JP2012059962A - Organic el element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL(Electro Luminescence)素子に関し、特に有機EL素子の低電圧化及び高効率化に関するものである。 The present invention relates to an organic EL (Electro Luminescence) element, and particularly relates to a reduction in voltage and an increase in efficiency of an organic EL element.
従来、有機材料によって形成される自発光素子として知られる有機EL素子は、例えば、陽極となるITO(Indium Tin Oxide)等からなる第一電極と、少なくとも発光層を有する有機層と、陰極となるアルミニウム(Al)等からなる非透光性の第二電極と、を順次積層してなるものである(特許文献1参照)。 Conventionally, an organic EL element known as a self-luminous element formed of an organic material is, for example, a first electrode made of ITO (Indium Tin Oxide) or the like serving as an anode, an organic layer having at least a light emitting layer, and a cathode. A non-translucent second electrode made of aluminum (Al) or the like is sequentially laminated (see Patent Document 1).
かかる有機EL素子は、第一電極から正孔を注入し、また、第二電極から電子を注入して正孔及び電子が前記発光層にて再結合することによって光を発するものである。有機EL素子を用いた有機ELディスプレイは、自己発光のため視認性に優れ、完全固体素子であるため耐衝撃性や低温環境下での応答性に優れているため表示の瞬間判読が必要な車両用計器などの車載表示装置に採用されている。 Such an organic EL element emits light by injecting holes from the first electrode and injecting electrons from the second electrode, and the holes and electrons recombine in the light emitting layer. An organic EL display using an organic EL element has excellent visibility due to self-emission, and is a completely solid element, so it has excellent impact resistance and responsiveness in a low temperature environment. It is used for in-vehicle display devices such as measuring instruments.
特に車載表示装置に採用される有機EL素子は、広範囲な温度環境下での高信頼性が要求されるとともに低電力化が求められている。低電力で高温環境下での信頼性を高めるためには、低電圧化と高効率化が重要な課題である。これに対し、低電圧化と高効率を達成するための方法として、発光層と陰極との間に形成される電子輸送層に電子移動度の高い電子輸送性材料やLUMO(最低空位分子軌道)エネルギーが小さい電子輸送性材料を適用することで電子輸送層内での電子移動効率を高めるあるいは電子輸送層から発光層への電子注入障壁を小さくすることが考えられる。しかし、電子輸送性材料としてよく知られるアルミキノリノール(Alq3)の電子移動度(μe=5×10−6cm2/Vs)よりも電子輸送層の電子移動度が高い、あるいはAlq3のLUMOエネルギー(Ea=3.0eV)よりも電子輸送層のLUMOエネルギーが小さいと、電子の供給が過剰となりキャリアバランスが崩れて発光層と陽極との間に形成される正孔輸送層が電子によって劣化し、発光ムラが生じたり、寿命が短くなるという問題点があり、キャリアバランスを保つ点でなお改善の余地があった。 In particular, organic EL elements employed in in-vehicle display devices are required to have high reliability in a wide range of temperature environments and to have low power consumption. Low voltage and high efficiency are important issues in order to improve reliability in low temperature and high temperature environments. On the other hand, as a method for achieving low voltage and high efficiency, an electron transporting material or LUMO (lowest vacancy molecular orbital) having a high electron mobility is formed in the electron transporting layer formed between the light emitting layer and the cathode. It is conceivable to increase the electron transfer efficiency in the electron transport layer or to reduce the electron injection barrier from the electron transport layer to the light emitting layer by applying an electron transport material having low energy. However, the electron mobility of the electron transport layer is higher than the electron mobility (μe = 5 × 10 −6 cm 2 / Vs) of aluminum quinolinol (Alq 3 ) well known as an electron transport material, or the LUMO of Alq 3 If the LUMO energy of the electron transport layer is lower than the energy (Ea = 3.0 eV), the supply of electrons will be excessive, the carrier balance will be lost, and the hole transport layer formed between the light emitting layer and the anode will be deteriorated by electrons. However, there is a problem that uneven light emission occurs and the life is shortened, and there is still room for improvement in terms of maintaining the carrier balance.
