably in the range of 5 nm to 500 nm.

また、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、0.5nm以上とすることが好ましい。酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層は、無電場の状態でもバイポーラ材料がラジカルカチオンの状態で存在し、内部電荷として振る舞えるので、膜厚は特に限定されないのである。また、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層を厚膜にしても、素子の電圧上昇をもたらすことがないので、陽極および陰極間の距離を通常の有機EL素子の場合よりも長く設定することにより、短絡の危険性を大幅に軽減させることもできる。   The thickness of the hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant is not particularly limited, but is preferably 0.5 nm or more. The hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant is not particularly limited in thickness because the bipolar material exists in the state of radical cations even in the absence of an electric field and can act as internal charges. Also, even if the hole injection / transport layer doped with the oxidizing dopant is made thick, the device voltage does not increase, so the distance between the anode and the cathode is set longer than in the case of a normal organic EL device. By doing so, the risk of a short circuit can be greatly reduced.

5.電子注入輸送層
本発明に用いられる電子注入輸送層は、陰極および発光層の間に形成され、バイポーラ材料を含有するものであり、正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料は同一である。この電子注入輸送層は、陰極から発光層に電子を安定に注入または輸送する機能を有するものである。
5). Electron Injecting and Transporting Layer The electron injecting and transporting layer used in the present invention is formed between the cathode and the light emitting layer and contains a bipolar material. The bipolar material contained in the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer Are the same. This electron injecting and transporting layer has a function of stably injecting or transporting electrons from the cathode to the light emitting layer.

電子注入輸送層としては、電子注入機能を有する電子注入層、および電子輸送機能を有する電子輸送層のいずれか一方であってもよく、あるいは、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。   The electron injection / transport layer may be one of an electron injection layer having an electron injection function and an electron transport layer having an electron transport function, or a single unit having both an electron injection function and an electron transport function. It may be a single layer.

なお、バイポーラ材料については、上記中間層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Since the bipolar material is described in the section of the intermediate layer, description thereof is omitted here.

電子注入輸送層は、少なくとも陰極との界面に、バイポーラ材料に還元性ドーパントが混合された領域を有していてもよい。電子注入輸送層が、少なくとも陰極との界面にて、バイポーラ材料に還元性ドーパントが混合された領域を有することにより、陰極から電子注入輸送層への電子注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
有機EL素子において、陰極から基本的に絶縁物である有機層への電子注入過程は、陰極表面での有機化合物の還元、すなわちラジカルアニオン状態の形成である(Phys. Rev. Lett., 14, 229 (1965))。あらかじめ有機化合物を還元する還元性ドーパントを陰極に接触する電子注入輸送層中にドープすることにより、陰極からの電子注入に際するエネルギー障壁を低下させることができる。電子注入輸送層中には、還元性ドーパントにより還元された状態(すなわち電子を受容し、電子が注入された状態)の有機化合物が存在するので、電子注入エネルギー障壁が小さく、従来の有機EL素子と比べて駆動電圧を低下させることができるのである。さらには、陰極に、一般に配線材として用いられている安定なAlのような金属を使用することができる。
The electron injecting and transporting layer may have a region where a reducing material is mixed with a bipolar material at least at the interface with the cathode. The electron injection / transport layer has a region in which a reducing dopant is mixed with a bipolar material at least at the interface with the cathode, thereby reducing the electron injection barrier from the cathode to the electron injection / transport layer and lowering the driving voltage. Because it can.
In the organic EL device, the electron injection process from the cathode to the organic layer, which is basically an insulator, is reduction of the organic compound on the cathode surface, that is, formation of a radical anion state (Phys. Rev. Lett., 14, 229 (1965)). By previously doping a reducing dopant that reduces the organic compound into the electron injection transport layer in contact with the cathode, the energy barrier for electron injection from the cathode can be lowered. In the electron injecting and transporting layer, an organic compound in a state reduced by a reducing dopant (that is, a state in which electrons are received and electrons are injected) exists, so that an electron injection energy barrier is small, and a conventional organic EL device As a result, the drive voltage can be reduced. Furthermore, a stable metal such as Al that is generally used as a wiring material can be used for the cathode.

還元性ドーパントしては、バイポーラ材料を還元する性質を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常は電子供与性化合物が用いられる。   The reducing dopant is not particularly limited as long as it has a property of reducing the bipolar material, but an electron donating compound is usually used.

電子供与性化合物としては、金属(金属単体)、金属化合物、または有機金属錯体が好ましく用いられる。金属(金属単体)、金属化合物、または有機金属錯体としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類金属を含む遷移金属からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含むものを挙げることができる。中でも、仕事関数が4.2eV以下である、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類金属を含む遷移金属からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含むものであることが好ましい。このような金属(金属単体)としては、例えば、Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Mg、Sm、Gd、Yb、Wなどが挙げられる。また、金属化合物としては、例えば、Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、MgO、CaO等の金属酸化物、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2等の金属塩などが挙げられる。有機金属錯体としては、例えば、Wを含む有機金属化合物、8−ヒドロキシキノリノラトリチウム(Liq)などが挙げられる。中でも、Cs、Li、Liqが好ましく用いられる。これらをバイポーラ材料にドープすることにより、良好な電子注入特性が得られるからである。 As the electron donating compound, a metal (metal simple substance), a metal compound, or an organometallic complex is preferably used. Examples of the metal (metal simple substance), the metal compound, or the organometallic complex include those containing at least one metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals including rare earth metals. it can. Among them, it is preferable that the material contains at least one metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals including rare earth metals having a work function of 4.2 eV or less. Examples of such a metal (metal simple substance) include Li, Na, K, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, La, Mg, Sm, Gd, Yb, and W. Examples of the metal compound include metal oxides such as Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, MgO, and CaO, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, and MgF 2. , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, MgCl 2 , CaCl 2 , SrCl 2 , BaCl 2 and other metal salts. Examples of the organometallic complex include organometallic compounds containing W, 8-hydroxyquinolinolatolithium (Liq), and the like. Of these, Cs, Li, and Liq are preferably used. This is because good electron injection characteristics can be obtained by doping these into a bipolar material.

