JP2012089533A - Light-emitting element, display device, and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子、表示装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a light emitting element, a display device, and an electronic device.
有機エレクトロルミネセンス素子（いわゆる有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に少なくとも１層の発光性有機層を介挿した構造を有する発光素子である。このような発光素子では、陰極と陽極との間に電界を印加することにより、発光層に陰極側から電子が注入されるとともに陽極側から正孔が注入され、発光層中で電子と正孔が再結合することにより励起子が生成し、この励起子が基底状態に戻る際に、そのエネルギー分が光として放出される。 An organic electroluminescence element (so-called organic EL element) is a light emitting element having a structure in which at least one light emitting organic layer is interposed between an anode and a cathode. In such a light emitting device, by applying an electric field between the cathode and the anode, electrons are injected into the light emitting layer from the cathode side and holes are injected from the anode side, and electrons and holes are injected into the light emitting layer. Recombination generates excitons, and when the excitons return to the ground state, the energy is emitted as light.
このような発光素子としては、例えば、陰極と陽極との間に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色に対応する３層の発光層を積層し、白色発光させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような白色発光する発光素子は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色が画素ごとに塗り分けられたカラーフィルタと組み合わせて用いることで、フルカラー画像を表示することができる。 As such a light-emitting element, for example, three light-emitting layers corresponding to three colors of R (red), G (green), and B (blue) are stacked between a cathode and an anode to emit white light. Those are known (for example, see Patent Document 1). Such a light emitting element that emits white light displays a full color image by using a color filter in which three colors of R (red), G (green), and B (blue) are separately applied to each pixel. Can do.
また、特許文献１にかかる発光素子では、発光層同士の間に中間層を設けることで、発光層間での励起子のエネルギーの移動を防止することができる。その際、中間層を電子および正孔がともに移動可能なバイポーラ性を有するものとすることで、電子および正孔に対する中間層の耐性を優れたものとしつつ、各発光層に電子および正孔を注入することができる。これらのことから、各発光層をバランスよく発光させて、白色発光させることができる。
しかしながら、特許文献１にかかる発光素子では、中間層が一般的な正孔輸送材料や電子輸送材料のみで構成されているため、耐久性が低いものとなっていた。これは、バイポーラ性を有する中間層中で電子と正孔が再結合して励起子が生成し、この励起子に対する中間層の耐性が低いことによるものと考えられる。
Moreover, in the light emitting element concerning patent document 1, the transfer of the energy of the exciton between light emitting layers can be prevented by providing an intermediate | middle layer between light emitting layers. At that time, by making the intermediate layer bipolar so that both electrons and holes can move, the intermediate layer has excellent resistance to electrons and holes, and electrons and holes are introduced into each light emitting layer. Can be injected. From these things, each light emitting layer can be light-emitted with sufficient balance, and white light can be emitted.
However, the light emitting device according to Patent Document 1 has low durability because the intermediate layer is composed of only a general hole transport material or electron transport material. This is presumably because electrons and holes are recombined in the bipolar intermediate layer to generate excitons, and the intermediate layer has low resistance to the excitons.
本発明の目的は、発光効率および耐久性（寿命）に優れる発光素子、この発光素子を備えた信頼性の高い表示装置および電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light emitting element that is excellent in luminous efficiency and durability (lifetime), and a highly reliable display device and electronic apparatus including the light emitting element.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光素子は、陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、第１の色に発光する第１の発光層と、
前記第１の発光層と前記陰極との間に設けられ、前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第１の発光層と前記第２の発光層との層間にこれらに接するように設けられ、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する中間層とを有し、
前記中間層は、アセン系材料とアミン系材料とを含んで構成されていることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The light emitting device of the present invention comprises a cathode,
The anode,
A first light-emitting layer provided between the cathode and the anode and emitting light in a first color;
A second light-emitting layer provided between the first light-emitting layer and the cathode and emitting light in a second color different from the first color;
An exciton energy is transferred between the first light emitting layer and the second light emitting layer so as to be in contact with the first light emitting layer and the second light emitting layer. An intermediate layer having a function of preventing
The intermediate layer includes an acene-based material and an amine-based material.
これにより、中間層が第１の発光層と第２の発光層との間での励起子のエネルギー移動を阻止するため、第１の発光層および第２の発光層をそれぞれ効率よく発光させることができる。その際、アミン系材料（すなわちアミン骨格を有する材料）が正孔輸送性を有するとともに、アセン系材料（すなわちアセン骨格を有する材料）が電子輸送性を有するため、電子および正孔に対する中間層の耐性を優れたものとしつつ、第１の発光層および第２の発光層にそれぞれ電子および正孔を注入して発光させることができる。
特に、アセン系材料は励起子に対する耐性に優れていることから、中間層の励起子による劣化を防止または抑制し、発光素子の耐久性を優れたものとすることができる。
Thereby, since the intermediate layer prevents the energy transfer of excitons between the first light emitting layer and the second light emitting layer, each of the first light emitting layer and the second light emitting layer can emit light efficiently. Can do. At that time, the amine-based material (that is, the material having an amine skeleton) has a hole transporting property, and the acene-based material (that is, the material having an acene skeleton) has an electron-transporting property. While making the resistance excellent, it is possible to emit light by injecting electrons and holes into the first light-emitting layer and the second light-emitting layer, respectively.
In particular, since the acene-based material has excellent resistance to excitons, deterioration of the intermediate layer due to excitons can be prevented or suppressed, and the durability of the light-emitting element can be improved.
本発明の発光素子では、前記アセン系材料の電子移動度は、前記アミン系材料の電子移動度よりも高いことが好ましい。
アセン系材料は、一般に、電子輸送性に優れている。したがって、第２の発光層から中間層を介して第１の発光層へ電子を円滑に受け渡すことができる。
本発明の発光素子では、前記アミン系材料の正孔移動度は、前記アセン系材料の正孔移動度よりも高いことが好ましい。
アミン系材料は、一般に、正孔輸送性に優れている。したがって、第１の発光層から中間層を介して第２の発光層へ正孔を円滑に受け渡すことができる。
In the light emitting device of the present invention, the electron mobility of the acene material is preferably higher than the electron mobility of the amine material.
Acene-based materials are generally excellent in electron transport properties. Therefore, electrons can be smoothly transferred from the second light emitting layer to the first light emitting layer through the intermediate layer.
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the hole mobility of the amine material is higher than the hole mobility of the acene material.
Amine-based materials are generally excellent in hole transportability. Therefore, holes can be smoothly transferred from the first light emitting layer to the second light emitting layer through the intermediate layer.
本発明の発光素子では、前記アセン系材料は、アントラセン誘導体であることが好ましい。
これにより、アセン系材料（ひいては中間層）の電子輸送性を優れたものとしつつ、励起子に対する耐性を高め、均質な中間層の形成を容易なものとすることができる。
本発明の発光素子では、前記アントラセン誘導体は、アントラセン骨格の９位および１０位のそれぞれにナフチル基が導入されたものであることが好ましい。
これにより、より確実に、アセン系材料（ひいては中間層）の電子輸送性を優れたものとしつつ、励起子に対する耐性を高め、均質な中間層の形成を容易なものとすることができる。
In the light emitting device of the present invention, the acene material is preferably an anthracene derivative.
As a result, the electron transport property of the acene-based material (and thus the intermediate layer) can be improved, the resistance to excitons can be increased, and the formation of a homogeneous intermediate layer can be facilitated.
In the light-emitting device of the present invention, the anthracene derivative is preferably one in which a naphthyl group is introduced at each of the 9th and 10th positions of the anthracene skeleton.
As a result, the electron transport property of the acene-based material (and thus the intermediate layer) can be more reliably improved, the resistance to excitons can be increased, and the formation of a homogeneous intermediate layer can be facilitated.
本発明の発光素子では、前記中間層の平均厚さは、１〜１００ｎｍであることが好ましい。
これにより、駆動電圧を抑えつつ、中間層が第１の発光層と第２の発光層との間での励起子のエネルギー移動をより確実に阻止することができる。
本発明の発光素子では、前記中間層中におけるアセン系材料の含有量をＡ［ｗｔ％］とし、前記中間層中におけるアミン系材料の含有量をＢ［ｗｔ％］としたときに、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）は、０．１〜０．９であることが好ましい。
これにより、より確実に、キャリアや励起子に対する中間層の耐性を優れたものとしつつ、第１の発光層および第２の発光層にそれぞれ電子および正孔を注入して発光させることができる。
In the light emitting device of the present invention, the average thickness of the intermediate layer is preferably 1 to 100 nm.