また、特許文献2には、有機EL素子の低電圧化に関し、陰極に接する部分の有機層が、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも1種を含有する有機金属錯体化合物と電子輸送性有機物との混合層から構成される点が開示されている。しかしながら、特許文献2に開示される技術は、電子注入層の構成に関するものであり、また、電子輸送性有機物としてはAlq3が上げられるのみであって、Alq3よりも電子移動度が高いあるいはLUMOエネルギーが小さい電子輸送性材料を電子輸送層に適用した構成におけるキャリアバランスの保持に関するものではない。
In addition,
そこで本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、低電力で高温環境下での信頼性が高い有機EL素子を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of this problem, and an object thereof is to provide an organic EL element having low power and high reliability in a high temperature environment.
本発明は、前記課題を解決するために、少なくとも有機発光層と電子輸送層とを陽極と陰極との間に積層形成してなる有機EL素子であって、
前記電子輸送層は、電子輸送性材料とリチウム錯体との混合層からなることを特徴とする有機EL素子。
The present invention is an organic EL device comprising at least an organic light emitting layer and an electron transport layer laminated between an anode and a cathode in order to solve the above-mentioned problem,
The electron transport layer is an organic EL element comprising a mixed layer of an electron transport material and a lithium complex.
また、前記電子輸送性材料は、電子移動度が10−5cm2/V・s以上であることを特徴とする。 The electron transporting material has an electron mobility of 10 −5 cm 2 / V · s or more.
また、前記電子輸送性材料は、LUMOエネルギーが3.0eVより小さいことを特徴とする。 The electron transporting material has a LUMO energy of less than 3.0 eV.
また、前記リチウム錯体は、リチウム8−キノリノラート(Liq)からなることを特徴とする。 The lithium complex is made of lithium 8-quinolinolate (Liq).
また、前記電子輸送層と前記陰極との間に、電子注入層が形成されてなることを特徴とする。 Further, an electron injection layer is formed between the electron transport layer and the cathode.
また、前記電子注入層は、アルカリ金属化合物あるいはアルカリ金属錯体からなることを特徴とする。 The electron injection layer is made of an alkali metal compound or an alkali metal complex.
本発明は、低電力で高温環境下での信頼性の高い有機EL素子を提供することが可能となるものである。 The present invention can provide an organic EL element with low power and high reliability in a high temperature environment.
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施形態を示す図である。本実施形態である有機EL素子は、支持基板1と、陽極となる第一電極2と、有機層3と、陰極となる第二電極4と、を有するものである。なお、有機EL素子は、吸湿剤が塗布される封止基板を支持基板1上に配設して封止されるものであるが、図1ではこの封止基板を省略している。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. The organic EL element which is this embodiment has the support substrate 1, the
支持基板1は、例えば透光性のガラス材料からなる矩形状の基板である。支持基板1上には、第一電極2,有機層3及び第二電極4が順に積層形成される。
The support substrate 1 is a rectangular substrate made of a translucent glass material, for example. On the support substrate 1, the
第一電極2は、正孔を注入する陽極となるものであり、支持基板1上にITO等の透明導電材料をスパッタリング法あるいは蒸着法等の手段によって層状に形成し、フォトエッチング等の手段によって所定の形状にパターニングされてなる。また、第一電極2は、表面がUV/O3処理やプラズマ処理等の表面処理を施されてなる。
The
