JP2011054668A - Organic electroluminescence device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示機用バックライトや照明用光源等に用いることができる有機電界発光素子(有機EL素子)に関し、詳しくは、導電率が高い塗布型正孔注入材料を用いることによって、厚膜に成膜しても電気的特性を損なうことなく、ショートの発生を低減した有機電界発光素子に関するものであり、さらに、適切な屈折率・消衰係数を選択することにより、光学的特性も損なうこともない有機電界発光素子に関するものである。 The present invention relates to an organic electroluminescent element (organic EL element) that can be used for a backlight for liquid crystal display, a light source for illumination, and the like. Specifically, by using a coating type hole injection material having high conductivity, It relates to an organic electroluminescence device that reduces the occurrence of shorts without damaging the electrical characteristics even when it is formed on the film, and further, by selecting appropriate refractive index and extinction coefficient, optical characteristics are also achieved. The present invention relates to an organic electroluminescence device that does not lose.
有機電界発光素子は、数nm〜数十nmの薄膜を積層することによって、種々の発光色を呈することを特徴とする面状発光素子である。発光色は有機発光層中に含まれる発光物質によって決定されるが、現在、用いることができる発光材料は、例えば、青色、緑色、赤色などの単色の発光材料である。従って、例えば、照明用光源として有機電界発光素子を応用する場合、複数の発光色が含まれた光源が好ましく、特に、室内の主照明などに応用する場合においては、白色系発光をするのが好ましい。ここで、白色系発光とは、可視光領域の波長の光をほぼ一通り含んでいるような発光であり、例えば、水色と橙色の補色関係にある二色による混色によって得ることが可能である。 An organic electroluminescent element is a planar light emitting element characterized by exhibiting various emission colors by laminating thin films of several nm to several tens of nm. The luminescent color is determined by the luminescent material contained in the organic luminescent layer. Currently, luminescent materials that can be used are, for example, monochromatic luminescent materials such as blue, green, and red. Therefore, for example, when an organic electroluminescent element is applied as a light source for illumination, a light source including a plurality of luminescent colors is preferable. In particular, when applied to main lighting in a room, white light emission is performed. preferable. Here, the white light emission is light emission that substantially includes light having a wavelength in the visible light region, and can be obtained by, for example, a color mixture of two colors that are complementary colors of light blue and orange. .
ここで、照明用光源として有機電界発光素子を考えた場合、その発光面積が大きいことが好ましく、その大きさは数cm〜数十cmのサイズが求められる。一方、現在実用化されている有機電界発光素子の応用としては、ディスプレイ用途が主であるが、アクティブマトリックス型・パッシブマトリックス型のいずれにおいてもそのピクセルサイズはμmオーダーである。従って、発光面積が大きくなることは電気的不良(リーク・ショート)を増加させることが課題となっている。 Here, when an organic electroluminescent element is considered as an illumination light source, the light emitting area is preferably large, and the size is required to be several centimeters to several tens of centimeters. On the other hand, the organic electroluminescence device currently in practical use is mainly used for display, but the pixel size is on the order of μm in both the active matrix type and the passive matrix type. Therefore, increasing the light emitting area has a problem of increasing electrical defects (leakage / short circuit).
この課題に対して下記に示す特許文献1〜3が提案されている。いずれの特許文献においても有機層の膜厚を厚く成膜することによって、電気的不良を改善しているが、いずれの場合においても厚膜に成膜することによる高電圧駆動という問題があった。尚、特許文献1に記載の発明は、ITO上に塗布膜を成膜(蒸着材料を溶媒に溶かして塗布成膜)するものであり、導電率の規定や屈折率の規定はなく、駆動電圧が高いことが問題である。また、特許文献2に記載の発明は、HIL材料を成膜した後、加熱処理をすることにより、材料を融解させてごみを包埋するものであり、プロセスが煩雑で駆動電圧が高いことが問題である。特許文献3は蒸着厚膜、駆動電圧が高いことが問題である。
For this problem,
さらに、導電率の高い材料を用いることによって駆動電圧を上昇させることなく厚膜を形成することが考えられる。パッシブマトリックス型ディスプレイを用いた実験の結果、高い導電率、具体的には1×10−5(S/cm)以上の材料を用いて評価したところ、高い導電率に由来するものと思われる画素(発光エリア)のエッジが不明瞭になるという問題が見られた。このことから、ディスプレイへの応用を考えた場合、高い導電率を持つ材料の適用は不可である。 Furthermore, it is conceivable to form a thick film without increasing the driving voltage by using a material having high conductivity. As a result of an experiment using a passive matrix display, a pixel that seems to be derived from a high conductivity when evaluated using a material having a high conductivity, specifically, 1 × 10 −5 (S / cm) or more. There was a problem that the edge of the (light emitting area) became unclear. Therefore, when considering application to a display, it is impossible to apply a material having high conductivity.