Thereby, the intermediate layer can more reliably prevent exciton energy transfer between the first light-emitting layer and the second light-emitting layer while suppressing the driving voltage.
In the light emitting device of the present invention, when the content of the acene-based material in the intermediate layer is A [wt%] and the content of the amine-based material in the intermediate layer is B [wt%], B / (A + B) is preferably 0.1 to 0.9.
Thereby, it is possible to emit light by injecting electrons and holes into the first light-emitting layer and the second light-emitting layer, respectively, more reliably while making the intermediate layer more resistant to carriers and excitons.
本発明の発光素子では、前記第１の発光層と前記陽極との間、または、前記第２の発光層と前記陰極との間に設けられ、前記第１の色および前記第２の色とは異なる第３の色に発光する第３の発光層を有することが好ましい。
これにより、例えば、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）を発光させて、白色発光する発光素子を実現することができる。
In the light emitting device of the present invention, the first color and the second color are provided between the first light emitting layer and the anode or between the second light emitting layer and the cathode. Preferably has a third light-emitting layer that emits light of a different third color.
Thus, for example, a light emitting element that emits white light by emitting R (red), G (green), and B (blue) can be realized.
本発明の発光素子では、前記第１の発光層は、前記第１の色として赤色に発光する赤色発光層であることが好ましい。
赤色の発光材料はバンドギャップが比較的小さく発光しやすい。したがって、陽極側に設けられた第１の発光層を赤色の発光層とすることで、バンドギャップが広く発光し難い色の発光層を陰極側の第２の発光層や第３の発光層とし、第１の発光層と第２の発光層と第３の発光層とをバランスよく発光させることができる。
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the first light emitting layer is a red light emitting layer that emits red light as the first color.
The red light emitting material has a relatively small band gap and easily emits light. Therefore, the first light-emitting layer provided on the anode side is a red light-emitting layer, and the light-emitting layer having a wide band gap and difficult to emit light is used as the second light-emitting layer or the third light-emitting layer on the cathode side. The first light-emitting layer, the second light-emitting layer, and the third light-emitting layer can emit light with a good balance.
本発明の発光素子では、前記第３の発光層は、前記第２の発光層と前記陰極との間に設けられ、前記第３の色として緑色に発光する緑色発光層であり、前記第２の発光層は、前記第２の色として青色に発光する青色発光層であることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）をバランスよく発光させて、白色発光させることができる。
In the light-emitting element of the present invention, the third light-emitting layer is a green light-emitting layer that is provided between the second light-emitting layer and the cathode and emits green as the third color. The light emitting layer is preferably a blue light emitting layer that emits blue light as the second color.
Thereby, it is possible to emit R (red), G (green), and B (blue) in a balanced manner and emit white light relatively easily.
本発明の発光素子では、前記第３の発光層は、前記第１の発光層と前記陽極との間に設けられ、前記第３の色として青色に発光する青色発光層であり、前記第２の発光層は、前記第２の色として緑色に発光する緑色発光層であることが好ましい。
これにより、比較的簡単に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）をバランスよく発光させて、白色発光させることができる。
In the light emitting device of the present invention, the third light emitting layer is a blue light emitting layer that is provided between the first light emitting layer and the anode, and emits blue as the third color, and the second light emitting layer. The light emitting layer is preferably a green light emitting layer that emits green light as the second color.
Thereby, it is possible to emit R (red), G (green), and B (blue) in a balanced manner and emit white light relatively easily.
本発明の表示装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する表示装置を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器を提供することができる。
The display device of the present invention includes the light emitting element of the present invention.
Thereby, a display device having excellent reliability can be provided.
An electronic apparatus according to the present invention includes the display device according to the present invention.
Thereby, an electronic device having excellent reliability can be provided.
以下、本発明の発光素子、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の発光素子の第１実施形態の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a light-emitting element, a display device, and an electronic device according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram schematically showing a longitudinal section of a first embodiment of a light emitting device of the present invention. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 1 will be described as “upper” and the lower side as “lower”.
図１に示す発光素子（エレクトロルミネッセンス素子）１は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）を発光させて、白色発光するものである。
このような発光素子１は、陽極３と正孔注入層４と正孔輸送層５と赤色発光層（第１の発光層）６と中間層７と青色発光層（第２の発光層）８と緑色発光層（第３の発光層）９と電子輸送層１０と電子注入層１１と陰極１２とがこの順に積層されてなるものである。
A light-emitting element (electroluminescence element) 1 shown in FIG. 1 emits white light by emitting R (red), G (green), and B (blue).
Such a light emitting device 1 includes an
言い換えすれば、発光素子１は、正孔注入層４と正孔輸送層５と赤色発光層６と中間層７と青色発光層８と緑色発光層９と電子輸送層１０と電子注入層１１と陰極１２とがこの順に積層で積層された積層体１５が２つの電極間（陽極３と陰極１２との間）に介挿されて構成されている。
そして、発光素子１は、その全体が基板２上に設けられるとともに、封止部材１３で封止されている。
In other words, the light emitting device 1 includes the
The entire light emitting element 1 is provided on the
このような発光素子１にあっては、赤色発光層６、青色発光層８、および緑色発光層９の各発光層に対し、陰極１２側から電子が供給（注入）されるとともに、陽極３側から正孔が供給（注入）される。そして、各発光層では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。これにより、発光素子１は、白色発光する。
In such a light emitting element 1, electrons are supplied (injected) from the
基板２は、陽極３を支持するものである。本実施形態の発光素子１は、基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２および陽極３は、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明または半透明）とされている。
基板２の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
The
Examples of the constituent material of the
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
なお、発光素子１が基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）の場合、基板２には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。
不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
Although the average thickness of such a board |
In the case where the light emitting element 1 is configured to extract light from the side opposite to the substrate 2 (top emission type), the
Examples of the opaque substrate include a substrate made of a ceramic material such as alumina, an oxide film (insulating film) formed on the surface of a metal substrate such as stainless steel, and a substrate made of a resin material. It is done.
以下、発光素子１を構成する各部を順次説明する。
（陽極）
陽極３は、後述する正孔注入層４を介して正孔輸送層５に正孔を注入する電極である。この陽極３の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
Hereinafter, each part which comprises the light emitting element 1 is demonstrated sequentially.
(anode)
The
陽極３の構成材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
Examples of the constituent material of the
The average thickness of the
（陰極）
一方、陰極１２は、後述する電子注入層１１を介して電子輸送層１０に電子を注入する電極である。この陰極１２の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極１２の構成材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体等）用いることができる。
(cathode)
On the other hand, the
Examples of the constituent material of the
特に、陰極１２の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極１２の構成材料として用いることにより、陰極１２の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極１２の平均厚さは、特に限定されないが、１００〜１００００ｎｍ程度であるのが好ましく、２００〜５００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、本実施形態の発光素子１は、ボトムエミッション型であるため、陰極１２に、光透過性は、特に要求されない。
In particular, when an alloy is used as the constituent material of the
Although the average thickness of such a
In addition, since the light emitting element 1 of this embodiment is a bottom emission type, the
（正孔注入層）
正孔注入層４は、陽極３からの正孔注入効率を向上させる機能を有するものである。
この正孔注入層４の構成材料（正孔注入材料）としては、特に限定されないが、例えば、銅フタロシアニンや、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−フェニル−３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
このような正孔注入層４の平均厚さは、特に限定されないが、５〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、この正孔注入層４は、省略することができる。
(Hole injection layer)
The
The constituent material (hole injection material) of the
The average thickness of the
The
（正孔輸送層）
正孔輸送層５は、陽極３から正孔注入層４を介して注入された正孔を赤色発光層６まで輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層５の構成材料には、各種ｐ型の高分子材料や、各種ｐ型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
このような正孔輸送層５の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、１０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、この正孔輸送層５は、省略することができる。
(Hole transport layer)
The
As the constituent material of the
The average thickness of the
The
（赤色発光層）
この赤色発光層（第１の発光層）６は、赤色（第１の色）に発光する赤色発光材料を含んで構成されている。
このような赤色発光材料としては、特に限定されず、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
(Red light emitting layer)
The red light emitting layer (first light emitting layer) 6 includes a red light emitting material that emits red light (first color).