電子注入輸送層が、バイポーラ材料に還元性ドーパントが混合された領域を有する場合、電子注入輸送層は、少なくとも陰極との界面に上記の領域を有していればよく、例えば、電子注入輸送層中に、還元性ドーパントが均一にドープされていてもよく、還元性ドーパントの含有量が陽極側から陰極側に向けて連続的に多くなるように還元性ドーパントがドープされていてもよく、電子注入輸送層の陰極との界面のみに局所的に還元性ドーパントがドープされていてもよい。   When the electron injecting and transporting layer has a region in which a reducing dopant is mixed with a bipolar material, the electron injecting and transporting layer only needs to have the above region at least at the interface with the cathode. The reducing dopant may be uniformly doped, and the reducing dopant may be doped so that the content of the reducing dopant continuously increases from the anode side to the cathode side, The reducing dopant may be locally doped only in the interface between the injection transport layer and the cathode.

電子注入輸送層中の還元性ドーパント濃度は、特に限定されるものではないが、0.1〜99重量%程度とすることが好ましい。還元性ドーパント濃度が上記範囲未満であると、還元性ドーパントにより還元されたバイポーラ材料の濃度が低すぎてドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、還元性ドーパント濃度が上記範囲を超えると、電子注入輸送層中の還元性ドーパント濃度がバイポーラ材料濃度をはるかに超え、還元性ドーパントにより還元されたバイポーラ材料の濃度が極端に低下するので、同様にドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。   The reducing dopant concentration in the electron injecting and transporting layer is not particularly limited, but is preferably about 0.1 to 99% by weight. This is because if the reducing dopant concentration is less than the above range, the concentration of the bipolar material reduced by the reducing dopant may be too low to obtain a sufficient doping effect. If the reducing dopant concentration exceeds the above range, the reducing dopant concentration in the electron injecting and transporting layer far exceeds the bipolar material concentration, and the concentration of the bipolar material reduced by the reducing dopant is extremely reduced. Similarly, the doping effect may not be sufficiently obtained.

電子注入輸送層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディップコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。   As a method for forming the electron injecting and transporting layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an ink jet method, a spin coating method, a casting method, a dip coating method, a bar coating method, or a blade coating method. And wet methods such as a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.

中でも、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の成膜方法としては、上記のバイポーラ材料と還元性ドーパントとを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。
なお、溶液からの塗布で薄膜形成が可能な場合には、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の成膜方法として、スピンコート法やディップコート法等を用いることができる。この場合、バイポーラ材料と還元性ドーパントとを不活性なポリマー中に分散して用いてもよい。
Among these, as a method for forming the electron injecting and transporting layer doped with the reducing dopant, a method of co-evaporating the bipolar material and the reducing dopant is preferably used.
When a thin film can be formed by application from a solution, a spin coating method, a dip coating method, or the like can be used as a method for forming an electron injecting and transporting layer doped with a reducing dopant. In this case, the bipolar material and the reducing dopant may be dispersed in an inert polymer.

また、陽極側から陰極側に向けて還元性ドーパントの含有量が連続的に多くなるように、バイポーラ材料に還元性ドーパントを混合させる方法としては、例えば、上記のバイポーラ材料と還元性ドーパントとの蒸着速度を連続的に変化させる方法を用いることができる。   In addition, as a method of mixing the reducing dopant with the bipolar material so that the content of the reducing dopant continuously increases from the anode side to the cathode side, for example, the bipolar material and the reducing dopant may be mixed, for example. A method of continuously changing the deposition rate can be used.

電子注入輸送層の厚みとしては、その機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではない。   The thickness of the electron injecting and transporting layer is not particularly limited as long as the thickness of the electron injecting and transporting layer is sufficiently exerted.

また、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の厚みとしては、特に限定されるものでないが、0.1nm〜300nmの範囲内とすることが好ましく、より好ましくは0.5nm〜200nmの範囲内である。厚みが上記範囲未満であると、陰極界面近傍に存在する、還元性ドーパントにより還元されたバイポーラ材料の量が少ないためにドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、厚みが上記範囲を超えると、電子注入輸送層全体の膜厚が厚すぎて、駆動電圧の上昇を招くおそれがあるからである。   The thickness of the electron injecting and transporting layer doped with the reducing dopant is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 nm to 300 nm, more preferably in the range of 0.5 nm to 200 nm. Is within. This is because if the thickness is less than the above range, the effect of doping may not be sufficiently obtained because the amount of the bipolar material present near the cathode interface and reduced by the reducing dopant is small. Further, if the thickness exceeds the above range, the film thickness of the entire electron injecting and transporting layer is too thick, which may increase the driving voltage.

6.第2正孔注入輸送層
本発明においては、陽極および正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
6). Second Hole Injection / Transport Layer In the present invention, a second hole injection / transport layer may be formed between the anode and the hole injection / transport layer. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer satisfy the above-described relationship.

陽極および正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2正孔注入輸送層が正孔注入層として機能し、正孔注入輸送層が正孔輸送層として機能する。   When the second hole injecting and transporting layer is formed between the anode and the hole injecting and transporting layer, the second hole injecting and transporting layer usually functions as the hole injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer is positive. Functions as a hole transport layer.

第2正孔注入輸送層の構成材料としては、陽極からの正孔の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層のホスト材料に例示した化合物の他、アリールアミン類、スターバースト型アミン類、フタロシアニン類、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子およびそれらの誘導体を用いることができる。ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子およびそれらの誘導体は、酸がドープされていてもよい。具体的には、N,N´−ビス(ナフタレン−1−イル)−N,N´−ビス(フェニル)−ベンジジン(α−NPD)、4,4,4−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)、ポリビニルカルバゾール(PVCz)等が挙げられる。   The constituent material of the second hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it can stabilize the injection of holes from the anode, and the compounds exemplified as the host material of the light emitting layer can be used. In addition, arylamines, starburst amines, phthalocyanines, vanadium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide, aluminum oxide and other oxides, amorphous carbon, polyaniline, polythiophene, polyphenylene vinylene, and other conductive polymers and their derivatives Can be used. Conductive polymers such as polyaniline, polythiophene, polyphenylene vinylene, and derivatives thereof may be doped with an acid. Specifically, N, N′-bis (naphthalen-1-yl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine (α-NPD), 4,4,4-tris (3-methylphenylphenylamino) ) Triphenylamine (MTDATA), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS), polyvinylcarbazole (PVCz), and the like.