また、有機電界発光素子は光学干渉の影響を受けた状態で光が放出されることから、効率よく光を取り出すためには、光学的な膜厚設計が非常に重要となる。ここで、単に厚い膜を成膜した場合、仮に、導電率の高い材料を厚膜に形成した場合、電気的特性を損なうことなくリーク・ショートなどの電気的不良を低減させることができるが、光学的な観点から必ずしも効率の良い有機電界発光素子であるとは限らない。我々の鋭意研究の結果、材料の屈折率がある特定の関係がある場合、光学的な特性を大きく損なうことなく厚膜形成ができることを見出した。 In addition, since the organic electroluminescence device emits light in the state of being affected by optical interference, the optical film thickness design is very important in order to extract light efficiently. Here, when a thick film is simply formed, if a material with high conductivity is formed in a thick film, it is possible to reduce electrical defects such as leakage and short circuit without impairing electrical characteristics, It is not always an efficient organic electroluminescent element from an optical point of view. As a result of our diligent research, we have found that thick films can be formed without significant loss of optical properties when the refractive index of the material has a specific relationship.
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、電気的・光学的特性を損なうことなく、電気的不良を改善した有機電界発光素子を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an organic electroluminescence device having improved electrical defects without impairing electrical and optical characteristics.
本発明の請求項1に係る有機電界発光素子は、少なくとも陽極1、正孔注入層2、正孔輸送層3、発光層4、電子輸送層5、陰極6を含んでなる有機電界発光素子において、正孔注入層2が塗布法を用いて成膜され、その導電率が1×10−5(S/cm)以上であることを特徴とするものである。
The organic electroluminescent device according to
本発明の請求項2に係る有機電界発光素子は、請求項1において、正孔注入層2の膜厚が20〜200nmの範囲であることを特徴とするものである。
The organic electroluminescence device according to
本発明の請求項3に係る有機電界発光素子は、請求項1又は2において、正孔注入層2の屈折率(nHIL)と正孔輸送層3の屈折率(nHTL)が、nHIL>nHTLの関係にあることを特徴とするものである。
The organic electroluminescent element according to
本発明の請求項4に係る有機電界発光素子は、請求項1乃至3のいずれか一項において、有機EL照明用パネルに用いられることを特徴とするものである。 An organic electroluminescent element according to a fourth aspect of the present invention is used in an organic EL lighting panel according to any one of the first to third aspects.
請求項1の発明では、正孔注入層を蒸着法で成膜する場合に比べて、異物に対するカバレッジ性がよいために、効率よく異物を覆うことができ、異物による電気的不良を低減することができるものであり、また、正孔注入層の導電率が高いために、正孔注入層を厚膜に形成してもデバイス駆動電圧を高電圧化することがなくなるものであり、高い電力効率を維持したまま、リークやショートなどの電気的不良を低減することができるものである。 In the first aspect of the invention, compared to the case where the hole injection layer is formed by a vapor deposition method, the coverage with respect to the foreign matter is better, so that the foreign matter can be efficiently covered and the electrical failure due to the foreign matter is reduced. In addition, since the conductivity of the hole injection layer is high, the device drive voltage is not increased even when the hole injection layer is formed in a thick film, and high power efficiency is achieved. It is possible to reduce electrical defects such as leaks and shorts while maintaining the above.