Such a red light emitting material is not particularly limited, and various red fluorescent materials and red phosphorescent materials can be used singly or in combination.
赤色蛍光材料としては、赤色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、ペリレン誘導体、ユーロピウム錯体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ポルフィリン誘導体、ナイルレッド、２−（１，１−ジメチルエチル）−６−（２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ（ｉｊ）キノリジン−９−イル）エテニル）−４Ｈ−ピラン−４Ｈ−イリデン）プロパンジニトリル（ＤＣＪＴＢ）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）等を挙げられる。 The red fluorescent material is not particularly limited as long as it emits red fluorescence. For example, perylene derivatives, europium complexes, benzopyran derivatives, rhodamine derivatives, benzothioxanthene derivatives, porphyrin derivatives, Nile red, 2- (1, 1-dimethylethyl) -6- (2- (2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-1H, 5H-benzo (ij) quinolidin-9-yl) ethenyl)- 4H-pyran-4H-ylidene) propanedinitrile (DCJTB), 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM) and the like.
赤色燐光材料としては、赤色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられ、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つがフェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものも挙げられる。より具体的には、トリス（１−フェニルイソキノリン）イリジウム、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（アセチルアセトネート）（ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−１２Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン−白金（ＩＩ）、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム、ビス（２−フェニルピリジン）イリジウム（アセチルアセトネート）が挙げられる。 The red phosphorescent material is not particularly limited as long as it emits red phosphorescence, and examples thereof include metal complexes such as iridium, ruthenium, platinum, osmium, rhenium, and palladium. Among the ligands of these metal complexes, And those having at least one of phenylpyridine skeleton, bipyridyl skeleton, porphyrin skeleton and the like. More specifically, tris (1-phenylisoquinoline) iridium, bis [2- (2′-benzo [4,5-α] thienyl) pyridinate-N, C 3 ′] iridium (acetylacetonate) (btp2Ir ( acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-12H, 23H-porphyrin-platinum (II), bis [2- (2′-benzo [4,5-α] thienyl ) Pyridinate-N, C 3 '] iridium, bis (2-phenylpyridine) iridium (acetylacetonate).
また、赤色発光層６の構成材料としては、前述したような赤色発光材料に加えて、この赤色発光材料をゲスト材料とするホスト材料を用いることができる。このホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを赤色発光材料に移動（フェルスター移動またはデクスター移動）させて、赤色発光材料を励起する機能を有する。このようなホスト材料を用いる場合、例えば、ゲスト材料である赤色発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープして用いることができる。 As a constituent material of the red light emitting layer 6, in addition to the red light emitting material as described above, a host material using the red light emitting material as a guest material can be used. This host material recombines holes and electrons to generate excitons, and excites the red light-emitting material by transferring the exciton energy to the red light-emitting material (Felster movement or Dexter movement). It has a function. In the case of using such a host material, for example, a red light-emitting material that is a guest material can be used as a dopant by doping the host material.
このようなホスト材料としては、用いる赤色発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、赤色発光材料が赤色蛍光材料を含む場合、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、ナフタセン誘導体、ペリレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等のキノリノラト系金属錯体、トリフェニルアミンの４量体等のトリアリールアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、ジカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾピラン誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
また、赤色発光材料が赤色燐光材料を含む場合、ホスト材料としては、例えば、３−フェニル−４−（１’−ナフチル）−５−フェニルカルバゾール、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。
Such a host material is not particularly limited as long as it exhibits the functions described above for the red light emitting material to be used. For example, when the red light emitting material contains a red fluorescent material, for example, a distyrylarylene derivative , Naphthacene derivatives, perylene derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylamine derivatives, quinolinolato metal complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum complex (Alq 3 ), triarylamine derivatives such as tetramers of triphenylamine, Oxadiazole derivatives, silole derivatives, dicarbazole derivatives, oligothiophene derivatives, benzopyran derivatives, triazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, quinoline derivatives, 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl ( DPV Bi) etc. are mentioned, Among these, it can also be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
When the red light emitting material includes a red phosphorescent material, examples of the host material include 3-phenyl-4- (1′-naphthyl) -5-phenylcarbazole, 4,4′-N, N′-dicarbazole. Examples thereof include carbazole derivatives such as biphenyl (CBP), and one of these can be used alone or in combination of two or more.
前述したような赤色発光材料（ゲスト材料）およびホスト材料を用いる場合、赤色発光層６中における赤色発光材料の含有量（ドープ量）は、０．０１〜１０ｗｔ％であるのが好ましく、０．１〜５ｗｔ％であるのよりに好ましい。赤色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、後述する青色発光層８や緑色発光層９の発光量とのバランスをとりつつ赤色発光層６を発光させることができる。
また、前述したような赤色の発光材料はバンドギャップが比較的小さく、正孔や電子を捕獲しやすく、発光しやすい。したがって、陽極３側に赤色発光層を設けることで、バンドギャップが大きく発光し難い青色発光層８や緑色発光層９を陰極側とし、各発光層をバランスよく発光させることができる。
When the red light emitting material (guest material) and the host material as described above are used, the content (dope amount) of the red light emitting material in the red light emitting layer 6 is preferably 0.01 to 10 wt%. It is more preferable that it is 1 to 5 wt%. By setting the content of the red light emitting material within such a range, the light emission efficiency can be optimized, and the red light emitting layer is balanced with the light emitting amount of the blue light emitting layer 8 and the green
In addition, the red light-emitting material as described above has a relatively small band gap, easily captures holes and electrons, and easily emits light. Therefore, by providing the red light emitting layer on the
（中間層）
この中間層７は、前述した赤色発光層６と後述する青色発光層８との層間にこれらに接するように設けられている。そして、中間層７は、赤色発光層６と青色発光層８との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する。この機能により、赤色発光層６および青色発光層８をそれぞれ効率よく発光させることができる。
特に、中間層７は、アセン系材料とアミン系材料とを含んで構成されている。
(Middle layer)
The
In particular, the
アミン系材料（すなわちアミン骨格を有する材料）は正孔輸送性を有し、また、アセン系材料（すなわちアセン骨格を有する材料）は電子輸送性を有する。これにより、中間層７は、電子輸送性および正孔輸送性を有する。すなわち、中間層７は、バイポーラ性を有する。このように中間層７がバイポーラ性を有すると、赤色発光層６から中間層７を介して青色発光層８へ正孔を円滑に受け渡すとともに、青色発光層８から中間層７を介して赤色発光層６へ電子を円滑に受け渡すことができる。その結果、赤色発光層６および青色発光層８にそれぞれ電子および正孔を効率的に注入して発光させることができる。
An amine-based material (that is, a material having an amine skeleton) has a hole transporting property, and an acene-based material (that is, a material having an acene skeleton) has an electron-transporting property. Thereby, the
また、このような中間層７は、バイポーラ性を有するため、キャリア（電子、正孔）に対する耐性に優れている。その上、アセン系材料が励起子に対する耐性に優れていることから、中間層７中で電子と正孔が再結合して励起子が生成しても、中間層７の劣化を防止または抑制することができる。これにより、中間層７の励起子による劣化を防止または抑制し、その結果、発光素子１の耐久性を優れたものとすることができる。
In addition, since the
このような中間層７に用いられるアミン系材料としては、アミン骨格を有し、かつ、前述したような効果を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した正孔輸送材料のうちのアミン骨格を有する材料を用いることができるが、ベンジジン系アミン誘導体を用いるのが好ましい。
特に、ベンジジン系アミン誘導体のなかでも、中間層７に用いられるアミン系材料としては、２つ以上のナフチル基を導入したものが好ましい。このようなベンジジン系アミン誘導体としては、例えば、下記化１で表されるようなＮ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル〔１，１’−ビフェニル〕−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）や、下記化２で表されるようなＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラナフチル−ベンジジン（ＴＮＢ）などが挙げられる。
The amine-based material used for such an
In particular, among the benzidine-based amine derivatives, the amine-based material used for the
このようなアミン系材料は、一般に、正孔輸送性に優れており、アミン系材料の正孔移動度は、後述するアセン系材料の正孔移動度よりも高い。したがって、赤色発光層６から中間層７を介して青色発光層８へ正孔を円滑に受け渡すことができる。
