JP2012186092A - Light-emitting element, light-emitting device, display device, and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子、発光装置、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 light emitting device, a display device, and an electronic apparatus.
有機エレクトロルミネッセンス素子(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が印加されることにより、発光層に対して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。
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、2層以上の発光層を有し、これらの発光層同士の間に電荷発生層(キャリア発生層)を設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
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 element, when an electric field is applied between the cathode and the anode, electrons are injected from the cathode side into the light-emitting layer and holes are injected from the anode side. The excitons are generated by the recombination of holes with holes, and when the excitons return to the ground state, the energy is released as light.
As such a light-emitting element, for example, one having two or more light-emitting layers between a cathode and an anode and a charge generation layer (carrier generation layer) provided between the light-emitting layers is known. (For example, refer to Patent Document 1).
かかる発光素子では、陽極と陰極との間に電界が印加されることにより、電荷発生層から電子および正孔が発生して、各発光層に供給される。したがって、陽極および陰極から供給される正孔および電子に加えて、電荷発生層から供給される正孔および電子を各発光層の発光に用いることができる。このような発光素子は、発光層が一層の発光素子と比較して、高輝度で発光することができ、発光効率に優れる。また、発光層が一層の発光素子と比較して、低い電流で用いても、比較的高輝度で発光することができる。 In such a light emitting element, an electric field is applied between the anode and the cathode, whereby electrons and holes are generated from the charge generation layer and supplied to each light emitting layer. Therefore, in addition to holes and electrons supplied from the anode and the cathode, holes and electrons supplied from the charge generation layer can be used for light emission of each light emitting layer. Such a light-emitting element can emit light with higher luminance than a light-emitting element having a single light-emitting layer, and is excellent in light emission efficiency. In addition, the light emitting layer can emit light with relatively high luminance even when used with a lower current than a light emitting element having one layer.
しかしながら、電荷発生層は、電子輸送性材料と電子ドナー性材料とを含有するn型電子輸送層を備える構成をなしているため、かかるn型電子輸送層を備える従来の発光素子において、定電流で連続して駆動を行うと、時間の経過に伴い、前記n型電子輸送層に含まれる電子ドナー性材料が近接する発光層に拡散することとなり、その結果、発光素子の輝度寿命が低下してしまうという問題があった。 However, since the charge generation layer is configured to include an n-type electron transport layer containing an electron transport material and an electron donor material, in a conventional light emitting device including such an n-type electron transport layer, a constant current is provided. When the driving is continuously performed, the electron donor material contained in the n-type electron transport layer diffuses to the adjacent light emitting layer with time, and as a result, the luminance life of the light emitting element is reduced. There was a problem that.
本発明の目的は、低電圧での駆動が可能であり、かつ長寿命化が図られた発光素子、この発光素子を備える発光装置、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 can be driven at a low voltage and has a long lifetime, a light-emitting device including the light-emitting element, a display device, and an electronic device.
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、陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間に通電することにより発光する第1の発光層と、
前記陰極と前記第1の発光層との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間に通電することにより発光する第2の発光層と、
前記第1の発光層と前記第2の発光層との間に設けられ、電子および正孔を発生させるキャリア発生層とを有し、
前記キャリア発生層は、互いに接触するn型電子輸送層と緩衝層とを備え、
前記n型電子輸送層は、第1の電子輸送性材料と電子ドナー性材料とを含有し、前記第2の発光層側に設けられており、
前記緩衝層は、第2の電子輸送性材料を含有し、前記第1の発光層側に設けられていることで、前記電子ドナー性材料の前記n型電子輸送層から前記第1の発光層への拡散を抑制する機能を有するよう構成されていることを特徴とする。
このような本発明の発光素子によれば、n型電子輸送層に含まれる電子ドナー性材料が第1の発光層に拡散することが的確に抑制または防止されるため、低電圧での駆動が可能であり、かつ長寿命化が図られた発光素子とすることができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The light emitting device of the present invention comprises an anode,
A cathode,
A first light emitting layer that is provided between the anode and the cathode, and emits light when energized between the anode and the cathode;
A second light emitting layer that is provided between the cathode and the first light emitting layer and emits light when energized between the anode and the cathode;
A carrier generating layer provided between the first light emitting layer and the second light emitting layer and generating electrons and holes;
The carrier generation layer includes an n-type electron transport layer and a buffer layer in contact with each other,
The n-type electron transport layer contains a first electron transport material and an electron donor material, and is provided on the second light emitting layer side,
The buffer layer contains a second electron-transporting material and is provided on the first light-emitting layer side, so that the first light-emitting layer is formed from the n-type electron transport layer of the electron-donating material. It is characterized by having a function of suppressing the diffusion to the surface.
According to such a light-emitting element of the present invention, the electron donor material contained in the n-type electron transport layer is accurately suppressed or prevented from diffusing into the first light-emitting layer. A light-emitting element that can be used and has a long lifetime can be obtained.
本発明の発光素子では、前記電子ドナー性材料が、前記n型電子輸送層中よりも、前記緩衝層中において拡散しにくくなるように、前記第1の電子輸送性材料および前記第2の電子輸送性材料の種類がそれぞれ選択されることが好ましい。
これにより、電子注入性材料をn型電子輸送層中に閉じ込める効果がより効果的に得られる。
In the light emitting device of the present invention, the first electron transport material and the second electron are formed so that the electron donor material is less likely to diffuse in the buffer layer than in the n-type electron transport layer. It is preferable that the type of the transportable material is selected.
Thereby, the effect of confining the electron injecting material in the n-type electron transport layer can be obtained more effectively.
本発明の発光素子では、前記第1の電子輸送性材料および前記第2の電子輸送性材料は、それぞれ、それらの電子移動度が前記第1の電子輸送性材料の方が高くなるように選択されることが好ましい。
これにより、発光素子の駆動電圧の上昇を比較的低く設定することが可能となる。
本発明の発光素子では、前記第1の電子輸送性材料として金属を含まない有機化合物を、前記第2の電子輸送性材料として有機金属錯体をそれぞれ選択することが好ましい。
これにより、電子ドナー性材料の第1の発光層への拡散、および発光素子の駆動電圧の上昇の双方を的確に抑制または防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, the first electron transporting material and the second electron transporting material are each selected such that their electron mobility is higher in the first electron transporting material. It is preferred that
This makes it possible to set the increase in the driving voltage of the light emitting element relatively low.
In the light-emitting element of the present invention, it is preferable to select an organic compound containing no metal as the first electron transporting material and an organometallic complex as the second electron transporting material.
Thereby, both the diffusion of the electron donor material into the first light emitting layer and the increase in the driving voltage of the light emitting element can be suppressed or prevented accurately.
本発明の発光素子では、前記電子ドナー性材料は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物のうちの少なくとも1種であることが好ましい。
このような電子ドナー性材料は、優れた電子注入性を有する。そのため、キャリア発生層で生じた電子を第1の発光層へ効率的に注入することができる。
In the light emitting device of the present invention, the electron donor material is preferably at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, an alkali metal compound, and an alkaline earth metal compound.
Such an electron donor material has an excellent electron injection property. Therefore, electrons generated in the carrier generation layer can be efficiently injected into the first light emitting layer.
本発明の発光素子では、前記緩衝層は、その平均膜厚が3.0nm以上、20.0nm以下であることが好ましい。
これにより、電子ドナー性材料のn型電子輸送層から第1の発光層への拡散を確実に抑制することができるとともに、発光素子の駆動電圧の上昇を確実に抑制することができる。
In the light emitting device of the present invention, the buffer layer preferably has an average film thickness of 3.0 nm or more and 20.0 nm or less.
Accordingly, diffusion of the electron donor material from the n-type electron transport layer to the first light emitting layer can be reliably suppressed, and an increase in driving voltage of the light emitting element can be reliably suppressed.
本発明の発光素子では、前記n型電子輸送層における前記電子ドナー性材料の含有量は、0.3wt%以上、2.0wt%以下であることが好ましい。
電子注入性材料の含有量をこのような範囲内とすることで、第1の発光層および第2の発光層への電子注入性材料の拡散傾向を比較的低く設定することができる。
本発明の発光素子では、さらに、前記キャリア発生層は、前記第2の発光層と前記n型電子輸送層との間に、該n型電子輸送層に接触して設けられた、電子吸引性を有する電子吸引層を備えることが好ましい。
かかる構成のキャリア発生層を備える発光素子において、n型電子輸送層に含まれる電子ドナー性材料が第1の発光層に拡散することを的確に抑制または防止することができる。
In the light emitting device of the present invention, the content of the electron donor material in the n-type electron transport layer is preferably 0.3 wt% or more and 2.0 wt% or less.
By setting the content of the electron injecting material in such a range, the diffusion tendency of the electron injecting material into the first light emitting layer and the second light emitting layer can be set to be relatively low.
In the light-emitting device of the present invention, the carrier generation layer is further provided with an electron-withdrawing property provided between the second light-emitting layer and the n-type electron transport layer in contact with the n-type electron transport layer. It is preferable to provide an electron withdrawing layer having
In a light-emitting element including the carrier generation layer having such a configuration, it is possible to accurately suppress or prevent the electron donor material contained in the n-type electron transport layer from diffusing into the first light-emitting layer.