中でも、第2正孔注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第2正孔注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。
なお、バイポーラ材料については、上記中間層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
Especially, it is preferable that the constituent material of a 2nd positive hole injection transport layer is a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the second hole injecting and transporting layer can effectively suppress deterioration at the layer interface during driving.
Since the bipolar material is described in the section of the intermediate layer, description thereof is omitted here.

第2正孔注入輸送層および後述の第2電子注入輸送層がバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。   When the second hole injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer described later contain bipolar materials, the bipolar materials contained in these layers may be the same or different.

第2正孔注入輸送層の構成材料が有機材料(正孔注入輸送層用有機化合物)である場合、第2正孔注入輸送層は、少なくとも陽極との界面に、上記正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有することが好ましい。第2正孔注入輸送層が、少なくとも陽極との界面にて、正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有することにより、陽極から第2正孔注入輸送層への正孔注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
なお、第2正孔注入輸送層が正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有する場合については、上記正孔注入輸送層がバイポーラ材料に酸化性ドーパントが混合された領域を有する場合と同様であるので、ここでの説明は省略する。
When the constituent material of the second hole injecting and transporting layer is an organic material (organic compound for hole injecting and transporting layer), the second hole injecting and transporting layer is at least at the interface with the anode for the hole injecting and transporting layer. It is preferable to have a region where an oxidizing dopant is mixed with an organic compound. The second hole injecting and transporting layer has a region in which the oxidizing dopant is mixed with the organic compound for the hole injecting and transporting layer at least at the interface with the anode, so that the anode to the second hole injecting and transporting layer is provided. This is because the hole injection barrier is reduced and the driving voltage can be lowered.
In addition, about the case where the 2nd hole injection transport layer has the area | region where the oxidizing dopant was mixed with the organic compound for hole injection transport layers, the said hole injection transport layer mixed the oxidizing dopant with the bipolar material. Since it is the same as the case where it has an area, explanation here is omitted.

また、第2正孔注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上述の正孔注入輸送層と同様であるので、ここでの説明は省略する。   The film forming method and thickness of the second hole injecting and transporting layer are the same as those of the above-described hole injecting and transporting layer, and thus the description thereof is omitted here.

7.第2電子注入輸送層
本発明においては、電子注入輸送層および陰極の間に第2電子注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
7). Second Electron Injection / Transport Layer In the present invention, a second electron injection / transport layer may be formed between the electron injection / transport layer and the cathode. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injection / transport layer and the second electron injection / transport layer satisfy the relationship described above.

電子注入輸送層および陰極の間に第2電子注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2電子注入輸送層が電子注入層として機能し、電子注入輸送層が電子輸送層として機能する。   When the second electron injecting and transporting layer is formed between the electron injecting and transporting layer and the cathode, normally, the second electron injecting and transporting layer functions as an electron injecting and transporting layer, and the electron injecting and transporting layer functions as an electron transporting layer. .

第2電子注入輸送層の構成材料としては、陰極からの電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記発光層のホスト材料に例示した化合物の他、Ba、Ca、Li、Cs、Mg、Sr等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の単体、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のフッ化物、アルミリチウム合金等のアルカリ金属の合金、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム等のアルカリ金属の有機錯体などを挙げることができる。また、バソキュプロイン(BCP)、バソフェナントロリン(Bpehn)等のフェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム(Alq3)等のアルミキノリノール錯体などを挙げることができる。   The constituent material of the second electron injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it is a material that can stabilize the injection of electrons from the cathode. In addition to the compounds exemplified as the host material of the light emitting layer, Ba, Ca, Li, Cs, Mg, Sr and other alkali metals or alkaline earth metals alone, magnesium fluoride, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, lithium fluoride, cesium fluoride and other alkali metals Or alkaline earth metal fluorides, alkali metal alloys such as aluminum lithium alloys, metal oxides such as magnesium oxide, strontium oxide and aluminum oxide, and organic complexes of alkali metals such as sodium polymethyl methacrylate polystyrene sulfonate be able to. Moreover, phenanthroline derivatives such as bathocuproin (BCP) and bathophenanthroline (Bpehn), triazole derivatives, oxadiazole derivatives, and aluminum quinolinol complexes such as tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq3) can be given.

中でも、第2電子注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第2電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。
なお、バイポーラ材料については、上記中間層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
Among these, the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is preferably a bipolar material. By using the bipolar material for the second electron injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed.
Since the bipolar material is described in the section of the intermediate layer, description thereof is omitted here.

第2電子注入輸送層の構成材料が有機化合物(電子注入輸送層用有機化合物)である場合、第2電子注入輸送層は、少なくとも陰極との界面に、上記電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有することが好ましい。第2電子注入輸送層が、少なくとも陰極との界面にて、電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有することにより、陰極から第2電子注入輸送層への電子注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
なお、第2電子注入輸送層が電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有する場合については、電子注入輸送層がバイポーラ材料に還元性ドーパントが混合された領域を有する場合と同様であるので、ここでの説明は省略する。
When the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is an organic compound (organic compound for electron injecting and transporting layer), the second electron injecting and transporting layer is reduced to the organic compound for electron injecting and transporting layer at least at the interface with the cathode. It is preferable to have a region mixed with a conductive dopant. The second electron injecting and transporting layer has a region in which a reducing dopant is mixed with the organic compound for the electron injecting and transporting layer at least at the interface with the cathode, so that an electron injection barrier from the cathode to the second electron injecting and transporting layer is formed. This is because the driving voltage can be reduced.
In the case where the second electron injecting and transporting layer has a region in which the reducing dopant is mixed with the organic compound for the electron injecting and transporting layer, the electron injecting and transporting layer has a region in which the reducing dopant is mixed in the bipolar material. The description here is omitted.

また、第2電子注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上述の電子注入輸送層と同様であるので、ここでの説明は省略する。   The film formation method and thickness of the second electron injecting and transporting layer are the same as those of the above-described electron injecting and transporting layer, and thus the description thereof is omitted here.

8.第3正孔注入輸送層
本発明においては、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の間に第3正孔注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
8). Third hole injection transport layer In the present invention, a third hole injection transport layer may be formed between the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injection transport layer, the third hole injection transport layer, and the hole injection transport layer satisfy the relationship described above.