このような中間層７中におけるアミン系材料の含有量は、特に限定されないが、１０〜９０ｗｔ％であるのが好ましく、３０〜７０ｗｔ％であるのがより好ましく、４０〜６０ｗｔ％であるのがさらに好ましい。
Such amine-based materials are generally excellent in hole transport properties, and the hole mobility of amine-based materials is higher than the hole mobility of acene-based materials described later. Therefore, holes can be smoothly transferred from the red light emitting layer 6 to the blue light emitting layer 8 through the
The content of the amine-based material in the
一方、中間層７に用いられるアセン系材料としては、アセン骨格を有し、かつ、前述したような効果を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、ヘキサセン誘導体、ヘプタセン誘導体等が挙げられ、これらのうち１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、アントラセン誘導体を用いるのが好ましい。
On the other hand, the acene-based material used for the
アントラセン誘導体は、優れた電子輸送性を有しながらも、気相成膜法により簡単に成膜することができる。したがって、アセン系材料としてアントラセン誘導体を用いることにより、アセン系材料（ひいては中間層７）の電子輸送性を優れたものとしつつ、均質な中間層７の形成を容易なものとすることができる。
特に、アントラセン誘導体のなかでも、中間層７に用いられるアセン系材料としては、アントラセン骨格の９位および１０位のそれぞれにナフチル基が導入されたものが好ましい。これにより、前述した効果が顕著となる。このようなアントラセン誘導体としては、例えば、下記化３で表されるような９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）や、下記化４で表されるような２−ｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＴＢＡＤＮ）、下記化５で表されるような２−メチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＭＡＤＮ）などが挙げられる。
Anthracene derivatives can be easily formed by a vapor deposition method while having excellent electron transport properties. Therefore, by using an anthracene derivative as the acene-based material, it is possible to easily form the homogeneous
In particular, among the anthracene derivatives, the acene-based material used for the
このようなアセン系材料は、一般に、電子輸送性に優れており、アセン系材料の電子移動度は、前述したアミン系材料の電子移動度よりも高い。したがって、青色発光層８から中間層７を介して赤色発光層６へ電子を円滑に受け渡すことができる。
このような中間層７中におけるアセン系材料の含有量は、特に限定されないが、１０〜９０ｗｔ％であるのが好ましく、３０〜７０ｗｔ％であるのがより好ましく、４０〜６０ｗｔ％であるのがさらに好ましい。
Such an acene-based material is generally excellent in electron transport properties, and the electron mobility of the acene-based material is higher than that of the amine-based material described above. Therefore, electrons can be smoothly transferred from the blue light emitting layer 8 to the red light emitting layer 6 through the
The content of the acene-based material in the
また、中間層７中におけるアセン系材料の含有量をＡ［ｗｔ％］とし、中間層７中におけるアミン系材料の含有量をＢ［ｗｔ％］としたときに、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）は、０．１〜０．９であるのが好ましく、０．３〜０．７であるのがより好ましく、０．４〜０．６であるのがさらに好ましい。これにより、より確実に、キャリアや励起子に対する中間層７の耐性を優れたものとしつつ、赤色発光層６および青色発光層８にそれぞれ電子および正孔を注入して発光させることができる。
また、中間層７の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍであるのが好ましく、３〜５０ｎｍであるのがより好ましく、５〜３０ｎｍであるのがさらに好ましい。これにより、駆動電圧を抑えつつ、中間層７が赤色発光層６と青色発光層８との間での励起子のエネルギー移動をより確実に阻止することができる。
Further, when the content of the acene-based material in the
Moreover, although the average thickness of the intermediate |
これに対し、中間層７の平均厚さが前記上限値を超えると、中間層７の構成材料等によっては、駆動電圧が著しく高くなったり、発光素子１の発光（特に白色発光）が難しくなったりする場合がある。一方、中間層７の平均厚さが前記下限値未満であると、中間層７の構成材料や駆動電圧等によっては、中間層７が赤色発光層６と青色発光層８との間での励起子によるエネルギー移動を防止または抑制するのが難しく、また、キャリアや励起子に対する中間層７の耐が低下する傾向を示す。
On the other hand, when the average thickness of the
（青色発光層）
青色発光層（第２の発光層）８は、青色（第２の色）に発光する青色発光材料を含んで構成されている。
このような青色発光材料としては、特に限定されず、各種青色蛍光材料、青色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
(Blue light emitting layer)
The blue light emitting layer (second light emitting layer) 8 includes a blue light emitting material that emits blue light (second color).
Such a blue light emitting material is not particularly limited, and various blue fluorescent materials and blue phosphorescent materials can be used alone or in combination of two or more.
青色蛍光材料としては、青色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、ジスチリル誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレンおよびペリレン誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−１，１’−ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、ポリ［（９．９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジヘキシルオキシフルオレン−２，７−ジイル）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−｛２−エトキシヘキシルオキシ｝フェニレン−１，４−ジイル）］、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（エチルニルベンゼン）］等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。 The blue fluorescent material is not particularly limited as long as it emits blue fluorescence. For example, distyryl derivatives, fluoranthene derivatives, pyrene derivatives, perylene and perylene derivatives, anthracene derivatives, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, benzimidazoles Derivatives, chrysene derivatives, phenanthrene derivatives, distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene, 4,4′-bis (9-ethyl-3-carbazovinylene) -1,1′-biphenyl (BCzVBi), poly [(9.9- Dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (2,5-dimethoxybenzene-1,4-diyl)], poly [(9,9-dihexyloxyfluorene-2,7-diyl) -ortho-co- (2-methoxy-5- {2-ethoxyhexylo Si} phenylene-1,4-diyl)]], poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (ethylnylbenzene)] and the like, and one of these may be used alone. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.
青色燐光材料としては、青色の燐光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。より具体的には、ビス［４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、トリス［２−（２，４−ジフルオロフェニル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム、ビス［２−（３，５−トリフルオロメチル）ピリジネート−Ｎ，Ｃ２’］−ピコリネート−イリジウム、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）が挙げられる。
また、青色発光層８の構成材料としては、赤色発光層６と同様に、前述したような青色発光材料に加えて、この青色発光材料をゲスト材料するホスト材料を用いることができる。
The blue phosphorescent material is not particularly limited as long as it emits blue phosphorescence, and examples thereof include metal complexes such as iridium, ruthenium, platinum, osmium, rhenium, and palladium. More specifically, bis [4,6-difluorophenyl pyridinium sulfonate -N, C 2 '] - picolinate - iridium, tris [2- (2,4-difluorophenyl) pyridinate -N, C 2'] iridium , bis [2- (3,5-trifluoromethyl) pyridinate -N, C 2 '] - picolinate - iridium, bis (4,6-difluorophenyl pyridinium sulfonate -N, C 2') iridium (acetylacetonate ).
As a constituent material of the blue light emitting layer 8, in addition to the blue light emitting material as described above, a host material that uses this blue light emitting material as a guest material can be used in the same manner as the red light emitting layer 6.
（緑色発光層）
緑色発光層（第３の発光層）９は、緑色（第３の色）に発光する緑色発光材料を含んで構成されている。
このような緑色発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を１種または２種以上組み合わせて用いることができる。
(Green light emitting layer)
The green light emitting layer (third light emitting layer) 9 includes a green light emitting material that emits green light (third color).
Such a green light emitting material is not particularly limited, and various green fluorescent materials and green phosphorescent materials can be used singly or in combination.
緑色蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、９，１０−ビス［（９−エチル−３−カルバゾール）−ビニレニル］−アントラセン、ポリ（９，９−ジヘキシル−２，７−ビニレンフルオレニレン）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−コ−（１，４−ジフェニレン−ビニレン−２−メトキシ−５−｛２−エチルヘキシルオキシ｝ベンゼン）］、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−オルト−コ−（２−メトキシ−５−（２−エトキシルヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン）］等が挙げられ、これらのうち１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることもできる。 The green fluorescent material is not particularly limited as long as it emits green fluorescence. For example, coumarin derivatives, quinacridone derivatives, 9,10-bis [(9-ethyl-3-carbazole) -vinylenyl] -anthracene, poly (9,9-dihexyl-2,7-vinylenefluorenylene), poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (1,4-diphenylene-vinylene-2-methoxy-5) -{2-ethylhexyloxy} benzene)], poly [(9,9-dioctyl-2,7-divinylenefluorenylene) -ortho-co- (2-methoxy-5- (2-ethoxyhexyloxy)- 1,4-phenylene)] and the like, and one of these may be used alone or two or more of them may be used in combination.