本発明の発光素子では、前記電子吸引層は、芳香環を有する有機シアン化合物を含有することが好ましい。
芳香環含有有機シアン化合物は、優れた電子吸引性を有している。そのため、芳香環を有する有機シアン化合物を含んで電子吸引層を構成することにより、キャリア発生層の正孔および電子の発生量を多くすることができる。
In the light emitting device of the present invention, the electron withdrawing layer preferably contains an organic cyanide compound having an aromatic ring.
The aromatic ring-containing organic cyan compound has excellent electron withdrawing properties. Therefore, the amount of holes and electrons generated in the carrier generation layer can be increased by configuring the electron withdrawing layer by including an organic cyanide compound having an aromatic ring.
本発明の発光素子では、前記電子吸引層は、さらに、前記電子ドナー性材料を含有することが好ましい。
これにより、長時間の使用に伴う発光素子の発熱によっても、発光素子の高抵抗化に起因する、駆動電圧の上昇を的確に抑制または防止することができる。
本発明の発光素子では、前記第2の発光層と前記陰極との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間に通電することにより発光する第3の発光層を有することが好ましい。
これにより、第1の発光層、第2の発光層および第3の発光層をバランスよく発光させることができる。また、例えば、これらの発光層の発光色を赤色、緑色および青色とすることにより、白色発光の発光素子を実現することができる。
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the electron withdrawing layer further contains the electron donor material.
As a result, it is possible to accurately suppress or prevent the drive voltage from increasing due to the increase in resistance of the light emitting element even when the light emitting element generates heat due to long-time use.
The light-emitting element of the present invention preferably includes a third light-emitting layer that is provided between the second light-emitting layer and the cathode and emits light when energized between the anode and the cathode.
Accordingly, the first light emitting layer, the second light emitting layer, and the third light emitting layer can emit light with a good balance. In addition, for example, by setting the emission colors of these light emitting layers to red, green, and blue, a white light emitting element can be realized.
本発明の発光装置は、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、一定電流での長時間駆動においても、駆動電圧の上昇を抑えることができる発光装置を提供することができる。
本発明の表示装置は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、安定した駆動が可能で、信頼性に優れた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、信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
The light-emitting device of the present invention includes the light-emitting element of the present invention.
Accordingly, it is possible to provide a light emitting device that can suppress an increase in driving voltage even during long-time driving with a constant current.
The display device of the present invention includes the light emitting device of the present invention.
Accordingly, a display device that can be driven stably and has 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 with excellent reliability can be provided.
以下、本発明の発光素子、発光装置、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。
(発光素子)
図1は、本発明の好適な実施形態にかかる発光素子の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の便宜上、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 light-emitting device, a display device, and an electronic device of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(Light emitting element)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a longitudinal section of a light emitting device according to a preferred embodiment 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”.
発光素子(エレクトロルミネッセンス素子)1は、陽極3と、第1の発光部(第1の発光ユニット)4と、キャリア発生層5と、第2の発光部(第2の発光ユニット)6と、陰極7とがこの順に積層されてなるものである。
言い換えすれば、発光素子1は、第1の発光部4とキャリア発生層5と第2の発光部6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7との間)に介挿されて構成されている。
The light emitting element (electroluminescence element) 1 includes an
In other words, the light-emitting
また、第1の発光部4は、陽極3側から陰極7側に、正孔輸送層41と第1の発光層42とがこの順で積層された積層体であり、第2の発光部6は、陽極3側から陰極7側に、正孔輸送層61と第2の発光層62と第3の発光層63と正孔ブロック層64と電子輸送層65とがこの順で積層された積層体である。
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8で封止されている。
The first light emitting unit 4 is a laminate in which a
The entire
このような発光素子1にあっては、陽極3と陰極7との間に駆動電圧が印加されることにより、キャリア発生層5においてキャリア(電子および正孔)が発生する。そして、第1の発光層42に対し、陽極3側から正孔が供給(注入)されるとともに、キャリア発生層5から電子が供給される。また、第2の発光層62および第3の発光層63に対し、陰極7側から電子が供給(注入)されるとともに、キャリア発生層5から正孔が供給(注入)される。これにより、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。
このようにして、第1の発光層42、第2の発光層62および第3の発光層63をそれぞれ発光させることができる。そのため、このような発光素子1は、発光層が1層のみの発光素子に比較して、発光効率を向上させるとともに、駆動電圧を低減することができる。
In such a
In this manner, the first
特に、発光素子1では、さらに、キャリア発生層5において、正孔および電子が発生し、これらのうち、第1の発光部4には電子が注入され、第2の発光部6には正孔が注入されるため、発光素子1をより高輝度で発光させることができるため、発光効率に優れた発光素子1とすることができる。
また、このような発光素子1では、例えば、これらの発光層42、62、63の発光色を、それぞれ、赤色、緑色および青色とすることにより、白色発光の発光素子1を実現することができる。
In particular, in the light-emitting
In such a light-emitting
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。
このような基板2の平均厚さは、特に限定されないが、0.1mm以上、30mm以下であるのが好ましく、0.1mm以上、10mm以下であるのがより好ましい。
The substrate 2 supports the
Examples of the constituent material of the substrate 2 include resin materials such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, cycloolefin polymer, polyamide, polyethersulfone, polymethyl methacrylate, polycarbonate, and polyarylate, quartz glass, and soda glass. Such glass materials can be used, and one or more of these can be used in combination.
The average thickness of the substrate 2 is not particularly limited, but is preferably 0.1 mm or more and 30 mm or less, and more preferably 0.1 mm or more and 10 mm or less.
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。
この基板2上に、発光素子1が形成されている。以下、発光素子1を構成する各部を順次説明する。
In the case where 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.
A
[陽極3]
陽極3は、後述する第1の発光部4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。
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、10nm以上、200nm以下であるのが好ましく、50nm以上、150nm以下であるのがより好ましい。
[Anode 3]
The
Examples of the constituent material of the
The average thickness of the
[第1の発光部]
第1の発光部4は、上述したように、正孔輸送層41と第1の発光層42とを有している。
かかる構成の第1の発光部4において、第1の発光層42に対して、正孔輸送層41側から正孔がn型電子輸送層52側から電子が、それぞれ供給(注入)されると、第1の発光層42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)を放出するため、第1の発光層42が発光する。
[First light emitting unit]
As described above, the first light emitting unit 4 includes the
In the first light emitting unit 4 having such a configuration, when holes are supplied (injected) from the
以下、かかる第1の発光部4を構成する各層について、順次、説明する。
正孔輸送層41は、陽極3から注入された正孔を第1の発光層42まで輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層41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、例えば、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(NPD)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(TPD)等のテトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物またはその誘導体(アミン系化合物)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。
Hereinafter, each layer which comprises this 1st light emission part 4 is demonstrated sequentially.
The
As the constituent material of the
上述した中でも、正孔輸送材料は、ベンジジン構造を有するものであることが好ましく、テトラアリールベンジジンまたはその誘導体であることがより好ましい。これにより、陽極から正孔輸送層41に効率よく正孔が注入されるとともに、正孔を第1の発光層42に効率よく輸送することができる。
このような正孔輸送層41の平均厚さは、特に限定されないが、10nm以上、150nm以下であるのが好ましく、10nm以上、100nm以下であるのがより好ましい。
Among the above-mentioned, the hole transport material preferably has a benzidine structure, and more preferably tetraarylbenzidine or a derivative thereof. Thereby, holes are efficiently injected from the anode into the
The average thickness of the
(第1の発光層)
この第1の発光層42は、発光材料を含んで構成されている。
発光材料は、陰極7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)されることにより、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)するものである。
このような発光材料としては、特に限定されず、第1の発光層42に発光させるべき発光色に応じて適宜選択され、各種蛍光材料、各種燐光材料を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。
(First light emitting layer)
The first
In the luminescent material, electrons are supplied (injected) from the
Such a light-emitting material is not particularly limited, and is appropriately selected according to the color of light to be emitted from the first light-emitting
具体的には、赤色の蛍光材料としては、例えば、テトラアリールジインデノペリレン誘導体等のペリレン誘導体、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。 Specifically, examples of the red fluorescent material include perylene derivatives such as tetraaryldiindenoperylene 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) quinolizin-9-yl) ethenyl) -4H-pyran-4H-ylidene) propanedinitrile (DCJTB), 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM), and the like.
青色の蛍光材料としては、例えば、ジスチリルジアミン誘導体、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)]、4,4’−ビス[4−(ジフェニルアミノ)スチリル]ビフェニル(BDAVBi)、BD102(製品名、出光興産社製)等が挙げられる。 Examples of blue fluorescent materials include distyryldiamine derivatives, distyryl derivatives, fluoranthene derivatives, pyrene derivatives, perylene and perylene derivatives, anthracene derivatives, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, benzimidazole derivatives, chrysene derivatives, phenanthrene derivatives, dianthrene derivatives, Styrylbenzene derivative, 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 -Ethoxyhexyloxy} phenylene-1 4-diyl)], poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (ethylnylbenzene)], 4,4′-bis [4- (diphenylamino) styryl] biphenyl (BDAVBi BD102 (product name, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) and the like.