第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の間に第3正孔注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2正孔注入輸送層が正孔注入層として機能し、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層が正孔輸送層として機能する。   When the third hole injection / transport layer is formed between the second hole injection / transport layer and the hole injection / transport layer, the second hole injection / transport layer normally functions as the hole injection layer, The three hole injection transport layer and the hole injection transport layer function as a hole transport layer.

第3正孔注入輸送層の構成材料としては、上記第2正孔注入輸送層の構成材料と同様のものを用いることができる。   As a constituent material of the third hole injecting and transporting layer, the same constituent material as that of the second hole injecting and transporting layer can be used.

中でも、第3正孔注入輸送層の構成材料はバイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第3正孔注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。
なお、バイポーラ材料については、上記中間層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
Among these, the constituent material of the third hole injection transport layer is preferably a bipolar material. By using the bipolar material for the third hole injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed.
Since the bipolar material is described in the section of the intermediate layer, description thereof is omitted here.

第3正孔注入輸送層および後述の第3電子注入輸送層がバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。   When the third hole injecting and transporting layer and the third electron injecting and transporting layer described later contain a bipolar material, the bipolar materials contained in these layers may be the same or different.

なお、第3正孔注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上述の正孔注入輸送層と同様であるので、ここでの説明は省略する。   The film formation method and thickness of the third hole injecting and transporting layer are the same as those of the above-described hole injecting and transporting layer, and thus the description thereof is omitted here.

9.第3電子注入輸送層
本発明においては、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の間に第3電子注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
9. Third Electron Injection / Transport Layer In the present invention, a third electron injection / transport layer may be formed between the electron injection / transport layer and the second electron injection / transport layer. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injection / transport layer, the third electron injection / transport layer, and the second electron injection / transport layer satisfy the relationship described above.

電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の間に第3電子注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2電子注入輸送層が電子注入層として機能し、第3電子注入輸送層および電子注入輸送層が電子輸送層として機能する。   When the third electron injecting and transporting layer is formed between the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, the second electron injecting and transporting layer normally functions as the electron injecting and transporting layer, and the third electron injecting and transporting layer The electron injecting and transporting layer functions as an electron transporting layer.

第3電子注入輸送層の構成材料としては、上記第2電子注入輸送層の構成材料と同様のものを用いることができる。   As the constituent material of the third electron injecting and transporting layer, the same material as that of the second electron injecting and transporting layer can be used.

中でも、第3電子注入輸送層の構成材料はバイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第3電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。
なお、バイポーラ材料については、上記中間層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
In particular, the constituent material of the third electron injecting and transporting layer is preferably a bipolar material. By using the bipolar material for the third electron injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed.
Since the bipolar material is described in the section of the intermediate layer, description thereof is omitted here.

なお、第3電子注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上述の電子注入輸送層と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the film formation method and thickness of the third electron injecting and transporting layer are the same as those of the above-described electron injecting and transporting layer, and thus the description thereof is omitted here.

10.陽極
本発明に用いられる陽極は、透明であっても不透明であってもよいが、陽極側から光を取り出す場合には透明電極である必要がある。
10. Anode The anode used in the present invention may be transparent or opaque, but it needs to be a transparent electrode when light is extracted from the anode side.

陽極には、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。また、陽極は抵抗ができるだけ小さいことが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。具体的には、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。   For the anode, a conductive material having a large work function is preferably used so that holes can be easily injected. The anode preferably has as low resistance as possible. Generally, a metal material is used, but an organic substance or an inorganic compound may be used. Specific examples include tin oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO).

陽極は、一般的な電極の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
また、陽極の厚みとしては、目的とする抵抗値や可視光線透過率、および導電性材料の種類により適宜選択される。
The anode can be formed using a general electrode forming method, and examples thereof include a sputtering method, a vacuum evaporation method, and an ion plating method.
The thickness of the anode is appropriately selected depending on the target resistance value, visible light transmittance, and type of conductive material.

11.陰極
本発明に用いられる陰極は、透明であっても不透明であってもよいが、陰極側から光を取り出す場合には透明電極である必要がある。
11. Cathode The cathode used in the present invention may be transparent or opaque, but needs to be a transparent electrode when light is extracted from the cathode side.

陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さな導電性材料を用いることが好ましい。また、陰極は抵抗ができるだけ小さいことが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。具体的には、単体としてAl、Cs、Er等、合金としてMgAg、AlLi、AlLi、AlMg、CsTe等、積層体としてCa/Al、Mg/Al、Li/Al、Cs/Al、CsO/Al、LiF/Al、ErF/Al等が挙げられる。 For the cathode, it is preferable to use a conductive material having a small work function so that electrons can be easily injected. Moreover, it is preferable that the cathode has as low resistance as possible. Generally, a metal material is used, but an organic substance or an inorganic compound may be used. Specifically, Al, Cs, Er, etc. as a simple substance, MgAg, AlLi, AlLi, AlMg, CsTe, etc. as an alloy, Ca / Al, Mg / Al, Li / Al, Cs / Al, Cs 2 O / Al, LiF / Al, include ErF 3 / Al or the like.

陰極は、一般的な電極の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
また、陰極の厚みとしては、目的とする抵抗値や可視光線透過率、および導電性材料の種類により適宜選択される。
The cathode can be formed using a general electrode forming method, and examples thereof include a sputtering method, a vacuum deposition method, and an ion plating method.
Further, the thickness of the cathode is appropriately selected depending on the target resistance value, visible light transmittance, and type of conductive material.

12.基板
本発明における基板は、上記の陽極、正孔注入輸送層、発光層、中間層、電子注入輸送層、および陰極等を支持するものである。陽極もしくは陰極が所定の強度を有する場合には、陽極もしくは陰極が基板を兼ねていてもよいが、通常は所定の強度を有する基板上に陽極もしくは陰極形成される。また、一般的に有機EL素子を製造する際には、陽極側から積層する方が安定して有機EL素子を作製することができることから、通常は、基板上には、陽極、正孔注入輸送層、発光層および中間層、電子注入輸送層、陰極の順に積層される。
12 Substrate The substrate in the present invention supports the above-described anode, hole injection / transport layer, light emitting layer, intermediate layer, electron injection / transport layer, cathode, and the like. When the anode or the cathode has a predetermined strength, the anode or the cathode may serve as the substrate, but the anode or the cathode is usually formed on the substrate having the predetermined strength. In general, when manufacturing an organic EL element, it is possible to produce an organic EL element more stably by laminating from the anode side. A layer, a light emitting layer and an intermediate layer, an electron injection transport layer, and a cathode are laminated in this order.