緑色燐光材料としては、緑色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。中でも、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも１つが、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものが好ましい。より具体的には、ファク−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（アセチルアセトネート）、ファク−トリス［５−フルオロ−２−（５−トリフルオロメチル−２−ピリジン）フェニル−Ｃ，Ｎ］イリジウムが挙げられる。
また、緑色発光層９の構成材料としては、赤色発光層６と同様に、前述したような緑色発光材料に加えて、この緑色発光材料をゲスト材料するホスト材料を用いることができる。
The green phosphorescent material is not particularly limited as long as it emits green phosphorescence, and examples thereof include metal complexes such as iridium, ruthenium, platinum, osmium, rhenium, and palladium. Among these, at least one of the ligands of these metal complexes preferably has a phenylpyridine skeleton, a bipyridyl skeleton, a porphyrin skeleton, or the like. More specifically, fac-tris (2-phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) 3), bis (2-phenylpyridinate-N, C2 ′) iridium (acetylacetonate), fac-tris [5 -Fluoro-2- (5-trifluoromethyl-2-pyridine) phenyl-C, N] iridium.
Further, as the constituent material of the green
（電子輸送層）
電子輸送層１０は、陰極１２から電子注入層１１を介して注入された電子を緑色発光層９に輸送する機能を有するものである。
電子輸送層１０の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）等の８−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
電子輸送層１０の平均厚さは、特に限定されないが、０．５〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、１〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
(Electron transport layer)
The
As a constituent material (electron transport material) of the
Although the average thickness of the
（電子注入層）
電子注入層１１は、陰極１２からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。
この電子注入層１１の構成材料（電子注入材料）としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。
(Electron injection layer)
The
Examples of the constituent material (electron injection material) of the
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物（アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等）は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層１１を構成することにより、発光素子１は、高い輝度が得られるものとなる。
Examples of such inorganic insulating materials include alkali metal chalcogenides (oxides, sulfides, selenides, tellurides), alkaline earth metal chalcogenides, alkali metal halides, and alkaline earth metal halides. Of these, one or two or more of these can be used in combination. By forming the electron injection layer using these as main materials, the electron injection property can be further improved. In particular, alkali metal compounds (alkali metal chalcogenides, alkali metal halides, and the like) have a very small work function, and the light-emitting element 1 can have high luminance by forming the
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅ等が挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＢｅＦ２等が挙げられる。
Examples of the alkali metal chalcogenide include Li 2 O, LiO, Na 2 S, Na 2 Se, and NaO.
Examples of the alkaline earth metal chalcogenide include CaO, BaO, SrO, BeO, BaS, MgO, and CaSe.
Examples of the alkali metal halide include CsF, LiF, NaF, KF, LiCl, KCl, and NaCl.
Examples of the alkaline earth metal halide include CaF 2 , BaF 2 , SrF 2 , MgF 2 , and BeF 2 .
また、無機半導体材料としては、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
電子注入層１１の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、０．２〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましく、０．２〜５０ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。
In addition, as the inorganic semiconductor material, for example, an oxide including at least one element of Li, Na, Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Cd, Mg, Si, Ta, Sb, and Zn , Nitrides, oxynitrides, and the like, and one or more of these can be used in combination.
The average thickness of the
（封止部材）
封止部材１３は、陽極３、積層体１５、および陰極１２を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材１３を設けることにより、発光素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
(Sealing member)
The sealing
封止部材１３の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材１３の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材１３と陽極３、積層体１５、および陰極１２との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
また、封止部材１３は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
Examples of the constituent material of the sealing
Further, the sealing
以上のように構成された発光素子１によれば、アセン系材料とアミン系材料とを含んで構成された中間層７が赤色発光層６と青色発光層８との間での励起子のエネルギー移動を阻止するため、赤色発光層６および青色発光層８をそれぞれ効率よく発光させることができる。その際、アミン系材料（すなわちアミン骨格を有する材料）が正孔輸送性を有するとともに、アセン系材料（すなわちアセン骨格を有する材料）が電子輸送性を有するため、電子および正孔に対する中間層７の耐性を優れたものとしつつ、赤色発光層６および青色発光層８にそれぞれ電子および正孔を注入して発光させることができる。
According to the light-emitting element 1 configured as described above, the
特に、アセン系材料は励起子に対する耐性に優れていることから、中間層７の励起子による劣化を防止または抑制し、発光素子１の耐久性を優れたものとすることができる。
また、本実施形態では、陽極３側から陰極１２側へ、赤色発光層６、中間層７、青色発光層８、緑色発光層９の順に設けることで、比較的簡単に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）をバランスよく発光させて、白色発光させることができる。
In particular, since the acene-based material is excellent in exciton resistance, deterioration of the
In this embodiment, the red light emitting layer 6, the
以上のような発光素子１は、例えば、次のようにして製造することができる。
［１］ まず、基板２を用意し、この基板２上に陽極３を形成する。
陽極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
The above light emitting element 1 can be manufactured as follows, for example.
[1] First, the
The
［２］ 次に、陽極３上に正孔注入層４を形成する。
正孔注入層４は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、正孔注入層４は、例えば、正孔注入材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔注入層形成用材料を、陽極３上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
[2] Next, the
The
In addition, the
正孔注入層形成用材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることもできる。かかる塗布法を用いることにより、正孔注入層４を比較的容易に形成することができる。
正孔注入層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、各種無機溶媒や、各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
As a method for supplying the hole injection layer forming material, for example, various coating methods such as a spin coating method, a roll coating method, and an ink jet printing method can be used. By using such a coating method, the
Examples of the solvent or dispersion medium used for the preparation of the hole injection layer forming material include various inorganic solvents, various organic solvents, or mixed solvents containing these.
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
また、本工程に先立って、陽極３の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極３の上面を親液性を付与すること、陽極３の上面に付着する有機物を除去（洗浄）すること、陽極３の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー１００〜８００Ｗ程度、酸素ガス流量５０〜１００ｍＬ／ｍｉｎ程度、被処理部材（陽極３）の搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ程度、基板２の温度７０〜９０℃程度とするのが好ましい。
The drying can be performed, for example, by standing in an atmospheric pressure or a reduced pressure atmosphere, heat treatment, or blowing an inert gas.
Prior to this step, the upper surface of the
Here, the oxygen plasma treatment conditions include, for example, a plasma power of about 100 to 800 W, an oxygen gas flow rate of about 50 to 100 mL / min, a conveyance speed of the member to be treated (anode 3) of about 0.5 to 10 mm / sec, and a substrate. The temperature of 2 is preferably about 70 to 90 ° C.
［３］ 次に、正孔注入層４上に正孔輸送層５を形成する。
正孔輸送層５は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、正孔輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、正孔注入層４上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
[3] Next, the
The
Further, by supplying a hole transport layer forming material obtained by dissolving a hole transport material in a solvent or dispersing in a dispersion medium onto the
［４］ 次に、正孔輸送層５上に、赤色発光層６を形成する。
赤色発光層６は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
［５］ 次に、赤色発光層６上に、中間層７を形成する。
中間層７は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[4] Next, the red light emitting layer 6 is formed on the
The red light emitting layer 6 can be formed by a vapor phase process using, for example, a CVD method, a dry plating method such as vacuum deposition or sputtering, or the like.
[5] Next, the
The
［６］ 次に、中間層７上に、青色発光層８を形成する。
青色発光層８は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
［７］ 次に、青色発光層８上に、緑色発光層９を形成する。
緑色発光層９は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[6] Next, the blue light emitting layer 8 is formed on the
The blue light emitting layer 8 can be formed by, for example, a vapor phase process using a CVD method, a dry plating method such as vacuum deposition or sputtering.
[7] Next, the green
The green
［８］ 次に、緑色発光層９上に電子輸送層１０を形成する。
電子輸送層１０は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、電子輸送層１０は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、緑色発光層９上に供給した後、乾燥（脱溶媒または脱分散媒）することによっても形成することができる。
[8] Next, the
The
Further, the
［９］ 次に、電子輸送層１０上に、電子注入層１１を形成する。
電子注入層１１の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層１１は、例えば、ＣＶＤ法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
［１０］ 次に、電子注入層１１上に、陰極１２を形成する。
陰極１２は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子１が得られる。
最後に、得られた発光素子１を覆うように封止部材１３を被せ、基板２に接合する。
[9] Next, the
When an inorganic material is used as the constituent material of the
[10] Next, the
The
The light emitting element 1 is obtained through the steps as described above.