請求項2の発明では、デバイスの発光効率を低下させることなく、大面積の有機ELパネルの不良発生率を抑制することが可能となるものである。 According to the second aspect of the present invention, it is possible to suppress the defect occurrence rate of a large-area organic EL panel without reducing the light emission efficiency of the device.
請求項3の発明では、正孔注入層の屈折率(nHIL)と正孔輸送層の屈折率(nHTL)が、nHIL>nHTLの関係にあるため、デバイスの発光効率を大きく低下させないようすることができるものである。
In the invention of
請求項4の発明では、大面積で発光効率の良い照明用パネルを得ることができるものである。
In the invention of
以下、本発明を実施するための形態を説明する。 Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.
図1に示す本発明の有機電界発光素子は、透明な基板10の表面に、陽極1、正孔注入層2、正孔輸送層3、発光色等が異なる複数の発光層4(4a、4b)、電子輸送層5、陰極6を順次積層して形成されている。
The organic electroluminescent element of the present invention shown in FIG. 1 has a plurality of light emitting layers 4 (4a, 4b) having different colors such as an
基板10は、この基板10を通して光が出射される場合には光透過性を有するものであり、無色透明の他に、多少着色されているものであっても、すりガラス状のものであってもよい。例えば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透明ガラス板や、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ等の樹脂、フッ素系樹脂等から任意の方法によって作製されたプラスチックフィルムやプラスチック板などを用いることができる。またさらに、基板10内に基板母剤と屈折率の異なる粒子、粉体、泡等を含有し、あるいは表面に形状を付与することによって、光拡散効果を有するものも使用可能である。また、基板10を通さずに光を射出させる場合、基板10は必ずしも光透過性を有するものでなくてもかまわず、素子の発光特性、寿命特性等を損なわない限り、任意の基板10を使うことができる。特に、通電時の素子の発熱による温度上昇を軽減するために、熱伝導性の高い基板10を使うこともできる。
The
陽極1は、正孔注入層2と正孔輸送層3を介して発光層4中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が4eV以上のものを用いるのがよい。このような陽極1の材料としては、例えば、金などの金属、CuI、ITO(インジウム−スズ酸化物)、SnO2、ZnO、IZO(インジウム−亜鉛酸化物)等、PEDOT、ポリアニリン等の導電性高分子及び任意のアクセプタ等でドープした導電性高分子、カーボンナノチューブなどの導電性光透過性材料を挙げることができる。陽極1は、例えば、これらの電極材料を、基板10の表面に真空蒸着法やスパッタリング法、塗布等の方法により薄膜に形成することによって作製することができる。また、発光層4における発光を陽極1を透過させて外部に照射するためには、陽極1の光透過率を70%以上にすることが好ましい。さらに、陽極1のシート抵抗は数百Ω/□以下とすることが好ましく、特に好ましくは100Ω/□以下とするものである。ここで、陽極1の膜厚は、陽極1の光透過率、シート抵抗等の特性を上記のように制御するために、材料により異なるが、500nm以下、好ましくは10〜200nmの範囲に設定するのがよい。
The
正孔注入層2は、陽極1から発光層4への正孔注入効率を高めるために設けられるものであって、正孔注入材料としては、ポリ−3−ヘキシルチオフェン(P3HT)やポリ(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)(PEDT:PSS)、ポリアニリン(PANI)などを用いることができる。正孔注入層2は塗布法によって成膜することができ、塗布法としてはスピンコート、スプレー、スクリーン印刷、インクジェットなどを採用することができる。この場合、水などの溶媒に正孔注入材料を分散又は溶解した溶液を、陽極1の表面に塗布し、加熱等して乾燥することにより正孔注入層2を形成することができる。正孔注入層2の導電率は1×10−5(S/cm)以上である。これよりも導電率が低いと、有機電界発光素子(デバイス)の駆動電圧が高くなって電力効率の低下などのデバイス特性が低くなるおそれがある。正孔注入層2の導電率は高いほど好ましいので、特に限定はされない。正孔注入層2の導電率は、使用する正孔注入材料の種類、アニール条件(温度や環境)、添加剤(補助溶剤)などの成膜条件によって調整することができる(特表2006−518778号公報等の公知文献参照)。正孔注入層2の膜厚は20〜200nmの範囲であることが好ましい。この膜厚が20nm未満であると、異物を覆う機能が少なくなって異物による電気的不良の低減を充分に得られないおそれがあり、200nmを超えると、発光効率などのデバイス特性が低下するおそれがある。
The
正孔輸送層3は、正孔を輸送する能力を有し、陽極1からの正孔注入効果を有するとともに、発光層4に対して優れた正孔注入効果を有し、さらに電子の陽極1側への移動を防止するために設けられるものである。正孔輸送層3を構成する正孔輸送材料としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、N,N’−ビス(3ーメチルフェニル)−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(TPD)や4,4’−ビス[N−(ナフチル)−N−フェニル−アミノ]ビフェニル(α−NPD)等の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン、ブタジエン、4,4’,4”−トリス(N−(3−メチルフェニル)N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。正孔輸送層3の厚みは特に限定はされないが、5〜100nmであることが好ましい。
The