基板は、透明であっても不透明であってもよいが、基板側から光を取り出す場合には透明基板である必要がある。透明基板としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、アルカリガラス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカガラス等のガラス基板や、フィルム状に成形が可能な樹脂基板などを用いることができる。   The substrate may be transparent or opaque, but needs to be a transparent substrate when light is extracted from the substrate side. Examples of the transparent substrate that can be used include glass substrates such as soda lime glass, alkali glass, lead alkali glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and silica glass, and resin substrates that can be formed into a film.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
まず、実施例で用いた材料の構造式、ならびにイオン化ポテンシャルおよび電子親和力を下記に示す。
Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples.
First, the structural formulas of the materials used in the examples, the ionization potential, and the electron affinity are shown below.

Figure 2010205427
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Figure 2010205427
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Figure 2010205427
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[実施例1]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、上記構造式で表されるTBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 1]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. Its ITO substrate, the total thickness 10nm and TBADN and MoO 3 represented by the structural formula under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa by volume 67:33, by co-deposition at a deposition rate of 1.0 Å / sec Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料として上記構造式で表されるTCTAを用い、青色発光ドーパントとして上記構造式で表されるTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TCTAおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、上記青色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層(1層目の中間層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTCTAを用い、緑色発光ドーパントとして上記構造式で表されるC545Tを用いて、上記中間層上に、TCTAおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、上記緑色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層(2層目の中間層)を形成した。
次に、ホスト材料として上記構造式で表されるCBPを用い、赤色発光ドーパントとして上記構造式で表されるIr(piq)3を用いて、上記中間層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TCTA represented by the above structural formula as a host material, using TBPe represented by the above structural formula as a blue light emitting dopant, TCTA and TBPe on the hole transport layer, TBPe concentration is 3 wt. A blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 sec / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.
Next, TBADN was deposited on the blue light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an intermediate layer (first layer) Intermediate layer) was formed.
Next, using TCTA as a host material and C545T represented by the above structural formula as a green light-emitting dopant, TCTA and C545T are placed on the intermediate layer so that the C545T concentration is 3 wt%. A green light-emitting layer (second light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec under the condition of −5 Pa.
Next, TBADN was deposited on the green light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an intermediate layer (second layer) Intermediate layer) was formed.
Next, using CBP represented by the above structural formula as a host material and using Ir (piq) 3 represented by the above structural formula as a red light-emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are formed on the intermediate layer. the, Ir (piq) 3 to a concentration of 3 wt%, under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa, was formed by vacuum deposition to a thickness of 10nm at a deposition rate of 1 Å / sec, the red light-emitting layer (3 layers The light emitting layer of the eye) was formed.

次に、上記赤色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、上記構造式で表されるLiqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the red light emitting layer by vacuum deposition under a vacuum degree of 10 −5 Pa at a deposition rate of 1 Å / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first layer) An electron injecting and transporting layer) was formed. Next, a film thickness of TBADN and Liq represented by the above structural formula is co-evaporated at a deposition rate of 1 mm / sec on the electron transport layer under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. The film was formed to 10 nm to form an electron injection layer (second electron injection transport layer).

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[実施例2]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 2]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTCTAを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TCTAおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTCTAを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TCTAおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、上記緑色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記中間層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TCTA as a host material and TBPe as a blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TCTA and TBPe, conditions of vacuum degree 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TCTA as a host material and C545T as a green light-emitting dopant, TCTA and C545T are placed on the blue light-emitting layer under the conditions of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%. Then, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, the green light emitting layer, TBADN, and under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa, it was formed by vacuum deposition to a thickness of 5nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec, to form an intermediate layer.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light-emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the intermediate layer so that the Ir (piq) 3 concentration is 3 wt%. In addition, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記赤色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the red light emitting layer by vacuum deposition under a vacuum degree of 10 −5 Pa at a deposition rate of 1 Å / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first layer) An electron injecting and transporting layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[実施例3]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 3]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTCTAを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TCTAおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、上記青色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層を形成した。
次に、ホスト材料としてTCTAを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記中間層上に、TCTAおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記中間層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TCTA as a host material and TBPe as a blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TCTA and TBPe, conditions of vacuum degree 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, TBADN was deposited on the blue light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa to form an intermediate layer.
Next, using TCTA as a host material and C545T as a green light emitting dopant, on the intermediate layer, TCTA and C545T, under the condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%, A green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition at a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 5 nm.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light-emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the intermediate layer so that the Ir (piq) 3 concentration is 3 wt%. In addition, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記赤色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the red light emitting layer by vacuum deposition under a vacuum degree of 10 −5 Pa at a deposition rate of 1 Å / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first layer) An electron injecting and transporting layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[比較例1]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、上記構造式で表されるα-NPDとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層を形成した。次に、α-NPDとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にα-NPDを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層を形成した。
[Comparative Example 1]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, α-NPD and MoO 3 represented by the above structural formula were combined at a deposition rate of 1.0 Å / sec by co-evaporation under a vacuum ratio of 10 -5 Pa at a volume ratio of 67:33. A film was formed to a thickness of 10 nm to form a hole injection layer. Next, α-NPD and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 under a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. On top of that, α-NPD was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer.

次に、ホスト材料としてTCTAを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TCTAおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTCTAを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TCTAおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記緑色色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TCTA as a host material and TBPe as a blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TCTA and TBPe, conditions of vacuum degree 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TCTA as a host material and C545T as a green light-emitting dopant, TCTA and C545T are placed on the blue light-emitting layer under the conditions of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%. Then, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light-emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added on the green light-emitting layer with an Ir (piq) 3 concentration of 3 wt%. As described above, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記赤色発光層上に、上記構造式で表されるAlq3を、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層を形成した。次に、上記電子輸送層上に、Alq3と、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層を形成した。 Next, on the red light emitting layer, Alq 3 represented by the above structural formula was deposited by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec under the condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa, An electron transport layer was formed. Next, on the above electron transport layer, Alq 3 and Liq were formed to a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-evaporation under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 −5 Pa, An electron injection layer was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

(評価)
表2に実施例1〜3および比較例1の有機EL素子の10mA/cm2下での発光特性を示す。
(Evaluation)
Table 2 shows the light emission characteristics of the organic EL elements of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 under 10 mA / cm 2 .