緑色の蛍光材料としては、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)]等が挙げられる。
黄色の蛍光材料としては、例えば、ルブレン系材料等のナフタセン骨格を有する化合物であって、ナフタセンにアリール基(好ましくはフェニル基)が任意の位置で任意の数(好ましくは2〜6)置換された化合物、モノインデノペリレン誘導体等を用いることができる。
Examples of green fluorescent materials include coumarin derivatives, quinacridone derivatives, 9,10-bis [(9-ethyl-3-carbazole) -vinylenyl] -anthracene, poly (9,9-dihexyl-2,7-vinylene full) Orenylene), 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-ethoxylhexyloxy) -1,4-phenylene)] and the like.
The yellow fluorescent material is, for example, a compound having a naphthacene skeleton such as a rubrene-based material, in which an aryl group (preferably a phenyl group) is substituted at any position (preferably 2 to 6) with an aryl group (preferably a phenyl group). Compounds, monoindenoperylene derivatives and the like can be used.
赤色の燐光材料としては、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(Ir(piq)3)、下記式(1)で表わされるビス[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。 Examples of the red phosphorescent material include metal complexes such as iridium, ruthenium, platinum, osmium, rhenium, and palladium. At least one of the ligands of these metal complexes includes a phenylpyridine skeleton, a bipyridyl skeleton, and a porphyrin skeleton. And the like. More specifically, tris (1-phenylisoquinoline) iridium (Ir (piq) 3), bis [2- (2′-benzo [4,5-α] thienyl) pyridinate represented by the following formula (1) 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).
青色の燐光材料としては、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。 Examples of the blue phosphorescent material 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 ).
緑色の燐光材料としては、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、下記式(2)で表わされるファク−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。 Examples of the green phosphorescent material 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 (acetylacetate) represented by the following formula (2): Nate), and fac-tris [5-fluoro-2- (5-trifluoromethyl-2-pyridine) phenyl-C, N] iridium.
また、第1の発光層42は、上述した発光材料に加え、この発光材料がゲスト材料として添加されるホスト材料を含んで構成されていてもよい。このような第1の発光層42は、例えば、ゲスト材料である発光材料をドーパントとしてホスト材料にドープすることにより形成することができる。
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、発光材料を励起する機能を有する。
The first
This host material recombines holes and electrons to generate excitons and to transfer the exciton energy to the luminescent material (Felster movement or Dexter movement) to excite the luminescent material. Have.
このようなホスト材料としては、特に限定されないが、発光材料が蛍光材料を含む場合、例えば、ルブレンおよびその誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ビスp−ビフェニルナフタセン等のナフタセン系材料、3−tert−ブチル−9,10−ジ(ナフト−2−イル)アントラセン(TBADN)等のアントラセン系材料、ビス−オルトビフェニリルペリレン等のペリレン誘導体、テトラフェニルピレンなどのピレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、スチルベン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(p−フェニルフェノラト)アルミニウム(BAlq)、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、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、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、コロネン誘導体、アミン化合物、4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)、IDE120(製品名、出光興産社製)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もできる。好ましくは、発光材料が青色または緑色の場合にはIDE120(出光興産社製)、アントラセン系材料、ジアントラセン系材料が好ましく、発光材料が赤色の場合には、ルブレンまたはルブレン誘導体、ナフタセン系材料、ペリレン誘導体が好ましい。 Such a host material is not particularly limited. However, when the light emitting material includes a fluorescent material, for example, rubrene and derivatives thereof, distyrylarylene derivatives, naphthacene-based materials such as bis p-biphenylnaphthacene, 3-tert- Anthracene materials such as butyl-9,10-di (naphth-2-yl) anthracene (TBADN), perylene derivatives such as bis-orthobiphenylperylene, pyrene derivatives such as tetraphenylpyrene, distyrylbenzene derivatives, stilbene derivatives Quinolinolato metal complexes, such as distyrylamine derivatives, bis (2-methyl-8-quinolinolato) (p-phenylphenolato) aluminum (BAlq), tris (8-quinolinolato) aluminum complex (Alq 3 ), triphenylamine Triaries such as tetramers Ruamine derivatives, arylamine derivatives, oxadiazole derivatives, silole derivatives, carbazole derivatives, oligothiophene derivatives, benzopyran derivatives, triazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, quinoline derivatives, coronene derivatives, amine compounds, 4,4'- Bis (2,2′-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi), IDE120 (product name, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) and the like can be mentioned, and one or more of these can be used in combination. Preferably, IDE120 (made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), anthracene-based material, and dianthracene-based material are preferable when the luminescent material is blue or green, and rubrene or rubrene derivative, naphthacene-based material when the luminescent material is red, Perylene derivatives are preferred.
また、ホスト材料としては、発光材料が燐光材料を含む場合、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、下記式(3)で表わされる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、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)、ビス−(2−メチル−8−キノリノラト)−4−(フェニルフェノラト)アルミニウム等のキノリノラト系金属錯体、N−ジカルバゾリル−3,5−ベンゼン、ポリ(9−ビニルカルバゾール)、4,4’,4’’−トリス(9−カルバゾリル)トリフェニルアミン、4,4’−ビス(9−カルバゾリル)−2,2’−ジメチルビフェニル等のカルバリゾル基含有化合物、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)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もできる。 As the host material, when the light emitting material includes a phosphorescent material, for example, 3-phenyl-4- (1′-naphthyl) -5-phenylcarbazole, 4,4′-N represented by the following formula (3) , N′-dicarbazole biphenyl (CBP), carbazole derivatives, phenanthroline derivatives, triazole derivatives, tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq), bis- (2-methyl-8-quinolinolato) -4- (phenylphenolato) ) Quinolinolato metal complexes such as aluminum, N-dicarbazolyl-3,5-benzene, poly (9-vinylcarbazole), 4,4 ′, 4 ″ -tris (9-carbazolyl) triphenylamine, 4,4 ′ -Carbarisol group-containing compounds such as bis (9-carbazolyl) -2,2'-dimethylbiphenyl, Methyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP) and the like, it may be used singly or in combination of two or more of them.
前述したような発光材料(ゲスト材料)およびホスト材料を用いる場合、第1の発光層42中における発光材料の含有量(ドープ量)は、0.1〜30wt%であるのが好ましく、0.5〜20wt%であるのがより好ましい。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る。
また、第1の発光層42の発光材料としては、蛍光材料を用いるのが好ましい。すなわち、第1の発光層42は、陽極3と陰極7との間に通電することにより蛍光を発する発光材料を含むのが好ましい。
When the light emitting material (guest material) and the host material as described above are used, the content (doping amount) of the light emitting material in the first
In addition, as the light emitting material of the first
燐光を発する発光材料(燐光材料)は、蛍光を発光する発光材料(蛍光材料)に比し優れた発光効率を有する。しかし、燐光材料は、不純物に対して発光特性の変化が敏感であり、発光素子の連続駆動に伴って不純物の含有量が変化すると、発光特性が変動してしまうという。そこで、第1の発光層42の発光材料として、燐光材料よりも不純物に対する発光特性の変化が鈍感な蛍光材料を用いることにより、発光素子1の連続駆動に伴って、第1の発光層42へキャリア発生層5を越えて、たとえn型電子輸送層52の構成材料(特に、電子注入性材料)が拡散したとしても、第1の発光層42の発光特性が変化することに起因する、発光素子1の輝度寿命の低下を抑制することができる。
A light emitting material that emits phosphorescence (phosphorescent material) has a light emission efficiency superior to that of a light emitting material that emits fluorescence (fluorescent material). However, the phosphorescent material is sensitive to changes in light emission characteristics with respect to impurities, and the light emission characteristics fluctuate when the content of impurities changes with continuous driving of the light emitting element. Thus, as the light emitting material of the first
また、第1の発光層42の発光のピーク波長は、後述する第2の発光層62の発光のピーク波長よりも短いのが好ましい。言い換えると、第2の発光層62の発光のピーク波長は、第1の発光層42の発光のピーク波長よりも長いのが好ましい。これにより、第1の発光層42および第2の発光層62をバランスよく発光させることができる。
また、第1の発光層42の発光のピーク波長は、500nm以下であるのが好ましく、400nm以上490nm以下であるのがより好ましく、430nm以上480nm以下であるのがさらに好ましい。言い換えると、第1の発光層42の発光色は、青色であるのが好ましい。
Moreover, it is preferable that the peak wavelength of light emission of the first
The peak wavelength of light emission of the first
発光のピーク波長が短い発光材料は、発光のピーク波長が長い発光材料に比べて発光し難いが、本実施形態のように、他の発光層と隣接しない第1の発光層42では、発光のピーク波長が短い発光材料を用いても、他の発光層へエネルギーが逃げにくく、効率的に発光させることができる。
また、第1の発光層42の平均厚さは、30nm以上100nm以下であるのが好ましく、30nm以上70nm以下であるのがより好ましく、30nm以上50nm以下であるのがさらに好ましい。これにより、後述するキャリア発生層5のn型電子輸送層52の構成材料(特に、電子注入性材料)がたとえ第1の発光層42へ拡散したとしても、第1の発光層42の発光特性を比較的良好な状態に維持することができる。また、第1の発光層42の厚さが厚くなりすぎるのを防止し、その結果、発光素子1の初期の駆動電圧が大きくなるのを防止することができる。すなわち、発光素子1の低駆動電圧化を図ることができる。
A light emitting material having a short emission peak wavelength is less likely to emit light than a light emitting material having a long emission peak wavelength. However, in the first
The average thickness of the first
なお、本実施形態では、第1の発光層42が1層の発光層を備えるものを例に説明しているが、第1の発光層42は、複数の発光層が積層されてなる積層体であってもよい。この場合、複数の発光層の発光色が互いに同じであっても異なっていてもよい。また、第1の発光層42が複数の発光層を有する場合、発光層同士の間に中間層が設けられていてもよい。
In the present embodiment, the first light-emitting
[キャリア発生層]
キャリア発生層5は、キャリア(正孔および電子)を発生させる機能を有するものである。
このキャリア発生層5は、本実施形態では、陽極3側から陰極7側へ、緩衝層51と、n型電子輸送層52と電子吸引層53とがこの順で積層されてなるものである。
本発明では、このキャリア発生層5の構成に特徴を有するが、以下、キャリア発生層5を構成する各層を順次詳細に説明する。
[Carrier generation layer]
The carrier generation layer 5 has a function of generating carriers (holes and electrons).