有機層3は、少なくとも有機発光層を含む多層からなり、第一電極2上に形成されるものである。本実施形態においては、第一電極2側から順に正孔注入輸送層3a,発光層(有機発光層)3b,電子輸送層3c及び電子注入層3dが順に積層形成されてなる。
The
正孔注入輸送層3aは、第一電極2から正孔を取り込み発光層3bへ伝達する機能を有し、例えばアミン系化合物等の正孔輸送性材料を蒸着法等の手段によって膜厚15〜40nm程度の層状に形成してなる。
The hole injecting and transporting
発光層3bは、ホスト材料に少なくとも発光を呈する発光ドーパントを共蒸着等の手段によって添加してなるものである。前記ホスト材料は、通常発光層3b中で最も高い比率で含まれるものであり、正孔及び電子の輸送が可能であり、その分子内で正孔及び電子が再結合することで前記発光ドーパントを発光させる機能を有し、3.0eV程度のエネルギーギャップを有する。前記発光ドーパントは、正孔と電子との再結合に反応して発光する機能を有し、所定の発光色を示す蛍光材料からなる。また、発光層3bは、さらに正孔輸送性ドーパントを添加するものであってもよい。前記正孔輸送性ドーパントは、第一電極2から発光層3bへの正孔の注入効率を向上させる機能を有し、発光層3b中の濃度が50wt%以下で、ガラス転移温度が85℃以上で好ましくは110℃以上の材料である。
The
電子輸送層3cは、電子を発光層3bへ伝達する機能を有し、電子移動度μeが10−5cm2/Vs以上(μe≧10−5cm2/Vs)である及び/あるいはLUMOエネルギー(電子親和力)Eaが3.0eVより小さい(Ea<3.0eV)電子輸送性材料と例えばリチウム8−キノリノラート(Liq)等のリチウム錯体とを共蒸着等の手段によって混合し、膜厚8〜30nm程度の層状に形成した混合層である。なお、前記電子輸送性材料とリチウム錯体とは例えばwt%比率が1:1で混合されるものであるが、この比率を変更することでキャリアバランスを変化させることも可能である。
The
電子注入層3dは、電子を第二電極4から取り込む機能を有し、例えばフッ化リチウム(LiF)やLiqを真空蒸着法等の手段によって薄膜状に形成してなる。
The
第二電極4は、電子を注入する陰極となるものであり、電子注入層3d上に例えばAl等の低抵抗導電材料を蒸着法等の手段によって層状に形成した導電膜からなるものである。
The
以上の各部によって有機EL素子が構成されている。 The organic EL element is comprised by the above each part.
本願発明者らは、鋭意検討した結果、電子輸送能力の高い電子輸送性材料を電子輸送層に適用する構成においては、電子輸送層にリチウム錯体を混合することで有機EL素子のキャリアバランスを安定化させ、低電力で高温環境下での信頼性の高い素子を得ることが可能であることを見いだし、本発明に達した。特に、電子移動度μeが10−5cm2/Vs以上である及び/あるいはLUMOエネルギーEaが3.0eVより小さい電子輸送性材料とリチウム錯体とを混合して電子輸送層を形成することによって、キャリアバランスを安定させて低電圧と高効率を達成することができ、低電力で高温環境下での信頼性の高い有機EL素子を得ることができる。 As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have stabilized the carrier balance of the organic EL element by mixing a lithium complex in the electron transport layer in a configuration in which an electron transport material having a high electron transport capability is applied to the electron transport layer. And the inventors have found that it is possible to obtain an element with low power and high reliability in a high-temperature environment, and reached the present invention. In particular, by forming an electron transport layer by mixing an electron transport material and a lithium complex having an electron mobility μe of 10 −5 cm 2 / Vs or more and / or a LUMO energy Ea of less than 3.0 eV, The carrier balance can be stabilized to achieve low voltage and high efficiency, and an organic EL element with low power and high reliability in a high temperature environment can be obtained.
以下、さらに本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。図2は各実施例及び各比較例の性能比較を示している。 Examples of the present invention will be further described below, but the present invention is not limited thereto. FIG. 2 shows a performance comparison between each example and each comparative example.