Figure 2010205427
Figure 2010205427

実施例1〜3および比較例1の有機EL素子からは、TBPe、C545T、Ir(piq)3由来の発光ピークがそれぞれ観測された。実施例1の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が8.5cd/Aであり、全角度へ放射される発光を観測して得られたフォトン数と、投入した電子数とから外部量子効率を算出したところ4.0%であった。一方、比較例1の有機EL素子では、正面輝度の発光効率は7.3cd/Aであり、外部量子効率は3.4%であった。また、寿命特性については、初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命を定電流密度下で観察したところ、実施例1〜3の有機EL素子では、輝度が半減する時間は250時間を達成した。一方、比較例1の有機EL素子では、150時間にて輝度が半減した。 From the organic EL devices of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, emission peaks derived from TBPe, C545T, and Ir (piq) 3 were observed. In the organic EL device of Example 1, the luminous efficiency of the front luminance is 8.5 cd / A, and the external quantum efficiency is determined from the number of photons obtained by observing the light emitted to all angles and the number of electrons input. The calculated value was 4.0%. On the other hand, in the organic EL device of Comparative Example 1, the luminous efficiency of the front luminance was 7.3 cd / A, and the external quantum efficiency was 3.4%. Also, the life characteristics, observation of the brightness half-life from the initial luminance 1000 cd / m 2 under a constant current density, the organic EL devices of Examples 1 to 3, the time in which the luminance is reduced by half has achieved 250 hours . On the other hand, the brightness of the organic EL device of Comparative Example 1 was reduced by half in 150 hours.

[実施例4]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 4]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTCTAを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TCTAおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、上記青色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層(1層目の中間層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、緑色発光ドーパントとして上記構造式で表されるIr(ppy)3を用いて、上記中間層上に、CBPおよびIr(ppy)3を、Ir(ppy)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、上記緑色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層(2層目の中間層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記中間層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TCTA as a host material and TBPe as a blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TCTA and TBPe, conditions of vacuum degree 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, TBADN was deposited on the blue light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an intermediate layer (first layer) Intermediate layer) was formed.
Next, using CBP as a host material and using Ir (ppy) 3 represented by the above structural formula as a green light-emitting dopant, CBP and Ir (ppy) 3 are formed on the intermediate layer, and Ir (ppy) 3 A green light-emitting layer (second light-emitting layer) is formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the concentration is 3 wt%. did.
Next, TBADN was deposited on the green light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an intermediate layer (second layer) Intermediate layer) was formed.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light-emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the intermediate layer so that the Ir (piq) 3 concentration is 3 wt%. In addition, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[比較例2]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、α-NPDとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層を形成した。次に、α-NPDとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にα-NPDを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層を形成した。
[Comparative Example 2]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, α-NPD and MoO 3 were formed by co-evaporation with a volume ratio of 67:33 and a vacuum of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. A hole injection layer was formed. Next, α-NPD and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 under a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. On top of that, α-NPD was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer.

次に、ホスト材料としてTCTAを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TCTAおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、緑色発光ドーパントとしてIr(ppy)3を用いて、上記中間層上に、CBPおよびIr(ppy)3を、Ir(ppy)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記中間層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TCTA as a host material and TBPe as a blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TCTA and TBPe, conditions of vacuum degree 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using CBP as the host material and Ir (ppy) 3 as the green light-emitting dopant, CBP and Ir (ppy) 3 are added on the intermediate layer so that the Ir (ppy) 3 concentration is 3 wt%. In addition, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 5 nm at a vapor deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light-emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the intermediate layer so that the Ir (piq) 3 concentration is 3 wt%. In addition, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記発光層上に、Alq3を、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層を形成した。次に、上記電子輸送層上に、Alq3と、下記式(4)で表されるLiqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層を形成した。 Next, Alq 3 was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under a condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa at a deposition rate of 1 Å / sec to a thickness of 10 nm to form an electron transport layer. Next, on the electron transport layer, Alq 3 and Liq represented by the following formula (4) are vapor-deposited at a rate of 1 Å / sec by co-evaporation under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. The film was formed to a thickness of 10 nm to form an electron injection layer.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

(評価)
表3に実施例4および比較例2の有機EL素子の10mA/cm2下での発光特性を示す。
(Evaluation)
Table 3 shows the light emission characteristics of the organic EL elements of Example 4 and Comparative Example 2 under 10 mA / cm 2 .

Figure 2010205427
Figure 2010205427

実施例4および比較例2の有機EL素子からは、TBPe、Ir(ppy)3、Ir(piq)3由来の発光ピークがそれぞれ観測された。実施例4の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が13.4cd/Aであり、全角度へ放射される発光を観測して得られたフォトン数と、投入した電子数とから外部量子収率を算出したところ5.6%であった。一方、比較例2の有機EL素子では、正面輝度の発光効率は9.8cd/Aであり、外部量子収率は5.0%であった。また、寿命特性については、初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命を定電流密度下で観察したところ、実施例4の有機EL素子では、輝度が半減する時間は300時間を達成した。一方、比較例2の有機EL素子では、200時間にて輝度が半減した。 From the organic EL devices of Example 4 and Comparative Example 2, emission peaks derived from TBPe, Ir (ppy) 3 , and Ir (piq) 3 were observed. In the organic EL device of Example 4, the luminous efficiency of the front luminance is 13.4 cd / A, and the external quantum yield is calculated from the number of photons obtained by observing the luminescence emitted to all angles and the number of injected electrons. Was calculated to be 5.6%. On the other hand, in the organic EL device of Comparative Example 2, the luminous efficiency of front luminance was 9.8 cd / A, and the external quantum yield was 5.0%. As for the lifetime characteristics, the luminance half-life from an initial luminance of 1000 cd / m 2 was observed under a constant current density. In the organic EL device of Example 4, the luminance half-life was 300 hours. On the other hand, in the organic EL device of Comparative Example 2, the luminance was reduced by half in 200 hours.