In this embodiment, the carrier generation layer 5 is formed by laminating a
In the present invention, the structure of the carrier generation layer 5 has a feature. Hereinafter, each layer constituting the carrier generation layer 5 will be sequentially described in detail.
(n型電子輸送層)
n型電子輸送層52は、緩衝層51と電子吸引層53との間に設けられ、電子吸引層53側から第1の発光層42側へ電子を輸送する機能を有する。
このようなn型電子輸送層52は、本発明では、電子輸送性を有する電子輸送性材料(第1の電子輸送性材料)を主材料として構成され、かつ、かかる電子輸送性材料の他、電子注入性を有する電子注入性材料(電子ドナー性材料)を含む混合材料で構成されるものである。
(N-type electron transport layer)
The n-type electron transport layer 52 is provided between the
In the present invention, such an n-type electron transport layer 52 is composed mainly of an electron transport material having electron transport properties (first electron transport material), and in addition to the electron transport material, It is composed of a mixed material including an electron injecting material (electron donor material) having an electron injecting property.
かかる構成のn型電子輸送層52を備えることで、すなわち、電子輸送性材料と電子注入性材料とを含有する構成とすることで、n型電子輸送層52は、特に優れた電子輸送性および電子注入性を発揮するため、低電圧による駆動であっても、電子吸引層53によって吸引された電子をn型電子輸送層52に効率的に注入するとともにn型電子輸送層52を介して陽極3側に効率的に輸送することができる。その結果、発光素子1の発熱を比較的低い温度範囲に抑制することができる。
また、n型電子輸送層52が電子輸送性材料に電子注入性材料を添加(ドープ)して構成されているため、n型電子輸送層52では、電子輸送性材料が電子注入性材料から電子を受け取って、ラジカルアニオン状態となる。その結果、キャリア発生層5のキャリア発生量が増大することになる。
By providing the n-type electron transport layer 52 having such a configuration, that is, by having a configuration containing an electron transport material and an electron injection material, the n-type electron transport layer 52 has particularly excellent electron transport properties and In order to exhibit the electron injection property, even when driven by a low voltage, the electrons attracted by the
Further, since the n-type electron transport layer 52 is configured by adding (doping) an electron injecting material to the electron transporting material, in the n-type electron transporting layer 52, the electron transporting material is changed from an electron injecting material to an electron. To become a radical anion state. As a result, the amount of carrier generation in the carrier generation layer 5 increases.
n型電子輸送層52に用いる電子輸送性材料(第1の電子輸送性材料)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(キノリン誘導体)等を配位子とする有機金属錯体や、1,3−ビス(N,N−t−ブチル−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(OXD−7)、2−[1,1’−ビフェニル]−4−イル−5−[4−(1,1−ジメチルエチル)フェニル]−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)のような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の金属原子を含まない有機化合物が挙げられ、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。 Examples of the electron transporting material (first electron transporting material) used for the n-type electron transporting layer 52 include 8-quinolinol and its derivatives (quinoline derivatives) such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ). Or the like, 1,3-bis (N, Nt-butyl-phenyl) -1,3,4-oxadiazole (OXD-7), 2- [1,1 Oxadiazole derivatives such as' -biphenyl] -4-yl-5- [4- (1,1-dimethylethyl) phenyl] -1,3,4-oxadiazole (PBD), perylene derivatives, pyridine derivatives , Pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenylquinone derivatives, nitro-substituted fluorene derivatives, and other organic compounds that do not contain metal atoms, and one or more of these may be combined Can be used.
また、n型電子輸送層52に用いる電子注入性材料(電子ドナー性材料)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。
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。このような無機絶縁材料は、優れた電子注入性を有するため、キャリア発生層5で生じた電子を第1の発光層42へ効率的に注入することができる。その結果、低電圧での電子の注入が可能となるため、発光素子1の定電流での連続駆動によっても、発光素子1の発熱を比較的低い温度範囲に抑制することができる。
Examples of the electron injecting material (electron donor material) used for the n-type electron transporting layer 52 include various inorganic insulating materials and various inorganic semiconductor materials.
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. Since such an inorganic insulating material has an excellent electron injection property, electrons generated in the carrier generation layer 5 can be efficiently injected into the first
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。
さらに、n型電子輸送層52に用いる電子注入性材料(電子ドナー性材料)としては、アルカリ金属化合物およびアルカリ土類金属化合物のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いるのが好ましく、特に、Li2Oを用いるのがより好ましい。これにより、n型電子輸送層52の電子輸送性を優れたものとしつつ、n型電子輸送層52の電子注入性をより向上させることができる。さらに、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n型電子輸送層52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。特に、Li2Oは、低電圧での電子の注入がより容易に行われるため、発光素子1の定電流での連続駆動によっても、発光素子1の発熱をさらに低い温度範囲に抑制することができる。
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.
Further, as the electron injecting material (electron donor material) used for the n-type electron transporting layer 52, it is preferable to use one or more of alkali metal compounds and alkaline earth metal compounds in combination. It is more preferable to use Li 2 O. Thereby, the electron injection property of the n-type electron transport layer 52 can be further improved while making the electron transport property of the n-type electron transport layer 52 excellent. Further, alkali metal compounds (alkali metal chalcogenides, alkali metal halides, etc.) have a very small work function, and the n-type electron transport layer 52 is formed using the alkali metal compound, whereby the light-emitting
また、かかる構成のn型電子輸送層52は、正孔をブロックする機能をも有する。
なお、電子輸送性材料および電子注入性材料を含むn型電子輸送層52は、例えば、電子輸送性材料をホスト材料とし、電子注入性材料をゲスト材料として、共蒸着等により電子輸送性材料に電子注入性材料をドープすることにより形成することができる。
また、n型電子輸送層52中における電子注入性材料の含有量(ドープ量)は、0.3wt%以上、2.0wt%以下であるのが好ましく、0.5wt%以上、1.5wt%以下であるのがより好ましい。電子注入性材料の含有量をこのような範囲内とすることで、n型電子輸送層52の電子輸送性および電子注入性の双方をバランスよく優れたものとすることができる。また、第1の発光層42および第2の発光層62への電子注入性材料の拡散傾向を比較的低く設定することができる。
The n-type electron transport layer 52 having such a configuration also has a function of blocking holes.
The n-type electron transport layer 52 including the electron transport material and the electron injection material is, for example, an electron transport material formed by co-evaporation or the like using the electron transport material as a host material and the electron injection material as a guest material. It can be formed by doping an electron injecting material.