上記の正孔注入層2の屈折率(nHIL)と正孔輸送層3の屈折率(nHTL)はnHIL>nHTLの関係にあることが好ましく、これにより、正孔注入層2と正孔輸送層3との界面で全反射が生じるのを防止し、デバイスの発光効率を大きく低下させないようすることができる。nHIL>nHTLという関係は正孔注入材料の種類を変えるなどして設定することができる。
The refractive index (n HIL ) of the
発光層(有機発光層)4は、陽極1から注入された正孔と陰極6から注入された電子とを再結合させて発光させるために設けられている。発光層4に使用できる材料としては、有機電界発光素子用の材料として知られる任意の材料が使用可能である。例えば、アントラセン、ナフタレン、ピレン、テトラセン、コロネン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、トリス(5−フェニル−8−キノリナート)アルミニウム錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、トリ−(p−ターフェニル−4−イル)アミン、1−アリール−2,5−ジ(2−チエニル)ピロール誘導体、ピラン、キナクリドン、ルブレン、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ジスチリルアミン誘導体及び各種蛍光色素等、前述の材料系およびその誘導体を始めとするものが挙げられるが、これらに限定するものではない。またこれらの化合物のうちから選択される発光材料を適宜混合して用いることも好ましい。また、前記化合物に代表される蛍光発光を生じる化合物のみならず、スピン多重項からの発光を示す材料系、例えば燐光発光を生じる燐光発光材料、およびそれらからなる部位を分子内の一部に有する化合物も好適に用いることができる。また、これらの材料からなる有機層は、蒸着、転写等乾式プロセスによって成膜しても良いし、スピンコート、スプレーコート、ダイコート、グラビア印刷等、湿式プロセスによって成膜するものであってもよい。発光層4の厚みは特に限定はされないが、5〜100nmであることが好ましい。
The light emitting layer (organic light emitting layer) 4 is provided in order to recombine the holes injected from the
電子輸送層5は、電子を輸送する能力を有し、陰極6からの電子注入効果を有するとともに、発光層4に対して優れた電子注入効果を有し、さらに正孔の陰極6側への移動を防止するために設けられるものである。電子輸送層5を構成する電子輸送材料としては、フルオレン、バソフェナントロリン、バソクプロイン等のフェナントロリン誘導体、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、オキサゾール、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール、イミダゾール、アントラキノジメタン等やそれらの化合物、金属錯体化合物もしくは含窒素五員環誘導体である。具体的な金属錯体化合物としては、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリ(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(1ーナフトラート)アルミニウム等があるが、これらに限定されるものではない。また含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4’−tert−ブチルフェニル)−5−(4”−ビフェニル)1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−トリアゾール、3−(4−ビフェニルイル)−4−フェニル−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール等があるが、これらに限定されるものではない。電子輸送層5の厚みは特に限定はされないが、5〜100nmであることが好ましい。
The
陰極6は、電子輸送層5を介して発光層4中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が5eV以下のものであることが好ましい。このような陰極6の電極材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属等、およびこれらと他の金属との合金、例えばナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Al/LiF混合物を例として挙げることができる。またアルミニウム、Al/Al2O3混合物なども使用可能である。さらに、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいは金属酸化物を陰極6の下地として用い、さらに金属等の導電材料を1層以上積層して用いてもよい。例えば、アルカリ金属/Alの積層、アルカリ金属のハロゲン化物/アルカリ土類金属/Alの積層、アルカリ金属の酸化物/Alの積層などが例として挙げられる。また、ITO、IZOなどに代表される透明電極を用い、陰極6側から光を取りだす構成としても良い。また陰極6の界面の有機物層にリチウム、ナトリウム、セシウム、カルシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属をドープしても良い。また、陰極6は、例えば、これらの電極材料を真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により、薄膜に形成することによって作製することができる。発光層4における発光を陽極1側から取り出す場合には、陰極6の光透過率を10%以下にすることが好ましい。また反対に、透明電極を陰極6として陰極6側から発光を取りだす場合(陽極1と陰極6の両電極から光を取り出す場合も含む)には、陰極6の光透過率を70%以上にすることが好ましい。この場合の陰極6の膜厚は、陰極6の光透過率等の特性を制御するために、材料により異なるが、通常500nm以下、好ましくは100〜200nmの範囲とするのがよい。
The
上記のような本発明の有機電界発光素子は有機EL(エレクトロルミネッセンス)照明用パネルとして用いることができる。この場合、基板10に陽極1や陰極6に接続される端子部を設け、この端子部を外部電源と接続可能に形成することができるものである。
The organic electroluminescent element of the present invention as described above can be used as a panel for organic EL (electroluminescence) illumination. In this case, a terminal portion connected to the