Finally, the sealing
＜第２実施形態＞
図２は、本発明の発光素子の第２実施形態の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図２中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
本実施形態にかかる発光素子１Ａは、各発光層および中間層の積層順が異なる以外は、前述した第１実施形態の発光素子１と同様である。
<Second Embodiment>
FIG. 2 is a view schematically showing a longitudinal section of a second embodiment of the light emitting device of the present invention. In the following description, for convenience of explanation, the upper side in FIG. 2 will be described as “upper” and the lower side as “lower”.
The light emitting device 1A according to the present embodiment is the same as the light emitting device 1 of the first embodiment described above except that the stacking order of each light emitting layer and the intermediate layer is different.
すなわち、図２に示す発光素子１Ａは、基板２上に、陽極３と正孔注入層４と正孔輸送層５と青色発光層（第３の発光層）８と赤色発光層（第１の発光層）６と中間層７と緑色発光層（第２の発光層）９と電子輸送層１０と電子注入層１１と陰極１２とがこの順に積層され、これらが封止部材１３で封止されている。
言い換えすれば、発光素子１は、陽極３と陰極１２との間に、正孔注入層４と正孔輸送層５と青色発光層８と赤色発光層６と中間層７と緑色発光層９と電子輸送層１０と電子注入層１１とがこの順で陽極３側から陰極１２側へ積層された積層体１５Ａが介挿され、これらが基板２上に設けられているとともに封止部材１３で封止されている。
That is, the light emitting element 1A shown in FIG. 2 includes an
In other words, the light-emitting element 1 includes a
以上のような構成を有する発光素子１Ａによっても、前述した第１実施形態の発光素子１と同様の効果を発揮することができる。
特に、本実施形態では、陽極３側から陰極１２側へ、青色発光層８、赤色発光層６、中間層７、緑色発光層９の順に設けることで、比較的簡単に、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）をバランスよく発光させて、白色発光させることができる。
Even with the light emitting element 1A having the above-described configuration, the same effects as those of the light emitting element 1 of the first embodiment described above can be exhibited.
In particular, in this embodiment, by providing the blue light emitting layer 8, the red light emitting layer 6, the
以上説明したような発光素子１や発光素子１Ａは、例えば光源等として使用することができる。また、複数の発光素子１や発光素子１Ａをマトリックス状に配置することにより、ディスプレイ装置（本発明の表示装置）を構成することができる。
なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
The light emitting element 1 and the light emitting element 1A as described above can be used as a light source, for example. Moreover, a display apparatus (display apparatus of the present invention) can be configured by arranging a plurality of light emitting elements 1 and light emitting elements 1A in a matrix.
The driving method of the display device is not particularly limited, and may be either an active matrix method or a passive matrix method.
次に、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の一例について説明する。
図３は、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図３に示すディスプレイ装置１００は、基板２１と、サブ画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂに対応して設けられた複数の発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂおよびカラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１０Ｂと、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂをそれぞれ駆動するための複数の駆動用トランジスタ２４とを有している。ここで、ディスプレイ装置１００は、トップエミッション構造のディスプレイパネルである。
Next, an example of a display device to which the display device of the present invention is applied will be described.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a display device to which the display device of the present invention is applied.
The
基板２１上には、複数の駆動用トランジスタ２４が設けられ、これらの駆動用トランジスタ２４を覆うように、絶縁材料で構成された平坦化層２２が形成されている。
各駆動用トランジスタ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
A plurality of driving
Each driving
平坦化層上には、各駆動用トランジスタ２４に対応して発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂが設けられている。
発光素子１Ｒは、平坦化層２２上に、反射膜３２、腐食防止膜３３、陽極３、積層体（有機ＥＬ発光部）１５、陰極１２、陰極カバー３４がこの順に積層されている。本実施形態では、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用トランジスタ２４のドレイン電極２４５に導電部（配線）２７により電気的に接続されている。また、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの陰極１２は、共通電極とされている。
On the planarization layer,
In the light emitting element 1 </ b> R, a
なお、発光素子１Ｇ、１Ｂの構成は、発光素子１Ｒの構成と同様である。また、図３では、図１と同様の構成に関しては、同一符号を付してある。また、反射膜３２の構成（特性）は、光の波長に応じて、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ間で異なっていてもよい。
隣接する発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ同士の間には、隔壁３１が設けられている。また、これらの発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ上には、これらを覆うように、エポキシ樹脂で構成されたエポキシ層３５が形成されている。
The configurations of the
A
カラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂは、前述したエポキシ層３５上に、発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに対応して設けられている。
カラーフィルタ１９Ｒは、発光素子１Ｒからの白色光Ｗを赤色に変換するものである。また、カラーフィルタ１９Ｇは、発光素子１Ｇからの白色光Ｗを緑色に変換するものである。また、カラーフィルタ１９Ｂは、発光素子１Ｂからの白色光Ｗを青色に変換するものである。このようなカラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂと組み合わせて用いることで、フルカラー画像を表示することができる。
The
The
また、隣接するカラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ同士の間には、遮光層３６が形成されている。これにより、意図しないサブ画素１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂが発光するのを防止することができる。
そして、カラーフィルタ１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂおよび遮光層３６上には、これらを覆うように封止基板２０が設けられている。
以上説明したようなディスプレイ装置１００は、単色表示であってもよく、各発光素子１Ｒ、１Ｇ、１Ｂに用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
このようなディスプレイ装置１００（本発明の表示装置）は、各種の電子機器に組み込むことができる。
A
A sealing
The
Such a display device 100 (the display device of the present invention) can be incorporated into various electronic devices.
図４は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
In the
図５は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
In the
図６は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１００で構成されている。
A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the
In the
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
A
A
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
In the
なお、本発明の電子機器は、図４のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図５の携帯電話機、図６のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。 In addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 4, the mobile phone in FIG. 5, and the digital still camera in FIG. 6, the electronic apparatus of the present invention includes, for example, a television, a video camera, a viewfinder type, Monitor direct-view video tape recorder, laptop personal computer, car navigation system, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV Monitors, electronic binoculars, POS terminals, devices equipped with touch panels (for example, cash dispensers and automatic ticket vending machines for financial institutions), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiographs, ultrasound diagnostic devices, internal Endoscope display device), fish finder, various measuring instruments, Vessels such (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), a flight simulator, various monitors, and a projection display such as a projector.
以上、本発明の発光素子、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、前述した実施形態では、発光素子が３層の発光層を有するものについて説明したが、発光層が２層または４層以上であってもよい。また、発光層の発光色としては、前述した実施形態のＲ、Ｇ、Ｂに限定されない。発光層が２層または４層以上である場合でも、各発光層の発光スペクトルを適宜設定することで、白色発光させることができる。
また、中間層は、発光層同士の少なくとも１つの層間に設けられていればよく、２層以上の中間層を有していてもよい。
The light emitting element, the display device, and the electronic device of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these.
For example, in the above-described embodiment, the light emitting element has three light emitting layers. However, the light emitting layer may be two layers or four or more layers. Further, the emission color of the light emitting layer is not limited to R, G, and B in the above-described embodiment. Even when there are two or more light emitting layers, white light can be emitted by appropriately setting the emission spectrum of each light emitting layer.
Moreover, the intermediate | middle layer should just be provided between the at least 1 interlayer of light emitting layers, and may have an intermediate | middle layer of two or more layers.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．発光素子の製造
（実施例１）
＜１＞ まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
そして、基板をアセトン、２−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of light emitting device (Example 1)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 0.5 mm was prepared. Next, an ITO electrode (anode) having an average thickness of 100 nm was formed on the substrate by sputtering.
And after immersing a board | substrate in order of acetone and 2-propanol and ultrasonically cleaning, the oxygen plasma process was performed.