Further, the content (doping amount) of the electron injecting material in the n-type electron transport layer 52 is preferably 0.3 wt% or more and 2.0 wt% or less, and is 0.5 wt% or more and 1.5 wt%. The following is more preferable. By setting the content of the electron injecting material in such a range, both the electron transporting property and the electron injecting property of the n-type electron transporting layer 52 can be made excellent in a balanced manner. Further, the diffusion tendency of the electron injecting material into the first
さらに、n型電子輸送層52中における電子注入性材料(電子ドナー性材料)の濃度は、陰極7側から陽極3側に向けて漸減していると、キャリア発生層5で生じた電子を第1の発光層42へ効率的に輸送・注入するとともに、n型電子輸送層52中の電子注入性材料が第1の発光層42へ拡散する量を抑えて発光素子1の長寿命化を図ることができる。この場合、電子注入性材料の濃度は、段階的に変化していてもよいし、連続的に変化していてもよい。
また、n型電子輸送層52の平均厚さは、特に限定されないが、10nm以上、100nm以下であるのが好ましく、10nm以上、50nm以下であるのがより好ましい。これにより、電子吸引層53によって吸引された電子を効率的に陽極3側へ輸送することができるとともに、第1の発光部4を通過した正孔をブロックすることができる。
Furthermore, if the concentration of the electron injecting material (electron donor material) in the n-type electron transporting layer 52 is gradually decreased from the
The average thickness of the n-type electron transport layer 52 is not particularly limited, but is preferably 10 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 50 nm or less. Accordingly, electrons attracted by the
(緩衝層)
緩衝層51は、前述した第1の発光層42とn型電子輸送層52との間、すなわち、互いに接触するn型電子輸送層52よりも第1の発光層42に設けられ、電子輸送性を有するとともに、電子注入性材料のn型電子輸送層52から第1の発光層42への拡散を抑制する機能を有する。
(Buffer layer)
The
これにより、第1の発光層42に電子注入性材料が拡散して、第1の発光層42の発光特性が低下することに起因する、発光素子1の輝度寿命の低下を的確に抑制または防止することができる。
このような緩衝層51は、本発明では、電子輸送性を有する電子輸送性材料(第2の電子輸送性材料)を主材料として構成されるものである。緩衝層51を、電子輸送性材料を含有するものとすることにより、上記機能を確実に発揮するものとすることができる。
Thereby, the decrease in the luminance life of the
In the present invention, such a
緩衝層51に用いる電子輸送性材料(第2の電子輸送性材料)としては、n型電子輸送層52に用いる電子輸送性材料(第1の電子輸送性材料)で説明したのと同様のものを用いることができる。
また、第1の電子輸送性材料と第2の電子輸送性材料とは、同種(または同一)のものであってもよく、異種のものであってもよいが、緩衝層51中よりもn型電子輸送層52中における電子注入性材料の拡散性が高くなる異種のものを選択するのが好ましい。これにより、n型電子輸送層52中よりも、緩衝層51中において電子注入性材料が拡散しにくくなるため、電子注入性材料をn型電子輸送層52中に閉じ込める効果がより効果的に得られることとなる。
The electron transporting material (second electron transporting material) used for the
Further, the first electron transporting material and the second electron transporting material may be the same type (or the same type) or different types, but n in the
なお、n型電子輸送層52中および緩衝層51中における電子注入性材料の拡散のしやすさ、しにくさとは、各層中に同一濃度勾配の電子注入性材料が存在したときに、電子注入性材料が移動する移動速度に基づいて、移動速度が速い方の層を拡散しやすく、移動速度が遅い方の層を拡散しにくいと言うこととする。
さらに、第1の電子輸送性材料と第2の電子輸送性材料とは、それらの電子移動度が第1の電子輸送性材料の方が高くなるように異種のものを選択するのが好ましい。ここで、緩衝層51を介挿する構成とすることで、発光素子1の駆動電圧が上昇する傾向を示すが、上記のような電子移動度の関係を満足する第1の電子輸送性材料と第2の電子輸送性材料とを選択することにより、すなわち、n型電子輸送層52の構成材料として電子移動度が高いものを選択することにより、前記発光素子1の駆動電圧の上昇を比較的低く設定することが可能となる。
The ease of diffusion of the electron injecting material in the n-type electron transporting layer 52 and the
Further, it is preferable to select different materials for the first electron transporting material and the second electron transporting material so that their electron mobility is higher in the first electron transporting material. Here, the configuration in which the
以上のことを考慮して、第1の電子輸送性材料と第2の電子輸送性材料との組み合わせとしては、n型電子輸送層52の説明で記載した電子輸送性材料のうち、第1の電子輸送性材料として金属を含まない有機化合物を、前記第2の電子輸送性材料として有機金属錯体をそれぞれ選択するのが好ましい。これにより、電子注入性材料の第1の発光層42への拡散、および発光素子1の駆動電圧の上昇の双方を的確に抑制または防止することができる。
また、緩衝層51の平均厚さは、特に限定されないが、3nm以上、20nm以下であるのが好ましく、5nm以上、15nm以下であるのがより好ましい。これにより、電子注入性材料のn型電子輸送層52から第1の発光層42への拡散を確実に抑制することができるとともに、発光素子1の駆動電圧の上昇を確実に抑制することができる。
Considering the above, as a combination of the first electron transporting material and the second electron transporting material, among the electron transporting materials described in the description of the n-type electron transporting layer 52, It is preferable to select an organic compound containing no metal as the electron transporting material and an organometallic complex as the second electron transporting material. Thereby, both the diffusion of the electron injecting material into the first
The average thickness of the
(電子吸引層)
電子吸引層(電子引き抜き層)53は、n型電子輸送層52と正孔輸送層61との間に設けられ、陰極7側に隣接する層(本実施形態では、第2の発光部6の正孔輸送層61)から電子を吸引する(引き抜く)機能を有する。電子吸引層53によって吸引された電子は、陽極3側に隣接する層(n型電子輸送層52)に注入される。
このような電子吸引層53は、電子吸引性を有する有機化合物(電子吸引性材料)を主材料として構成されるものである。
(Electronic suction layer)
The electron withdrawing layer (electron extraction layer) 53 is provided between the n-type electron transport layer 52 and the
Such an
電子吸引層53に用いる電子吸引性を有する有機化合物としては、芳香環を有する有機シアン化合物(以下、「芳香環含有有機シアン化合物」とも言う)が好適に用いられる。
芳香環含有有機シアン化合物は、優れた電子吸引性を有している。そのため、芳香環を有する有機シアン化合物を含んで電子吸引層53を構成することにより、キャリア発生層5の正孔および電子の発生量を多くすることができる。
As the organic compound having an electron withdrawing property used for the
The aromatic ring-containing organic cyan compound has excellent electron withdrawing properties. Therefore, by forming the
芳香環含有有機シアン化合物を主材料とする電子吸引層53は、隣接する層(正孔輸送層61)と接触することにより、正孔輸送層61を構成する正孔輸送材料から電子を引き抜くことができる。これにより、電子吸引層53と正孔輸送層61とが接触すると、印加されていなくても、電子吸引層53と正孔輸送層61との界面付近において、電子吸引層53側には電子が発生し、正孔輸送層61側には正孔が発生する。このような状態で、陽極3と陰極7との間に駆動電圧を印加すると、電子吸引層53と正孔輸送層61との界面付近で発生した正孔は、その駆動電圧により陰極7側に輸送されて、第2の発光部6(具体的には、第2の発光層62および第3の発光層63)の発光に寄与する。また、電子吸引層53と正孔輸送層61との界面付近で発生した電子は、その駆動電圧により陽極3側に輸送されて、第1の発光部4(具体的には、第1の発光層42)の発光に寄与する。また、上述したような電子吸引層53による正孔および電子の発生は、駆動電圧が印加されている最中には継続的に行われ、これらの正孔および電子は、第1の発光層42、第2の発光層62および第3の発光層63の発光に寄与する。
The
また、芳香環含有有機シアン化合物は、比較的安定な化合物であるとともに、蒸着等の気相成膜法で容易に電子吸引層53を形成できる化合物である。このため、好適に発光素子1の製造に用いることができ、製造される発光素子1の品質が安定しやすくなるとともに、発光素子1の歩留まりが高いものとなる。さらに、低電圧での電子吸引層53における電荷の発生が可能となるため、発光素子1の定電流での連続駆動によっても、発光素子1の発熱を比較的低い温度範囲に抑制することができる。
このような芳香環含有有機シアン化合物としては、前述したような機能を発揮し得るものであれば、特に限定されないが、例えば、シアノ基が導入されたヘキサアザトリフェニレン誘導体であるのが好ましく、下記式(4)で表わされるようなヘキサアザトリフェニレン誘導体を用いるのがより好ましい。
In addition, the aromatic ring-containing organic cyanide compound is a relatively stable compound and can easily form the
Such an aromatic ring-containing organic cyan compound is not particularly limited as long as it can exhibit the functions as described above, but is preferably a hexaazatriphenylene derivative into which a cyano group is introduced, for example, It is more preferable to use a hexaazatriphenylene derivative represented by the formula (4).
上記式(4)中、R1〜R6は、それぞれ独立して、シアノ基(−CN)、スルホン基(−SO2R’)、スルホキシド基(−SOR’)、スルホンアミド基(−SO2NR’2)、スルホネート基(−SO3R’)、ニトロ基(−NO2)、またはトリフルオロメタン(−CF3)基であり、R1〜R6のうち少なくとも一つの置換基はシアノ基を有する。また、R’は、アミン基、アミド基、エーテル基、もしくはエステル基で置換されているかまたは非置換である炭素数1〜60のアルキル基、アリール基、または複素環基である。
このような化合物は、電子吸引性に優れている。そのため、このような化合物を用いて構成された電子吸引層53は、隣接する層(正孔輸送層61)から十分に電子を引き抜くことができるとともに、好適に引き抜いた電子を陽極3側に輸送することができる。
In the above formula (4), R1 to R6 are each independently a cyano group (—CN), a sulfone group (—SO 2 R ′), a sulfoxide group (—SOR ′), a sulfonamide group (—SO 2 NR). '2), sulfonate groups (-SO 3 R'), nitro group (-NO 2), or a trifluoromethane (-CF 3) group, at least one of the substituents of the R1~R6 have cyano group. R ′ is an alkyl group having 1 to 60 carbon atoms, an aryl group, or a heterocyclic group that is substituted or unsubstituted with an amine group, an amide group, an ether group, or an ester group.