本発明は、電気的不良が発生しにくい構造を有するものであり、特に有機EL照明用パネルとして好適な有機電界発光素子を提供するものである。尚、有機ELディスプレイでも電気的不良は重要な問題であるが、照明用パネルはディスプレイよりも発光面積が大きいため、より重要な問題である。この場合、電気的不良を低減するためには、基板10上の異物をできるだけ低減することが最も本質的な解決であるが、異物を全くのなくすることは不可能であるため、多少の異物が存在していても電気的不良が発生しにくい有機電界発光素子の構造を開発することが重要である。電気的不良を低減させるための重要な指針としては、基板10上の異物を覆ってしまうプロセスや材料系の選択及び素子構造を実現することがあげられ、上記の特許文献1〜3ではすべてこの指針に基づくものである。しかし、特許文献1〜3では、プロセス上の課題や素子特性上の課題などあるために、電気的不良の改善が不十分であった。また、特表2006−518778号公報においては、PEDOT/PSSをITO上にバッファ層として形成することにより、電気ショートの問題に対してアプローチすることが記載されているが、この公報において重要なポイントは、高抵抗(導電率が低い、低導電率)PEDOT/PSSを用いることにある。このように低導電率のPEDOT/PSSを用いることが必須である理由は有機ELディスプレイにおけるクロストーク回避のためであるが、照明用有機ELパネルにおいては、クロストークの問題は本質的に関係ないため、クロストークの観点からは正孔注入層2の導電率の制約はない(なぜなら、照明用有機ELパネルは大面積を1画素として発光させるため、クロストークの概念が存在しない)。よって、正孔注入層2の材料として高導電率材料を使用することが可能となるものである。そして、高導電率材料を使用することが可能となる場合、その膜厚が厚くても駆動電圧が高くなることがないから、デバイス特性を低下させない範囲において、電気的不良を充分に回避可能な膜厚で正孔注入層2を成膜すればよいことになる。
The present invention has a structure in which electrical failure is unlikely to occur, and provides an organic electroluminescent element suitable as an organic EL lighting panel. In addition, although an electrical failure is an important problem also in an organic EL display, since the illumination panel has a larger light emitting area than the display, it is a more important problem. In this case, in order to reduce electrical defects, the most essential solution is to reduce foreign matter on the
以下本発明を実施例によって具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
(基準例)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。尚、基準例には正孔注入層(HIL)がない(膜厚0nm)。
(Reference example)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed. The reference example does not have a hole injection layer (HIL) (
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)、屈折率1.8
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み20nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
(実施例1)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole transport layer 3: NPD (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
Example 1
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:P3HT(厚み200nm)、導電率1.1×10−5S/cm、塗布型注入層、屈折率1.95
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)
発光層4:TBADN:BCzVBi(厚み50nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、P3HTを溶媒(クロロベンゼン)に分散させた溶液を陽極1上にスピンコートで塗布して乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: P3HT (
Hole transport layer 3: NPD (
Light emitting layer 4: TBADN: BCzVBi (
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
(比較例1)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
(Comparative Example 1)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:NPD:MoO3共蒸着膜(20%ドープ、厚み200nm)、導電率2.0×10−4S/cm、屈折率1.8
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)
発光層4:TBADN:BCzVBi(厚み50nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
[発光効率の対比]
上記の実施例1と比較例1について、発光効率の対比を行った。発光効率は基準例の全光束に対する実施例1と比較例1の全光束の比で表した。全光束はラブスフェア社のSLMS−CDSで測定した。結果を表1に示す。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: NPD: MoO 3 co-deposited film (20% doped,