＜２＞ 次に、ＩＴＯ電極上に、ＨＩ４０６（出光興産社製）を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ４０ｎｍの正孔注入層を形成した。
＜３＞ 次に、正孔注入層上に、ＨＴ３２０（出光興産社製）を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ２０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
＜４＞ 次に、正孔輸送層上に、赤色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１０ｎｍの赤色発光層（第１の発光層）を形成した。赤色発光層の構成材料としては、赤色発光材料（ゲスト材料）としてＲＤ００１（出光興産社製）を用い、ホスト材料としてルブレンを用いた。また、赤色発光層中の発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、１．０ｗｔ％とした。
<2> Next, HI406 (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was deposited on the ITO electrode by a vacuum deposition method to form a hole injection layer having an average thickness of 40 nm.
<3> Next, HT320 (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was deposited on the hole injection layer by a vacuum deposition method to form a hole transport layer having an average thickness of 20 nm.
<4> Next, the constituent material of the red light-emitting layer was deposited on the hole transport layer by a vacuum vapor deposition method to form a red light-emitting layer (first light-emitting layer) having an average thickness of 10 nm. As a constituent material of the red light emitting layer, RD001 (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used as a red light emitting material (guest material), and rubrene was used as a host material. The content (dope concentration) of the light emitting material (dopant) in the red light emitting layer was 1.0 wt%.
＜５＞ 次に、赤色発光層上に、中間層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ７ｎｍの中間層を形成した。中間層の構成材料としては、アミン系材料として前述した化１で表されるα−ＮＰＤを用い、アセン系材料として前述した化３で表されるＡＤＮを用いた。また、中間層中におけるアミン系材料の含有量は、５０ｗｔ％とし、中間層中におけるアセン系材料の含有量は、５０ｗｔ％とした。
<5> Next, the constituent material of the intermediate layer was vapor-deposited on the red light emitting layer by a vacuum vapor deposition method to form an intermediate layer having an average thickness of 7 nm. As the constituent material of the intermediate layer, α-NPD represented by Chemical Formula 1 described above was used as an amine-based material, and ADN represented by
＜６＞ 次に、中間層上に、青色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ１５ｎｍの青色発光層（第２の発光層）を形成した。青色発光層の構成材料としては、青色発光材料としてＢＤ１０２（出光興産社製）を用い、ホスト材料としてＢＨ２１５（出光興産社製）を用いた。また、青色発光層中の青色発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、５．０ｗｔ％とした。 <6> Next, the constituent material of the blue light emitting layer was vapor-deposited on the intermediate layer by a vacuum evaporation method to form a blue light emitting layer (second light emitting layer) having an average thickness of 15 nm. As a constituent material of the blue light emitting layer, BD102 (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used as a blue light emitting material, and BH215 (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used as a host material. Further, the content (dope concentration) of the blue light emitting material (dopant) in the blue light emitting layer was 5.0 wt%.
＜７＞ 次に、青色発光層上に、緑色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ２５ｎｍの緑色発光層（第３の発光層）を形成した。緑色発光層の構成材料としては、緑色発光材料（ゲスト材料）としてＧＤ２０６（出光興産社製）を用い、ホスト材料としてＢＨ２１５（出光興産社製）を用いた。また、緑色発光層中の緑色発光材料（ドーパント）の含有量（ドープ濃度）は、８．０ｗｔ％とした。 <7> Next, the constituent material of the green light emitting layer was deposited on the blue light emitting layer by a vacuum evaporation method to form a green light emitting layer (third light emitting layer) having an average thickness of 25 nm. As a constituent material of the green light emitting layer, GD206 (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used as a green light emitting material (guest material), and BH215 (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was used as a host material. Further, the content (dope concentration) of the green light emitting material (dopant) in the green light emitting layer was 8.0 wt%.
＜８＞ 次に、緑色発光層上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ２０ｎｍの電子輸送層を形成した。
＜９＞ 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ０．５ｎｍの電子注入層を形成した。
＜１０＞ 次に、電子注入層上に、Ａｌを真空蒸着法により成膜した。これにより、Ａｌで構成される平均厚さ１５０ｎｍの陰極を形成した。
＜１１＞ 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー（封止部材）を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、図１に示すような発光素子を製造した。
<8> Next, tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) was formed on the green light-emitting layer by a vacuum deposition method, thereby forming an electron transport layer having an average thickness of 20 nm.
<9> Next, on the electron transport layer, lithium fluoride (LiF) was formed by a vacuum deposition method to form an electron injection layer having an average thickness of 0.5 nm.
<10> Next, Al was formed into a film by the vacuum evaporation method on the electron injection layer. Thereby, a cathode having an average thickness of 150 nm made of Al was formed.
<11> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
Through the above steps, a light emitting device as shown in FIG. 1 was manufactured.
（実施例２）
前述した化４で表されるＴＢＡＤＮをアセン系材料として用いて中間層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（実施例３）
前述した化５で表されるＭＡＤＮをアセン系材料として用いて中間層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（実施例４）
前述した化２で表されるＴＮＢをアミン系材料として用いて中間層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
(Example 2)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer was formed using TBADN represented by
(Example 3)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer was formed using MADN represented by
Example 4
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer was formed using TNB represented by
（実施例５）
中間層の平均厚さを１５ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（実施例６）
中間層の平均厚さを２０ｎｍとした以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
(Example 5)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the intermediate layer was 15 nm.
(Example 6)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the average thickness of the intermediate layer was 20 nm.
（実施例７）
基板上に、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、青色発光層、赤色発光層、中間層、緑色発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極の順で形成するとともに、青色発光層、赤色発光層、中間層のそれぞれの厚さ、および、青色発光層中における青色発光材料のドープ量を変更した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。これにより、図２に示すような発光素子を製造した。
ここで、青色発光層の平均厚さを１５ｎｍとし、赤色発光層の平均厚さを５ｎｍとし、中間層の平均厚さを１０ｎｍとした。また、青色発光層中における青色発光材料のドープ量を８％とした。
(Example 7)
On the substrate, an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a blue light emitting layer, a red light emitting layer, an intermediate layer, a green light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode are formed in this order. A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the thickness of each of the red light emitting layer and the intermediate layer and the doping amount of the blue light emitting material in the blue light emitting layer were changed. Thus, a light emitting device as shown in FIG. 2 was manufactured.
Here, the average thickness of the blue light emitting layer was 15 nm, the average thickness of the red light emitting layer was 5 nm, and the average thickness of the intermediate layer was 10 nm. Further, the doping amount of the blue light emitting material in the blue light emitting layer was 8%.
（比較例１）
ＡＤＮを用いずにα−ＮＰＤのみで中間層を形成した以外は、前述した実施例１と同様にして発光素子を製造した。
（比較例２）
ＡＤＮを用いずにα−ＮＰＤのみで中間層を形成した以外は、前述した実施例７と同様にして発光素子を製造した。
(Comparative Example 1)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer was formed only with α-NPD without using ADN.
(Comparative Example 2)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 7 except that the intermediate layer was formed only with α-NPD without using ADN.
２．評価
２−１．発光効率の評価
各実施例および各比較例について、直流電源を用いて発光素子に１００ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流し、輝度計を用いて輝度（初期の輝度）を測定した。なお、各実施例および各比較例において、輝度をそれぞれ５個の発光素子について測定した。
ここで、実施例１〜６については、比較例１で測定された光の輝度を基準値とし、実施例７については、比較例２で測定された光の輝度を基準値として、それぞれ、実施例１〜７で測定された光の輝度を表１に示す。
2. Evaluation 2-1. Evaluation of Luminous Efficiency For each example and each comparative example, a constant current of 100 mA / cm 2 was passed through the light emitting element using a DC power source, and the luminance (initial luminance) was measured using a luminance meter. In each example and each comparative example, the luminance was measured for five light emitting elements.
Here, for Examples 1 to 6, the light luminance measured in Comparative Example 1 was used as a reference value, and for Example 7, the light luminance measured in Comparative Example 2 was used as a reference value. The brightness of the light measured in Examples 1 to 7 is shown in Table 1.
２−２．発光寿命の評価
各実施例および各比較例について、直流電源を用いて発光素子に１００ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流しつづけ、その間、輝度計を用いて輝度を測定し、その輝度が初期の輝度の８０％となる時間（ＬＴ８０）を測定した。なお、各実施例および各比較例において、半減期の値をそれぞれ５個の発光素子について測定した。
そして、実施例１〜６については、比較例１で測定された半減期を基準値とし、実施例７については、比較例２で測定された半減期を基準値として、実施例１〜７で測定された半減期を表１に示す。
2-2. Evaluation of Luminous Life For each example and each comparative example, a constant current of 100 mA / cm 2 was continuously supplied to the light emitting element using a direct current power source, while the luminance was measured using a luminance meter, and the luminance was the initial luminance. The time (LT80) to be 80% of was measured. In each example and each comparative example, the half-life value was measured for each of five light emitting elements.