Such a compound is excellent in electron withdrawing property. Therefore, the
特に、芳香環含有有機シアン化合物としては、前述したような式(4)に示す化合物において、R1〜R6はすべてシアノ基であるのが好ましい。すなわち、芳香環含有有機シアン化合物としては、下記式(5)で表わされるようなヘキサシアノヘキサアザトリフェニレンを用いるのが好ましい。このような化合物は、電子吸引性の高いシアノ基を複数有する。そのため、このような化合物を用いて構成された電子吸引層53は、隣接する層の構成材料(正孔輸送層61の正孔輸送材料等)からより効率よく電子を引き抜くことができ、キャリア(電子および正孔)の発生量を多くすることができる。
In particular, as the aromatic ring-containing organic cyan compound, in the compound represented by the formula (4) as described above, it is preferable that all of R1 to R6 are cyano groups. That is, as the aromatic ring-containing organic cyan compound, it is preferable to use hexacyanohexaazatriphenylene as represented by the following formula (5). Such a compound has a plurality of cyano groups having a high electron-withdrawing property. Therefore, the
また、芳香環含有有機シアン化合物は、電子吸引層53において、非晶質の状態で存在していることが好ましい。これにより、上述したような芳香環含有有機シアン化合物を用いることにより得られる効果をより顕著に発揮させることができる。
なお、電子吸引層53の平均厚さは、5〜40nmであることが好ましく、10〜30nmであることがより好ましい。これにより、発光素子1の駆動電圧が高くなるのを防止しつつ、前述したような電子吸引層53の機能(電子吸引性)を十分に発揮させることができる。
The aromatic ring-containing organic cyanide compound is preferably present in an amorphous state in the
In addition, the average thickness of the
また、電子吸引層53は、前述した、電子吸引性を有する有機化合物の他、さらに電子注入性を有する電子注入性材料を含む混合材料で構成されているのが好ましい。
このように電子吸引層53に電子注入性材料が含まれる構成とすることにより、n型電子輸送層52と、電子吸引層53との双方に、電子注入性材料(電子ドナー性材料)が含まれることとなる。かかる構成とすること、すなわち、n型電子輸送層52と電子吸引層53との双方を、これら層中に電子注入性材料が拡散している構成とすることで、長時間の使用に伴う発光素子1の発熱によっても、発光素子1の高抵抗化に起因する、駆動電圧の上昇を的確に抑制または防止し得るようになる。
The
As described above, the
この場合、電子吸引層53に用いる電子注入性材料(電子ドナー性材料)としては、上述したn型電子輸送層52に用いる電子注入性材料と同様の各種の無機絶縁材料および各種の無機半導体材料を用いることができる。
さらに、電子吸引層53中における電子注入性材料の含有量(ドープ量)は、0.5wt%以上、10wt%以下であるのが好ましく、2.0wt%以上、7.0wt%以下であるのがより好ましい。電子注入性材料の含有量をこのような範囲内とすることで、第1の発光層42への電子注入性材料の拡散を的確に抑制することができるようになる。
In this case, as the electron injecting material (electron donor material) used for the
Further, the content (doping amount) of the electron injecting material in the
さらに、n型電子輸送層52に含まれる電子注入性材料と、電子吸引層53に含まれる電子注入性材料とは、異なるものであってもよいが、同種のものであるのが好ましく、同一のものであるのがより好ましい。これにより、低電圧でのキャリア発生層5における電荷の発生が可能となるため、発光素子1の定電流での連続駆動によっても、発光素子1の発熱を比較的低い温度範囲に抑制することができる。
Further, the electron injecting material contained in the n-type electron transporting layer 52 and the electron injecting material contained in the
また、電子吸引層53における電子注入性材料の含有量は、n型電子輸送層52における電子注入性材料の含有量よりも多くなっているのが好ましい。かかる関係を満足することにより、キャリア発生層5中における電荷(特に、電子)の移動をより円滑に行うことができるようになる。さらに、n型電子輸送層52から第1の発光層42への電子注入性材料の拡散がより的確に抑制されると推察される。
また、n型電子輸送層と電子吸引層53との合計の平均厚さは、5nm以上、80nm以下であることが好ましく、20nm以上、70nm以下であることがより好ましい。これにより、発光素子1の駆動電圧が高くなるのを防止しつつ、キャリア発生層5の機能(キャリア発生機能)を十分に発揮させることができる。
The content of the electron injecting material in the
The total average thickness of the n-type electron transport layer and the
なお、本実施形態では、キャリア発生層5が上述したような構成の電子吸引層53を備える場合について説明したが、これに限らず、キャリア発生層は、電子吸引層53に代えて、p型正孔輸送層を備えるものであってもよい。
n型電子輸送層52は、正孔輸送性を有する正孔輸送性材料を主材料として構成され、かつ、かかる正孔輸送性材料の他、電子受容性を有する電子受容性材料(電子アクセプター性材料)を含む混合材料で構成されるものである。
正孔輸送性材料としては、前述した正孔輸送層41の構成材料として挙げたものと同様のものを用いることができる。
In the present embodiment, the case where the carrier generation layer 5 includes the
The n-type electron transport layer 52 is mainly composed of a hole transporting material having a hole transporting property. In addition to the hole transporting material, the n-type electron transporting layer 52 has an electron accepting material (electron acceptor property). Material).
As the hole transporting material, the same materials as those described above as the constituent material of the
また、電子受容性材料としては、特に限定されないが、例えば、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモンのような無機化合物、ヘキサシアノブタジエン、ヘキサシアノベンゼン、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、p−フルオラニル、p−クロラニル、p−ブロマニル、p−ベンゾキノン、2,6−ジクロロベンゾキノン、2,5−ジクロロベンゾキノン、テトラメチルベンゾキノン、1,2,4,5−テトラシアノベンゼン、o−ジシアノベンゼン、p−ジシアノベンゼン、1,4−ジシアノテトラフルオロベンゼン、2,3−ジクロロ−5,6−ジシアノベンゾキノン、p−ジニトロベンゼン、m−ジニトロベンゼン、o−ジニトロベンゼン、p−シアノニトロベンゼン、m−シアノニトロベンゼン、o−シアノニトロベンゼン、1,4−ナフトキノン、2,3−ジクロロナフトキノン、1−ニトロナフタレン、2−ニトロナフタレン、1,3−ジニトロナフタレン、1,5−ジニトロナフタレン、9−シアノアントラセン、9−ニトロアントラセン、9,10−アントラキノン、1,3,6,8−テトラニトロカルバゾール、2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン、2,3,5,6−テトラシアノピリジン、マレイン酸無水物、フタル酸無水物、フラーレンC60、C70のような有機化合物が挙げられ、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 electron-accepting material is not particularly limited. For example, inorganic compounds such as ferric chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, and antimony pentachloride, hexacyanobutadiene, hexacyanobenzene, tetracyanoethylene, tetra Cyanoquinodimethane, tetrafluorotetracyanoquinodimethane, p-fluoranyl, p-chloranil, p-bromanyl, p-benzoquinone, 2,6-dichlorobenzoquinone, 2,5-dichlorobenzoquinone, tetramethylbenzoquinone, 1,2 , 4,5-tetracyanobenzene, o-dicyanobenzene, p-dicyanobenzene, 1,4-dicyanotetrafluorobenzene, 2,3-dichloro-5,6-dicyanobenzoquinone, p-dinitrobenzene, m-dinitrobenzene , O-ginito Benzene, p-cyanonitrobenzene, m-cyanonitrobenzene, o-cyanonitrobenzene, 1,4-naphthoquinone, 2,3-dichloronaphthoquinone, 1-nitronaphthalene, 2-nitronaphthalene, 1,3-dinitronaphthalene, 1,5 -Dinitronaphthalene, 9-cyanoanthracene, 9-nitroanthracene, 9,10-anthraquinone, 1,3,6,8-tetranitrocarbazole, 2,4,7-trinitro-9-fluorenone, 2,3,5 Organic compounds such as 6-tetracyanopyridine, maleic anhydride, phthalic anhydride, and fullerenes C60 and C70 can be used, and one or more of these can be used in combination.