支持基板1上にITOからなる第一電極2を膜厚145nmで形成し、第一電極2上に正孔輸送性材料HT1からなる正孔注入輸送層3aを膜厚30nmで形成した。また、正孔注入輸送層3a上に、ホスト材料EM1と緑色発光を示す蛍光ドーパントGD1からなる前記発光ドーパントと正孔輸送性材料HT1からなる前記正孔輸送性ドーパントを、EM1:GD1:HT1=36:1.2:4のwt%比率で含有させて発光層3bを膜厚50nmで形成した。ホスト材料EM1は、Ip(イオン化ポテンシャル)=5.9eV、Ea(LUMOエネルギー、すなわち電子親和力)=2.9eV、μe(電子移動度)=3×10−3cm2/Vs、μh(正孔移動度)=2×10−3cm2/Vsである。蛍光ドーパントGD1は、Eg(エネルギーギャップ)=2.4eV、Ip=5.8eVである。正孔輸送性材料HT1は、Tg(ガラス転移温度)=130℃、Ip=5.4eV、μh=4×10−4cm2/Vsである。さらに、発光層3b上に電子輸送層3cとして電子輸送性材料ET1とLiqとを、ET1:Liq=1:1のwt%比率で混合して膜厚10nmで形成した。電子輸送性材料ET1は、Ip=6.0eV、Ea=3.0eV、電子移動度μe=4×10−4cm2/Vsである。さらに、電子輸送層3c上に電子注入層3dとしてLiFを膜厚1nmで形成し、電子注入層3d上に第二電極4としてAlを膜厚100nmで形成して有機EL素子を作製した。実施例1は緑色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=4.7V、電流効率L/J=18cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は2000時間を越えた。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。尚、発光ムラの測定は、ミノルタ製2次元色分布測定装置(CA-1500)で行った。
A
(比較例1)
比較例1として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET1のみで形成したほかは、実施例1と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例1は緑色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=4.9V、電流効率L/J=17cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1500時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に中央部が明るく周辺部が暗くなる発光ムラが発生し、ディスプレイとしては使用に堪えない発光状態であった。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, an organic EL device was produced and properties were measured in the same manner as in Example 1 except that the
(比較例2)
比較例2として、電子注入層3dを形成しないほかは、実施例1と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例2は緑色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=5.5V、電流効率L/J=16cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1900時間を超えた。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
(Comparative Example 2)
As Comparative Example 2, an organic EL element was produced and characteristics were measured in the same manner as in Example 1 except that the
(比較例3)
比較例3として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET2とLiqとの混合層としたほかは、実施例1と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。電子輸送性材料ET2はAlq3であり、Ip=5.8eV、Ea=3.0eV、電子移動度μe=5×10−6cm2/Vsである。比較例3は緑色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=7.0V、電流効率L/J=17cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は2000時間を超えた。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
(Comparative Example 3)
As Comparative Example 3, an organic EL device was produced and properties were measured in the same manner as in Example 1 except that the
かかる測定結果が示すように、実施例1は、比較例3に対して駆動電圧が低く、また、比較例1に見られるような発光ムラは発生していない。したがって、少なくともAlq3よりも電子輸送能力の高い電子輸送性材料を電子輸送層3cに適用する構成においては、電子輸送層3cにリチウム錯体を混合することで有機EL素子のキャリアバランスを安定化させ、低電力で高温環境下での信頼性の高い素子を得ることが可能であることがわかる。また、比較例2は比較例1に対して駆動電圧Vが高く、電子輸送層3cが直接第二電極4と接する構成ではリチウム錯体を混合することで電子輸送性材料のみで電子輸送層3cを形成する場合よりも駆動電圧Vの低減効果が低くなることがわかるが、実施例1のようにさらに電子注入層3dを形成することで電子輸送性材料のみで電子輸送層3cを形成するのと同程度に駆動電圧Vを低減することができる。
As shown by the measurement results, the driving voltage in Example 1 is lower than that in Comparative Example 3, and the light emission unevenness as seen in Comparative Example 1 does not occur. Therefore, in the configuration in which an electron transport material having a higher electron transport capability than Alq 3 is applied to the
支持基板1上にITOからなる第一電極2を膜厚100nmで形成し、第一電極2上に正孔輸送性材料HT1からなる正孔注入輸送層3aを膜厚30nmで形成した。また、正孔注入輸送層3a上に、発光層3bとして第一,第二の発光層を積層形成した。前記第一の発光層は、ホスト材料EM1と橙色発光を示す蛍光ドーパントAD1からなる前記発光ドーパントと正孔輸送性材料HT1からなる前記正孔輸送性ドーパントを、EM1:AD1:HT1=6:1.2:6のwt%比率で含有させて膜厚15nmで形成した。蛍光ドーパントAD1は、Eg=2.0eV、Ip=5.2eVである。前記第二の発光層は、ホスト材料EM1と青緑色発光を示す蛍光ドーパントBD1からなる前記発光ドーパントと正孔輸送性材料HT1からなる前記正孔輸送性ドーパントを、EM1:BD1:HT1=20:1.2:10のwt%比率で含有させて膜厚30nmで形成した。蛍光ドーパントBD1は、Eg=2.7eV、Ip=5.6eVである。さらに、発光層3b上に電子輸送層3cとして電子輸送性材料ET1とLiqとを、ET1:Liq=1:1のwt%比率で混合して膜厚10nmで形成した。さらに、電子輸送層3c上に電子注入層3dとしてLiFを膜厚1nmで形成し、電子注入層3d上に第二電極4としてAlを膜厚100nmで形成して有機EL素子を作製した。実施例2は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=4.5V、電流効率L/J=13cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は2000時間を越えた。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