[実施例5]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 5]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTCTAを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TCTAおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、上記青色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層(1層目の中間層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTCTAを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記中間層上に、TCTAおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、上記緑色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層(2層目の中間層)を形成した。
次に、上記中間層上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記ノンドープ領域上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光領域(ドープ領域)を形成した。これにより、ノンドープ領域とドープ領域とを有する赤色発光層(3層目の発光層)を得た。
Next, using TCTA as a host material and TBPe as a blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TCTA and TBPe, conditions of vacuum degree 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, TBADN was deposited on the blue light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an intermediate layer (first layer) Intermediate layer) was formed.
Next, using TCTA as a host material and C545T as a green light emitting dopant, on the intermediate layer, TCTA and C545T, under the condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%, A green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition at a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 5 nm.
Next, TBADN was deposited on the green light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an intermediate layer (second layer) Intermediate layer) was formed.
Next, CBP was deposited on the intermediate layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa to form a non-doped region. Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the non-doped region so that the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. In addition, a red light emitting region (dope region) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa. As a result, a red light emitting layer (third light emitting layer) having a non-doped region and a doped region was obtained.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[実施例6]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 6]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTCTAを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TCTAおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、上記青色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層(1層目の中間層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTCTAを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記中間層上に、TCTAおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、上記緑色発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、中間層(2層目の中間層)を形成した。
次に、上記中間層上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記ノンドープ領域上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光領域(ドープ領域)を形成した。次に、上記ドープ領域上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。これにより、ノンドープ領域とドープ領域とノンドープ領域とを有する赤色発光層(3層目の発光層)を得た。
Next, using TCTA as a host material and TBPe as a blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TCTA and TBPe, conditions of vacuum degree 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, TBADN was deposited on the blue light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an intermediate layer (first layer) Intermediate layer) was formed.
Next, using TCTA as a host material and C545T as a green light emitting dopant, on the intermediate layer, TCTA and C545T, under the condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%, A green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition at a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 5 nm.
Next, TBADN was deposited on the green light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an intermediate layer (second layer) Intermediate layer) was formed.
Next, CBP was deposited on the intermediate layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa to form a non-doped region. Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the non-doped region so that the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. In addition, a red light emitting region (dope region) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa. Next, CBP was deposited on the doped region by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa to form a non-doped region. Thus, a red light emitting layer (third light emitting layer) having a non-doped region, a doped region, and a non-doped region was obtained.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

(評価)
表4に実施例5、6の有機EL素子の10mA/cm2下での発光特性を示す。
(Evaluation)
Table 4 shows the light emission characteristics of the organic EL elements of Examples 5 and 6 under 10 mA / cm 2 .

Figure 2010205427
Figure 2010205427

実施例5、6の有機EL素子からは、TBPe、C545T、Ir(piq)3由来の発光ピークがそれぞれ観測された。実施例5、6では、発光層にノンドープ領域を設けることで外部量子効率が向上することを確認した。また、寿命特性については、初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命を定電流密度下で観察したところ、すべての素子で250時間を達成した。 From the organic EL devices of Examples 5 and 6, emission peaks derived from TBPe, C545T, and Ir (piq) 3 were observed. In Examples 5 and 6, it was confirmed that the external quantum efficiency was improved by providing a non-doped region in the light emitting layer. As for the lifetime characteristics, when the luminance half-life from the initial luminance of 1000 cd / m 2 was observed under a constant current density, 250 hours were achieved for all the elements.

1 … 有機EL素子
2 … 基板
3 … 陽極
4 … 正孔注入輸送層
5a … 陽極側発光層
5b … 中央発光層
5c … 陰極側発光層
6,6a,6b … 中間層
7 … 電子注入輸送層
8 … 陰極
9 … 第2正孔注入輸送層
10 … 第2電子注入輸送層
11 … 第3正孔注入輸送層
12 … 第3電子注入輸送層
21,21a,21b,21c … ドープ領域
22,22a,22b,22c,22d … ノンドープ領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic EL element 2 ... Substrate 3 ... Anode 4 ... Hole injection transport layer 5a ... Anode side light emitting layer 5b ... Central light emitting layer 5c ... Cathode side light emitting layer 6, 6a, 6b ... Intermediate layer 7 ... Electron injection transport layer 8 ... cathode 9 ... second hole injection transport layer 10 ... second electron injection transport layer 11 ... third hole injection transport layer 12 ... third electron injection transport layer 21, 21, a, 21b, 21c ... doped region 22, 22a, 22b, 22c, 22d ... non-doped region

Claims (10)