[第2の発光部]
第2の発光部6は、上述したように、正孔輸送層61と第2の発光層62と第3の発光層63と正孔ブロック層(中間層)64と電子輸送層65とを有している。
かかる構成の第2の発光部6において、第2の発光層62および第3の発光層63に対して、正孔輸送層61側から正孔が正孔ブロック層64側から電子が、それぞれ供給(注入)されると、第2の発光層62および第3の発光層63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)を放出するため、第2の発光層62および第3の発光層63がそれぞれ発光する。
[Second light emitting unit]
As described above, the second
In the second
以下、かかる第2の発光部6を構成する各層について、順次、説明する。
(正孔輸送層)
正孔輸送層61は、キャリア発生層5(電子吸引層53)から注入された正孔を第2の発光層62まで輸送する機能を有する。また、正孔輸送層61は、第2の発光層62を通過した電子をブロックすることにより、電子がキャリア発生層5に届いてキャリア発生層5が劣化するのを防止する機能をも有している。
Hereinafter, each layer which comprises this 2nd
(Hole transport layer)
The
特に、正孔輸送層61は、第2の発光層62と前述したキャリア発生層5との間に、キャリア発生層5に接するように設けられている。
これにより、前述したように、電子吸引層53が、正孔輸送層61から効率的に電子を吸引することができる。その結果、キャリア発生層5の正孔および電子の発生量を多くすることができる。
In particular, the
Thereby, as described above, the
この正孔輸送層61の構成材料には、上述した、正孔輸送層41と同様の構成材料を用いることができる。
特に、上述した中でも、正孔輸送層61を構成する正孔輸送材料としては、アミン系化合物が好ましく、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(NPD)であることがより好ましい。このような化合物は、キャリア発生層5(電子吸引層53)と接触することにより、電子が素早く引き抜かれ、正孔が発生して注入される。
このような正孔輸送層61の平均厚さは、特に限定されないが、10nm以上、150nm以下であるのが好ましく、10nm以上、100nm以下であるのがより好ましい。これにより、第2の発光層62に正孔を好適に輸送することができるとともに、第2の発光層62を通過した電子を好適にブロックすることができる。
As the constituent material of the
In particular, among the above, the hole transport material constituting the
The average thickness of the
(第2の発光層)
この第2の発光層62は、発光材料を含んで構成されている。
このような発光材料としては、特に限定されず、上述した第1の発光層42と同様の発光材料を用いることができる。なお、第2の発光層62に用いる発光材料は、第1の発光層42の発光材料と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。また、第2の発光層62の発光色は、前述した第1の発光層42の発光色と同じであっても異なっていてもよい。
(Second light emitting layer)
The second light emitting layer 62 includes a light emitting material.
Such a light-emitting material is not particularly limited, and a light-emitting material similar to that of the first light-emitting
また、第2の発光層62は、発光材料に加え、この発光材料がゲスト材料として添加されるホスト材料とを含んで構成されていてもよい。
前述したような発光材料(ゲスト材料)およびホスト材料を用いる場合、第2の発光層62中における発光材料の含有量(ドープ量)は、0.1wt%以上、10wt%以下であるのが好ましく、0.5wt%以上、5wt%以下であるのがより好ましい。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る。
Further, the second light emitting layer 62 may include a host material to which the light emitting material is added as a guest material in addition to the light emitting material.
In the case of using the light emitting material (guest material) and the host material as described above, the content (doping amount) of the light emitting material in the second light emitting layer 62 is preferably 0.1 wt% or more and 10 wt% or less. And more preferably 0.5 wt% or more and 5 wt% or less. Luminous efficiency can be optimized by setting the content of the light emitting material within such a range.
また、第2の発光層62の発光材料としては、燐光材料を用いるのが好ましい。すなわち、第2の発光層62は、陽極3と陰極7との間に通電することにより燐光を発する発光材料を含むのが好ましい。
発光素子1の連続駆動に伴う不純物の拡散がないあるいは少ない第2の発光層62の発光材料として、燐光材料を用いることにより、第2の発光層62を効率的に発光させ、その結果、発光素子1の発光効率を向上させることができる。
Further, as the light emitting material of the second light emitting layer 62, it is preferable to use a phosphorescent material. That is, the second light emitting layer 62 preferably includes a light emitting material that emits phosphorescence when energized between the
By using a phosphorescent material as the light-emitting material of the second light-emitting layer 62 with little or no impurity diffusion due to continuous driving of the light-emitting
また、第2の発光層62の発光のピーク波長は、前述した第1の発光層42の発光のピーク波長よりも長いのが好ましい。これにより、第1の発光層42および第2の発光層62をバランスよく発光させることができる。
また、第2の発光層62の平均厚さは、特に限定されないが、5nm以上、50nm以下であるのが好ましく、5nm以上、40nm以下であるのがより好ましく、5nm以上、30nm以下であるのがさらに好ましい。これにより、発光素子1の駆動電圧を抑えるとともに、第2の発光層62を効率的に発光させることができる。特に、本実施形態のように第2の発光層62と第3の発光層63とが積層されている場合において、第2の発光層62の厚さを比較的薄くすることにより、正孔および電子の再結合を生じる再結合領域内に、第2の発光層62および第3の発光層63の双方を存在させ、これらをバランスよく発光させることができる。
In addition, the peak wavelength of light emission of the second light emitting layer 62 is preferably longer than the peak wavelength of light emission of the first
The average thickness of the second light emitting layer 62 is not particularly limited, but is preferably 5 nm or more and 50 nm or less, more preferably 5 nm or more and 40 nm or less, and 5 nm or more and 30 nm or less. Is more preferable. Thereby, the driving voltage of the
(第3の発光層)
この第3の発光層63は、発光材料を含んで構成されている。
本実施形態では、第3の発光層63は、前述した第2の発光層62に接している。これにより、第2の発光部6における正孔および電子の再結合領域内に第2の発光層62および第3の発光層63の双方を簡単に存在させることができる。そのため、第2の発光層62および第3の発光層63の双方を簡単に発光させることができる。
(Third light emitting layer)
The third
In the present embodiment, the third
このような発光材料としては、特に限定されず、上述した第1の発光層42と同様の発光材料を用いることができる。なお、第3の発光層63に用いる発光材料は、第1の発光層42の発光材料と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。また、第3の発光層63に用いる発光材料は、第2の発光層62の発光材料と同一であってもよいし、異なるものであってもよい。また、第3の発光層63の発光色は、前述した第1の発光層42の発光色と同じであっても異なっていてもよい。また、第3の発光層63の発光色は、前述した第2の発光層62の発光色と同じであっても異なっていてもよい。
Such a light-emitting material is not particularly limited, and a light-emitting material similar to that of the first light-emitting
また、第3の発光層63は、発光材料に加え、この発光材料がゲスト材料として添加されるホスト材料とを含んで構成されていてもよい。
前述したような発光材料(ゲスト材料)およびホスト材料を用いる場合、第3の発光層63中における発光材料の含有量(ドープ量)は、0.1wt%以上、30wt%以下であるのが好ましく、0.5wt%以上、20wt%以下であるのがより好ましい。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る。
Further, the third
In the case of using the light emitting material (guest material) and the host material as described above, the content (doping amount) of the light emitting material in the third
また、第3の発光層63の発光材料としては、燐光材料を用いるのが好ましい。すなわち、第3の発光層63は、陽極3と陰極7との間に通電することにより燐光を発する発光材料を含むのが好ましい。
このように、発光素子1の連続駆動に伴う不純物の拡散がないあるいは少ない第3の発光層63の発光材料として、燐光材料を用いることにより、第3の発光層63を効率的に発光させ、その結果、発光素子1の発光効率を向上させることができる。
Further, as the light emitting material of the third
As described above, by using a phosphorescent material as the light emitting material of the third
また、第3の発光層63の発光のピーク波長は、前述した第1の発光層42の発光のピーク波長よりも長いのが好ましい。これにより、第1の発光層42、第2の発光層62および第3の発光層63をバランスよく発光させることができる。
さらに、第3の発光層63の発光のピーク波長は、第2の発光層62の発光のピーク波長よりも短いのが好ましい。これにより、第1の発光層42、第2の発光層62および第3の発光層63をよりバランスよく発光させることができる。
The peak wavelength of light emission of the third
Furthermore, the peak wavelength of light emission of the third
かかる観点から、第1の発光層42の発光色が青色である場合、第2の発光層62の発光色および第3の発光層63の発光色は、それぞれ、赤色および緑色であるのが好ましい。
また、第3の発光層63の平均厚さは、特に限定されないが、5nm以上、50nm以下であるのが好ましく、5nm以上、40nm以下であるのがより好ましく、5nm以上、30nm以下であるのがさらに好ましい。これにより、発光素子1の駆動電圧を抑えるとともに、第3の発光層63を効率的に発光させることができる。特に、本実施形態のように第2の発光層62と第3の発光層63とが積層されている場合において、第3の発光層63の厚さを比較的薄くすることにより、正孔および電子の再結合を生じる再結合領域内に、第2の発光層62および第3の発光層63の双方を存在させ、これらをバランスよく発光させることができる。
From this point of view, when the emission color of the
The average thickness of the third
なお、本実施形態では、第2の発光部6が2層の発光層(すなわち第2の発光層62および第3の発光層63)を備える場合を例に説明しているが、第2の発光部6は、1層の発光層を有するものであってもよい。すなわち、第2の発光部6において、第2の発光層62および第3の発光層63のうちのいずれか一方の発光層を省略してもよい。また、第2の発光部6は、3層以上の発光層を有するものであってもよい。すなわち、第2の発光部6において、前述した第2の発光層62および第3の発光層63に加えて、他の1層以上の発光層を有していてもよい。また、第2の発光部6が複数の発光層を有する場合、複数の発光層の発光色が互いに同じであっても異なっていてもよい。また、第2の発光部6が複数の発光層を有する場合、発光層同士の間には、中間層が設けられていてもよい。
In the present embodiment, the case where the second
(正孔ブロック層)
正孔ブロック層64は、正孔をブロックする機能を有する。これにより、前述した第3の発光層63から電子輸送層65へ正孔が輸送されるのを防止することができる。そのため、電子輸送層65が正孔により劣化するのを防止することができる。また、正孔ブロック層64は、電子を輸送する機能を有する。これにより、後述する電子輸送層65から受け取った電子を第3の発光層63へ輸送することができる。
(Hole blocking layer)
The hole blocking layer 64 has a function of blocking holes. Thereby, it is possible to prevent holes from being transported from the third
このような正孔ブロック層64の構成材料としては、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、フェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)、ビス−(2−メチル−8−キノリノラト)−4−(フェニルフェノラト)アルミニウム等のキノリノラト系金属錯体、N−ジカルバゾリル−3,5−ベンゼン、ポリ(9−ビニルカルバゾール)、4,4’,4’’−トリス(9−カルバゾリル)トリフェニルアミン、4,4’−ビス(9−カルバゾリル)−2,2’−ジメチルビフェニル等のカルバリゾル基含有化合物、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)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もできる。 Examples of the constituent material of the hole blocking layer 64 include 3-phenyl-4- (1′-naphthyl) -5-phenylcarbazole, 4,4′-N, N′-dicarbazole biphenyl (CBP). Quinolinolato metal complexes such as carbazole derivatives, phenanthroline derivatives, triazole derivatives, tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq), bis- (2-methyl-8-quinolinolato) -4- (phenylphenolato) aluminum -Dicarbazolyl-3,5-benzene, poly (9-vinylcarbazole), 4,4 ', 4 "-tris (9-carbazolyl) triphenylamine, 4,4'-bis (9-carbazolyl) -2, Carbalisol group-containing compounds such as 2′-dimethylbiphenyl, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1 10- phenanthroline (BCP) and the like, may be used singly or in combination of two or more of them.