A
実施例3として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET3とLiqとの混合層としたほかは、実施例2と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。電子輸送性材料ET3は、Ip=6.3eV、Ea=2.9eV、電子移動度μe=4×10−5cm2/Vsである。実施例3は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=5.5V、電流効率L/J=14cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は2000時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
As Example 3, an organic EL device was prepared and characteristics were measured in the same manner as in Example 2 except that the
実施例4として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET4とLiqとの混合層としたほかは、実施例2と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。電子輸送性材料ET4は、Ip=6.1eV、Ea=2.8eV、電子移動度μe=6×10−6cm2/Vsである。実施例4は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電V=6V、電流効率L/J=14cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は2000時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
As Example 4, an organic EL device was produced and properties were measured in the same manner as in Example 2, except that the
実施例5として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET5とLiqとの混合層としたほかは、実施例2と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。電子輸送性材料ET5は、Ip=6.1eV、Ea=2.8eV、電子移動度μe=6×10−4cm2/Vsである。実施例5は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=4.5V、電流効率L/J=14cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は2000時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
As Example 5, an organic EL device was produced and characteristics were measured in the same manner as in Example 2 except that the
(比較例4)
比較例4として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET1のみで形成したほかは、実施例2と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例4は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=4.4V、電流効率L/J=14cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1000時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に中央部が明るく周辺部が暗くなる発光ムラが発生し、ディスプレイとしては使用に堪えない発光状態であった。
(Comparative Example 4)
As Comparative Example 4, an organic EL device was prepared and characteristics were measured in the same manner as in Example 2 except that the
(比較例5)
比較例5として、電子注入層3dを形成しないほかは、実施例2と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例5は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=5.0V、電流効率L/J=13cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1900時間を超えた。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
(Comparative Example 5)
As Comparative Example 5, an organic EL element was produced and characteristics were measured in the same manner as in Example 2 except that the
(比較例6)
比較例6として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET2とLiqとの混合層としたほかは、実施例2と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例6は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=8.0V、電流効率L/J=11cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は2000時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
(Comparative Example 6)
As Comparative Example 6, an organic EL device was produced and characteristics were measured in the same manner as in Example 2 except that the
(比較例7)
比較例7として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET3のみで形成したほかは、実施例3と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例7は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=5.5V、電流効率L/J=14cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1400時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に中央部が明るく周辺部が暗くなる発光ムラが発生し、ディスプレイとしては使用に堪えない発光状態であった。
(Comparative Example 7)
As Comparative Example 7, an organic EL device was produced and properties were measured in the same manner as in Example 3 except that the
(比較例8)
比較例8として、電子注入層3dを形成しないほかは、実施例3と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例8は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=6.0V、電流効率L/J=13cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1900時間を超えた。また、110℃の高温環境下での高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