For Examples 1-6, the half-life measured in Comparative Example 1 was used as a reference value, and for Example 7, the half-life measured in Comparative Example 2 was used as a reference value. The measured half-life is shown in Table 1.
２−３．色度の評価
各実施例および各比較例について、直流電源を用いて発光素子に１００ｍＡ／ｃｍ２の定電流を流し、色度計を用いて光の色度（ｘ，ｙ）を求めた。
表１から明らかなように、各実施例の発光素子は、基準となる比較例の発光素子に比し、色度バランスおよび発光効率を同等なものとしつつ、耐久性に優れていることがわかる。
2-3. Evaluation of Chromaticity For each example and each comparative example, a constant current of 100 mA / cm 2 was passed through the light emitting element using a DC power source, and the chromaticity (x, y) of light was obtained using a chromaticity meter.
As can be seen from Table 1, the light-emitting elements of the respective examples are superior in durability while maintaining the same chromaticity balance and light-emitting efficiency as compared with the light-emitting elements of the comparative examples. .
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｇ、１Ｒ……発光素子 ２……基板 ３……陽極 ４……正孔注入層 ５……正孔輸送層 ６……赤色発光層 ７……中間層 ８……青色発光層 ９……緑色発光層 １０……電子輸送層 １１……電子注入層 １２……陰極 １３……封止部材 １５、１５Ａ……積層体 １９Ｂ、１９Ｇ、１９Ｒ……カラーフィルタ １００……ディスプレイ装置 ２０……封止基板 ２１……基板 ２２……平坦化層 ２３……保護層 ２４……駆動用トランジスタ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……隔壁 ３２……反射膜 ３３……腐食防止膜 ３４……陰極カバー ３５……エポキシ層 ３６……遮光層 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００……ディジタルスチルカメラ １３０２……ケース（ボディー） １３０４……受光ユニット １３０６……シャッタボタン １３０８……回路基板 １３１２……ビデオ信号出力端子 １３１４……データ通信用の入出力端子 １４３０……テレビモニタ １４４０……パーソナルコンピュータ
1, 1A, 1B, 1G, 1R ...
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光素子は、陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、第１の色に発光する第１の発光層と、
前記第１の発光層と前記陰極との間に設けられ、前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第１の発光層と前記第２の発光層との層間にこれらに接するように設けられ、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間で励起状態のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する中間層とを有し、
前記中間層は、アセン系材料とアミン系材料とを含んで構成され、
前記アセン系材料は、アントラセン骨格の９位および１０位のそれぞれにナフチル基が導入されたアントラセン誘導体であり、
前記アミン系材料は、２つ以上のナフチル基を導入したベンジジン系アミン誘導体であり、
前記中間層の平均膜厚は、１〜１００ｎｍであることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The light emitting device of the present invention comprises a cathode,
The anode,
A first light-emitting layer provided between the cathode and the anode and emitting light in a first color;
A second light-emitting layer provided between the first light-emitting layer and the cathode and emitting light in a second color different from the first color;
It is provided between the first light-emitting layer and the second light-emitting layer so as to be in contact therewith, and the excited state energy moves between the first light-emitting layer and the second light-emitting layer. An intermediate layer having a function of preventing
The intermediate layer includes an acene material and an amine material ,
The acene-based material is an anthracene derivative in which a naphthyl group is introduced at each of the 9th and 10th positions of the anthracene skeleton,
The amine-based material is a benzidine-based amine derivative into which two or more naphthyl groups are introduced,
The average thickness of the intermediate layer is characterized 1~100nm der Rukoto.
これにより、中間層が第１の発光層と第２の発光層との間での励起状態のエネルギー移動（励起子の移動）を阻止するため、第１の発光層および第２の発光層をそれぞれ効率よく発光させることができる。その際、アミン系材料（すなわちアミン骨格を有する材料）が正孔輸送性を有するとともに、アセン系材料（すなわちアセン骨格を有する材料）が電子輸送性を有するため、電子および正孔に対する中間層の耐性を優れたものとしつつ、第１の発光層および第２の発光層にそれぞれ電子および正孔を注入して発光させることができる。
特に、アセン系材料は励起子に対する耐性に優れていることから、中間層の励起子による劣化を防止または抑制し、発光素子の耐久性を優れたものとすることができる。
また、前記アセン系材料がアントラセン誘導体であるので、アセン系材料（ひいては中間層）の電子輸送性を優れたものとしつつ、励起子に対する耐性を高め、均質な中間層の形成を容易なものとすることができる。
また、前記アントラセン誘導体がアントラセン骨格の９位および１０位のそれぞれにナフチル基が導入されたものであるので、より確実に、アセン系材料（ひいては中間層）の電子輸送性を優れたものとしつつ、励起子に対する耐性を高め、均質な中間層の形成を容易なものとすることができる。
また、前記中間層の平均膜厚が１〜１００ｎｍであるので、駆動電圧を抑えつつ、中間層が第１の発光層と第２の発光層との間での励起状態のエネルギー移動をより確実に阻止することができる。
Thereby, since the intermediate layer prevents the energy transfer in the excited state (exciton transfer) between the first light emitting layer and the second light emitting layer, the first light emitting layer and the second light emitting layer are Each can emit light efficiently. At that time, the amine-based material (that is, the material having an amine skeleton) has a hole transporting property, and the acene-based material (that is, the material having an acene skeleton) has an electron-transporting property. While making the resistance excellent, it is possible to emit light by injecting electrons and holes into the first light-emitting layer and the second light-emitting layer, respectively.
In particular, since the acene-based material has excellent resistance to excitons, deterioration of the intermediate layer due to excitons can be prevented or suppressed, and the durability of the light-emitting element can be improved.
In addition, since the acene-based material is an anthracene derivative, the electron transport property of the acene-based material (and thus the intermediate layer) is excellent, and the resistance to excitons is increased, so that a uniform intermediate layer can be easily formed. can do.
In addition, since the anthracene derivative is one in which a naphthyl group is introduced into each of the 9th and 10th positions of the anthracene skeleton, the electron transport property of the acene-based material (and thus the intermediate layer) is more reliably improved. , The resistance to excitons can be increased, and the formation of a homogeneous intermediate layer can be facilitated.
Moreover, since the average film thickness of the intermediate layer is 1 to 100 nm, the intermediate layer more reliably transfers the energy in the excited state between the first light-emitting layer and the second light-emitting layer while suppressing the driving voltage. Can be prevented.
本発明の発光素子では、前記中間層中におけるアセン系材料の含有量をＡ［ｗｔ％］とし、前記中間層中におけるアミン系材料の含有量をＢ［ｗｔ％］としたときに、Ｂ／（Ａ＋Ｂ）は、０．１〜０．９であることが好ましい。
これにより、より確実に、キャリアや励起子に対する中間層の耐性を優れたものとしつつ、第１の発光層および第２の発光層にそれぞれ電子および正孔を注入して発光させることができる。
In the light emitting device of the present invention, when the content of the acene-based material in the intermediate layer is A [wt%] and the content of the amine-based material in the intermediate layer is B [wt%], B / (A + B) is preferably 0.1 to 0.9.
Thereby, it is possible to emit light by injecting electrons and holes into the first light-emitting layer and the second light-emitting layer, respectively, more reliably while making the intermediate layer more resistant to carriers and excitons.
Claims (13)
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、第１の色に発光する第１の発光層と、
前記第１の発光層と前記陰極との間に設けられ、前記第１の色とは異なる第２の色に発光する第２の発光層と、
前記第１の発光層と前記第２の発光層との層間にこれらに接するように設けられ、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する中間層とを有し、
前記中間層は、アセン系材料とアミン系材料とを含んで構成されていることを特徴とする発光素子。 A cathode,
The anode,
A first light-emitting layer provided between the cathode and the anode and emitting light in a first color;
A second light-emitting layer provided between the first light-emitting layer and the cathode and emitting light in a second color different from the first color;
An exciton energy is transferred between the first light emitting layer and the second light emitting layer so as to be in contact with the first light emitting layer and the second light emitting layer. An intermediate layer having a function of preventing
The intermediate layer is configured to include an acene-based material and an amine-based material.
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