陽極と、
前記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、
前記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有するn層(nは2以上の整数)の発光層と、
隣り合う前記発光層の間の少なくともいずれか1箇所に形成された1層以上(n−1)層以下の中間層と、
前記n層の発光層上に形成された電子注入輸送層と、
前記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有し、
前記正孔注入輸送層および前記電子注入輸送層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、前記正孔注入輸送層および前記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料が同一であり、
前記中間層の構成材料と前記中間層に隣接する前記発光層のホスト材料とが異なり、前記中間層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIpINL、前記中間層に隣接する前記発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIpEMLとしたとき、IpINL≠IpEMLであり、前記中間層の構成材料の電子親和力をEaINL、前記中間層に隣接する前記発光層のホスト材料の電子親和力をEaEMLとしたとき、EaINL≠EaEMLであり、
前記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、前記正孔注入輸送層に隣接する前記発光層のホスト材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、前記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、前記電子注入輸送層に隣接する前記発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4としたとき、Ip3≦Ip4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 anode,
A hole injecting and transporting layer formed on the anode;
A light emitting layer of n layers (n is an integer of 2 or more) formed on the hole injecting and transporting layer and containing a host material and a light emitting dopant;
An intermediate layer formed of at least one layer between the adjacent light emitting layers and not more than (n-1) layers;
An electron injecting and transporting layer formed on the n light emitting layers;
A cathode formed on the electron injection transport layer,
The hole injection transport layer and the electron injection transport layer contain a bipolar material capable of transporting holes and electrons, and the bipolar material contained in the hole injection transport layer and the electron injection transport layer are the same,
The intermediate layer material and the light emitting layer host material adjacent to the intermediate layer are different, the ionization potential of the intermediate layer component material is Ip INL , and the light emitting layer host material adjacent to the intermediate layer is ionized When the potential is Ip EML , Ip INL ≠ Ip EML , the electron affinity of the constituent material of the intermediate layer is Ea INL , and the electron affinity of the host material of the light emitting layer adjacent to the intermediate layer is Ea EML , Ea INL ≠ Ea EML ,
Wherein Ea 1 electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer, when the electron affinity of the host material of the light emitting layer adjacent to the hole injection transport layer was Ea 2, a Ea 1 ≧ Ea 2, wherein electron injection material constituting the transport layer ionization potential of Ip 3, when the ionization potential of the host material of the light emitting layer adjacent to the electron injection transport layer was Ip 4, characterized in that it is a Ip 3 ≦ Ip 4 Organic electroluminescence device.
前記中間層が(n−1)層であり、前記各発光層間に前記中間層が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the intermediate layer is an (n-1) layer, and the intermediate layer is formed between the light emitting layers. 前記中間層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、前記正孔注入輸送層と前記電子注入輸送層と前記中間層とに含有されるバイポーラ材料が同一であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The intermediate layer contains a bipolar material capable of transporting holes and electrons, and the bipolar materials contained in the hole injection transport layer, the electron injection transport layer, and the intermediate layer are the same. The organic electroluminescent element of Claim 1 or Claim 2. 前記n層の発光層の少なくとも一つが、前記発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と前記発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することを特徴とする請求項1から請求項3まで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。   2. At least one of the n light emitting layers has one or more doped regions containing the light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing the light emitting dopant. 3. The organic electroluminescence device according to any one of 3 to 3. 前記正孔注入輸送層に隣接する前記発光層が、前記正孔注入輸送層側に前記ノンドープ領域を有することを特徴とする請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 4, wherein the light emitting layer adjacent to the hole injection transport layer has the non-doped region on the hole injection transport layer side. 前記電子注入輸送層に隣接する前記発光層が、前記電子注入輸送層側に前記ノンドープ領域を有することを特徴とする請求項4または請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   6. The organic electroluminescence device according to claim 4, wherein the light emitting layer adjacent to the electron injection / transport layer has the non-doped region on the electron injection / transport layer side. 前記発光層が前記中間層側に前記ノンドープ領域を有することを特徴とする請求項4から請求項6まで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。   The organic electroluminescent element according to claim 4, wherein the light emitting layer has the non-doped region on the intermediate layer side. 前記発光層が2箇所の前記ドープ領域を有し、前記2箇所のドープ領域の間に前記ノンドープ領域が配置されており、前記2箇所のドープ領域がそれぞれ異なる種類の発光ドーパントを含有することを特徴とする請求項4から請求項7まで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。   The light emitting layer has the two doped regions, the non-doped region is disposed between the two doped regions, and the two doped regions contain different types of light emitting dopants. The organic electroluminescence device according to any one of claims 4 to 7, wherein the organic electroluminescence device is characterized. 前記n層の発光層のうち、少なくともいずれか一つが蛍光発光ドーパントを含有し、その他が燐光発光ドーパントを含有することを特徴とする請求項1から請求項8まで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。   The organic electro according to any one of claims 1 to 8, wherein at least one of the n light emitting layers contains a fluorescent light emitting dopant, and the other contains a phosphorescent light emitting dopant. Luminescence element. 前記n層の発光層が3層の発光層であり、前記3層の発光層が互いに発光色の異なる発光ドーパントを含有することを特徴とする請求項1から請求項9まで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。   The light emitting layer of said n layer is a light emitting layer of 3 layers, The said light emitting layer of 3 layers contains the light emission dopant from which luminescent color differs mutually, The Claim 1-9 characterized by the above-mentioned. Organic electroluminescence element.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2429139A2 (en) 2010-09-14 2012-03-14 Sony Corporation Signal receiving apparatus, signal receiving method and signal receiving program
WO2013031345A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 コニカミノルタホールディングス株式会社 Organic electroluminescence element
EP3038178A1 (en) * 2013-12-30 2016-06-29 LG Display Co., Ltd. Organic electroluminescent device and organic electroluminescent display device
US9525009B2 (en) 2011-11-11 2016-12-20 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescent element and organic electroluminescent device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005100921A (en) * 2003-08-22 2005-04-14 Sony Corp Organic el element and display
WO2005112518A1 (en) * 2004-03-25 2005-11-24 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device
JP2007173827A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Lg Phillips Lcd Co Ltd Organic light emitting device
WO2008102644A1 (en) * 2007-02-19 2008-08-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Organic electroluminescence element
JP2009037981A (en) * 2007-08-03 2009-02-19 Idemitsu Kosan Co Ltd Organic el device and manufacturing method for organic el device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005100921A (en) * 2003-08-22 2005-04-14 Sony Corp Organic el element and display
WO2005112518A1 (en) * 2004-03-25 2005-11-24 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent device
JP2007173827A (en) * 2005-12-21 2007-07-05 Lg Phillips Lcd Co Ltd Organic light emitting device
WO2008102644A1 (en) * 2007-02-19 2008-08-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Organic electroluminescence element
JP2009037981A (en) * 2007-08-03 2009-02-19 Idemitsu Kosan Co Ltd Organic el device and manufacturing method for organic el device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2429139A2 (en) 2010-09-14 2012-03-14 Sony Corporation Signal receiving apparatus, signal receiving method and signal receiving program
WO2013031345A1 (en) * 2011-09-02 2013-03-07 コニカミノルタホールディングス株式会社 Organic electroluminescence element
JPWO2013031345A1 (en) * 2011-09-02 2015-03-23 コニカミノルタ株式会社 Organic electroluminescence device
US9525009B2 (en) 2011-11-11 2016-12-20 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescent element and organic electroluminescent device
EP3038178A1 (en) * 2013-12-30 2016-06-29 LG Display Co., Ltd. Organic electroluminescent device and organic electroluminescent display device
US10418580B2 (en) 2013-12-30 2019-09-17 Lg Display Co., Ltd. Organic electroluminescent device and organic electroluminescent display device

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