Hole transport layer 3: NPD (
Light emitting layer 4: TBADN: BCzVBi (
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
[Comparison of luminous efficiency]
For Example 1 and Comparative Example 1 above, the luminous efficiency was compared. The luminous efficiency was expressed as the ratio of the total luminous flux of Example 1 and Comparative Example 1 to the total luminous flux of the reference example. The total luminous flux was measured by a SLMS-CDS manufactured by Labsphere. The results are shown in Table 1.
[不良発生率]
実施例1及び比較例1をそれぞれ50個ずつ作成し、その不良発生率を求めた。ここで、電流リーク量150mA以上のもの又は直径100μm以上のダークスポットが一個以上あるものを「不良」とした。結果を表1に示す。
[Defect occurrence rate]
50 pieces of each of Example 1 and Comparative Example 1 were prepared, and the defect occurrence rate was determined. Here, those having a current leakage amount of 150 mA or more or those having one or more dark spots having a diameter of 100 μm or more were defined as “defective”. The results are shown in Table 1.
(実施例2)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
(Example 2)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:PEDT:PSS(厚み200nm)、導電率1.4×10−5S/cm、塗布型注入層
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み35nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、PEDT:PSS(溶媒は水)を陽極1上にスピンコートで塗布し、200℃で大気中で乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: PEDT: PSS (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
(実施例3)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
(Example 3)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:PEDT:PSS(厚み200nm)、導電率3.8×10−4S/cm、塗布型注入層
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み35nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、上記と同様のPEDT:PSSを陽極1上にスピンコートで塗布し、100℃で窒素雰囲気中で乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: PEDT: PSS (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
(実施例4)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
Example 4
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:PEDT:PSS(厚み200nm)、導電率4.7×10−3S/cm、塗布型注入層
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み35nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、上記と同様のPEDT:PSSを陽極1上にスピンコートで塗布し、200℃で窒素雰囲気中で乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: PEDT: PSS (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
(比較例2)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
(Comparative Example 2)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:PEDT:PSS(厚み200nm)、導電率1.6×10−6S/cm、塗布型注入層、補助溶剤の1,4−ジオキサンの添加
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)、屈折率1.8
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み35nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、上記と同様のPEDT:PSSを陽極1上にスピンコートで塗布し、200℃で大気中で乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: PEDT: PSS (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
実施例2〜4及び比較例2について、上記と同様の発光効率を測定した。結果を表2に示す。 For Examples 2 to 4 and Comparative Example 2, the same luminous efficiency as above was measured. The results are shown in Table 2.