(Comparative Example 8)
As Comparative Example 8, an organic EL element was produced and characteristics were measured in the same manner as in Example 3 except that the
(比較例9)
比較例9として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET4のみで形成したほかは、実施例4と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例9は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧E=6.0V、電流効率L/J=14cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1400時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に中央部が明るく周辺部が暗くなる発光ムラが発生し、ディスプレイとしては使用に堪えない発光状態であった。
(Comparative Example 9)
As Comparative Example 9, an organic EL device was produced and properties were measured in the same manner as in Example 4 except that the
(比較例10)
比較例10として、電子注入層3dを形成しないほかは、実施例4と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例10は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=6.7V、電流効率L/J=13cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1900時間を超えた。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
(Comparative Example 10)
As Comparative Example 10, an organic EL device was produced and characteristics were measured in the same manner as in Example 4 except that the
(比較例11)
比較例11として、電子輸送層3cを電子輸送性材料ET5のみで形成したほかは、実施例5と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例11は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=4.5V、電流効率L/J=14cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1000時間であった。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に中央部が明るく周辺部が暗くなる発光ムラが発生し、ディスプレイとしては使用に堪えない発光状態であった。
(Comparative Example 11)
As Comparative Example 11, an organic EL device was produced and properties were measured in the same manner as in Example 5 except that the
(比較例12)
比較例12として、電子注入層3dを形成しないほかは、実施例5と同様に有機EL素子の作製及び特性の測定を行った。比較例12は白色発光を示し、その特性はピーク輝度Lp=16000cd/m2での駆動電圧V=5.5V、電流効率L/J=13cd/Aであり、85℃の高温環境下における初期輝度Lp=3000cd/m2でのDC駆動時の半減寿命は1900時間を超えた。また、110℃の高温環境下での2時間の高温放置試験において、2mm2の発光部に発光ムラが発生することはなかった。
(Comparative Example 12)
As Comparative Example 12, an organic EL element was produced and characteristics were measured in the same manner as in Example 5 except that the
かかる測定結果が示すように、実施例2〜5は、比較例6に対して駆動電圧が低く、また、比較例4,7,9及び11に見られるような発光ムラは発生していない。したがって、発光層3bとして複数の発光層を積層する場合でも、少なくともAlq3よりも電子輸送能力の高い電子輸送性材料を電子輸送層3cに適用する構成においては、電子輸送層3cにリチウム錯体を混合することで有機EL素子のキャリアバランスを安定化させ、低電力で高温環境下での信頼性の高い素子を得ることが可能であることがわかる。また、比較例5,8,10及び12はそれぞれ比較例4,7,9及び11に対して駆動電圧Vが高く、電子輸送層3cが直接第二電極4と接する構成ではリチウム錯体を混合することで電子輸送性材料のみで電子輸送層3cを形成する場合よりも駆動電圧Vの低減効果が低くなることがわかるが、実施例2〜5のようにさらに電子注入層3dを形成することで電子輸送性材料のみで電子輸送層3cを形成するのと同程度に駆動電圧Vを低減することができる。
As shown in the measurement results, the driving voltages of Examples 2 to 5 are lower than those of Comparative Example 6, and light emission unevenness as seen in Comparative Examples 4, 7, 9, and 11 does not occur. Therefore, even when stacking a plurality of light emitting layers as the
なお、本実施形態は、正孔注入輸送層3aが単一層にて形成されるものであったが、本発明の有機EL素子は、正孔注入層及び正孔輸送層がそれぞれ順次積層されるものであってもよい。また、本発明は、電子輸送層が複数層形成される構成であっても適用可能であり、その場合、少なくとも最も陰極側に位置する電子輸送層に本発明を適用する。
In the present embodiment, the hole injection /
本発明は、有機EL素子に関し、特に車載用表示器などの高温環境下での使用が想定される機器に用いられる有機EL素子に好適である。 The present invention relates to an organic EL element, and is particularly suitable for an organic EL element used in a device that is assumed to be used in a high-temperature environment such as a vehicle-mounted display.
1 支持基板
2 第一電極(陽極)
3 有機層
3a 正孔注入輸送層
3b 発光層(有機発光層)
3c 電子輸送層
3d 電子注入層
4 第二電極(陰極)
1
3
3c
Claims (6)
前記電子輸送層は、電子輸送性材料とリチウム錯体との混合層からなることを特徴とする有機EL素子。 An organic EL element formed by laminating at least an organic light emitting layer and an electron transport layer between an anode and a cathode,
The electron transport layer is an organic EL element comprising a mixed layer of an electron transport material and a lithium complex.
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