(実施例5)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
(Example 5)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:P3HT、導電率1.1×10−5S/cm、塗布型注入層、屈折率1.95
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)、屈折率1.8
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み20nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、P3HTを溶媒(クロロベンゼン)に分散させた溶液を陽極1上にスピンコートで塗布して乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: P3HT, conductivity 1.1 × 10 −5 S / cm, coating type injection layer, refractive index 1.95
Hole transport layer 3: NPD (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
(比較例3)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
(Comparative Example 3)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:PEDT:PSS、導電率1.4×10−5S/cm、塗布型注入層、屈折率1.5
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)、屈折率1.8
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み20nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、上記と同様のPEDT:PSSを陽極1上にスピンコートで塗布して乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: PEDT: PSS, conductivity 1.4 × 10 −5 S / cm, coating type injection layer, refractive index 1.5
Hole transport layer 3: NPD (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
実施例5及び比較例3について、正孔注入層2の膜厚を50〜200nmで変化させた場合の発光効率の変化を測定した。発光効率は上記と同様にして基準例を1.00として評価した。結果を表4に示す。
About Example 5 and Comparative Example 3, the change of the luminous efficiency when the film thickness of the
(実施例6)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
(Example 6)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)、発光面積サイズ3cm□〜20cm□
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:PEDT:PSS(厚み0〜800nm)、導電率3.8×10−4S/cm、塗布型注入層
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み35nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、上記と同様のPEDT:PSSを陽極1上にスピンコートで塗布して乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm), light emitting
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: PEDT: PSS (thickness 0-800 nm), conductivity 3.8 × 10 −4 S / cm, coating type injection layer Hole transport layer 3: NPD (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
実施例6について、各膜厚0〜800nmについて、発光面積のサイズと不良発生率との関係を調べた。結果を図3に示す。図3より、正孔注入層2の膜厚が20nmより厚い場合、いずれの発光面積サイズにおいても不良発生率が10%以下に抑えることが可能であった。
For Example 6, the relationship between the size of the light emitting area and the defect occurrence rate was examined for each film thickness of 0 to 800 nm. The results are shown in FIG. From FIG. 3, when the thickness of the
(実施例7)
以下の層構成を有する有機電界発光素子を形成した。
(Example 7)
An organic electroluminescent element having the following layer structure was formed.
基板10:無機アルカリガラス基板(厚み0.7mm)
陽極1:ITO(厚み150nm)
正孔注入層2:PEDT:PSS(厚み0〜800nm)、導電率3.8×10−4S/cm、塗布型注入層、屈折率1.5
正孔輸送層3:NPD(厚み40nm)、屈折率1.8
第1の発光層4a:NPD:rubrene(厚み35nm)
第2の発光層4b:TBADN:BCzVBi(厚み30nm)
電子輸送層5:Alq3(厚み30nm)
陰極6:LiF/Al(厚み1nm/80nm)
尚、正孔注入層2は、上記と同様のPEDT:PSSを陽極1上にスピンコートで塗布して乾燥させることにより形成した。
Substrate 10: inorganic alkali glass substrate (thickness 0.7 mm)
Anode 1: ITO (
Hole injection layer 2: PEDT: PSS (
Hole transport layer 3: NPD (
First
Second
Electron transport layer 5: Alq 3 (
Cathode 6: LiF / Al (
The
実施例7について、各膜厚0〜800nmについての上記と同様の発光効率を調べた。結果を表5、図4に示す。これにより、正孔注入層2の膜厚が200nmまでは比較的高効率が保たれているものの、400nm、800nmについては効率の低下が顕著であった。従って、正孔注入層2の膜厚として20〜200nmの範囲において、発光効率を低下させることなく、電気的不良を低減することが確認される。
For Example 7, the same luminous efficiency as described above was examined for each film thickness of 0 to 800 nm. The results are shown in Table 5 and FIG. As a result, although the high efficiency is maintained up to the thickness of the
1 陽極
2 正孔注入層
3 正孔輸送層
4 発光層
5 電子輸送層
6 陰極
DESCRIPTION OF
Claims (4)
The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the organic electroluminescent element is used for an organic EL lighting panel.
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