また、正孔ブロック層64の平均厚さは、特に限定されないが、1nm以上、50nm以下であるのが好ましく、3nm以上、30nm以下であるのがより好ましく、5nm以上、20nm以下であるのがさらに好ましい。
なお、この正孔ブロック層64は、第2の発光層62、第3の発光層63および電子輸送層65の構成によっては、省略してもよい。
The average thickness of the hole blocking layer 64 is not particularly limited, but is preferably 1 nm or more and 50 nm or less, more preferably 3 nm or more and 30 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 20 nm or less. Further preferred.
The hole blocking layer 64 may be omitted depending on the configuration of the second light emitting layer 62, the third
(電子輸送層)
電子輸送層65は、陰極7から注入された電子を正孔ブロック層64第2の発光層62に輸送する機能を有するものである。
電子輸送層65の構成材料(電子輸送性材料)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(キノリン誘導体)等を配位子とする有機金属錯体や、1,3−ビス(N,N−t−ブチル−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(OXD−7)、2−[1,1’−ビフェニル]−4−イル−5−[4−(1,1−ジメチルエチル)フェニル]−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)のような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の金属原子を含まない有機化合物が挙げられ、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65の平均厚さは、特に限定されないが、10nm以上、100nm以下であるのが好ましく、10nm以上、50nm以下であるのがより好ましい。
(Electron transport layer)
The electron transport layer 65 has a function of transporting electrons injected from the
As a constituent material (electron transporting material) of the electron transport layer 65, for example, an organic compound having a ligand such as 8-quinolinol or its derivative (quinoline derivative) such as tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) or the like. Metal complexes, 1,3-bis (N, Nt-butyl-phenyl) -1,3,4-oxadiazole (OXD-7), 2- [1,1′-biphenyl] -4-yl Oxadiazole derivatives such as -5- [4- (1,1-dimethylethyl) phenyl] -1,3,4-oxadiazole (PBD), perylene derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, quinoxaline derivatives, diphenyl Examples include organic compounds that do not contain metal atoms, such as quinone derivatives and nitro-substituted fluorene derivatives, and one or more of these can be used in combination. .
The average thickness of the electron transport layer 65 is not particularly limited, but is preferably 10 nm or more and 100 nm or less, and more preferably 10 nm or more and 50 nm or less.
[陰極]
陰極7は、前述した第2の発光部6に電子を注入する電極である。この陰極7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7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]
The
Examples of the constituent material of the
特に、陰極7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7の構成材料として用いることにより、陰極7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7の平均厚さは、特に限定されないが、100nm以上、400nm以下であるのが好ましく、100nm以上、200nm以下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7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
The average thickness of the
In addition, since the
[電子注入層]
なお、電子輸送層65と陰極7との間には、電子注入層が設けられていてもよい。
電子注入層を備える構成とすることにより、陰極7から電子輸送層65への電子注入効率を向上させることができる。
この電子注入層の構成材料(電子注入性材料)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]
An electron injection layer may be provided between the electron transport layer 65 and the
By adopting a configuration including the electron injection layer, the electron injection efficiency from the
Examples of the constituent material of the electron injection layer (electron injectable material) include various inorganic insulating materials and various inorganic semiconductor materials.
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
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。
電子注入層の平均厚さは、特に限定されないが、0.1nm以上、1000nm以下であるのが好ましく、0.2nm以上、100nm以下であるのがより好ましく、0.2以上、50nm以下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 electron injection layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 0.2 nm or more and 100 nm or less, and 0.2 or more and 50 nm or less. Is more preferable.
[封止部材]
封止部材8は、陽極3、積層体15、および陰極7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8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。
封止部材8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8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8と陽極3、積層体15、および陰極7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8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。
[Sealing member]
The sealing
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、陽極3と陰極7との間で電圧を印加することにより、キャリア発生層5で正孔および電子が発生する。発生した電子は、第1の発光層42に輸送され、陽極3から注入された正孔と再結合することにより、発光に寄与する。また、発生した正孔は、第2の発光層62および第3の発光層63に輸送され、陰極7から注入された電子と再結合することにより、発光に寄与する。
According to the
これにより、発光素子1は、第1の発光層42、第2の発光層62および第3の発光層63をそれぞれ発光させることができるので、発光層が1層のみの発光素子に比較して、発光効率を向上させるとともに、駆動電圧を低減することができる。
特に、発光素子1では、電子注入性材料のn型電子輸送層52から第1の発光層42への拡散を抑制する機能を有する緩衝層51を有する構成となっているので、第1の発光層42の発光特性が低下することに起因する、発光素子1の輝度寿命の低下を的確に抑制または防止することができる。
Thus, the
In particular, the light-emitting
(発光素子の製造方法)
以上のように構成された発光素子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。
(Manufacturing method of light emitting element)
The
[1] First, the substrate 2 is prepared, and the
The
[2] 次に、陽極3上に第1の発光部4を形成する。
第1の発光部4は、正孔輸送層41および第1の発光層42を順次陽極3上に形成することにより設けることができる。
上述したような各層は、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、各層の構成材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる液体材料を、陽極3(またはその上の層)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 first light-emitting portion 4 is formed on the
The first light emitting unit 4 can be provided by sequentially forming the
Each layer as described above can be formed by, for example, a vapor phase process using a CVD method, a dry plating method such as vacuum deposition or sputtering, or the like.
Alternatively, a liquid material obtained by dissolving the constituent materials of each layer in a solvent or dispersing in a dispersion medium is supplied onto the anode 3 (or a layer above it) and then dried (desolvent or dedispersion medium). Can be formed.
液状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、第1の発光部4を構成する各層を比較的容易に形成することができる。
液状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 liquid 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 layers constituting the first light emitting unit 4 can be formed relatively easily.
Examples of the solvent or dispersion medium used for the preparation of the liquid material include various inorganic solvents, various organic solvents, and 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の上面に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、第1の発光部4上にキャリア発生層5を形成する。
キャリア発生層5は、第1の発光部4上に緩衝層51、n型電子輸送層52および電子吸引層53を順次積層することにより形成することができる。
キャリア発生層5を構成する各層は、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、キャリア発生層5を構成する層の材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる材料を、第1の発光部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 carrier generation layer 5 is formed on the first light emitting unit 4.
The carrier generation layer 5 can be formed by sequentially stacking the
Each layer constituting the carrier generation layer 5 can be formed by, for example, a vapor phase process using a CVD method, a dry plating method such as vacuum deposition or sputtering, or the like.
In addition, a material formed by dissolving the material of the layer constituting the carrier generation layer 5 in a solvent or dispersing in a dispersion medium is supplied onto the first light emitting unit 4 and then dried (desolvent or dedispersion medium). Can also be formed.
[4] 次にキャリア発生層5上に第2の発光部6を形成する。
第2の発光部6は、第1の発光部4と同様にして形成することができる。
[5] 次に、第2の発光部6上に、陰極7を形成する。
陰極7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。
[4] Next, the second light-emitting
The second
[5] Next, the
The
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8を被せ、基板2に接合する。
以上説明したような発光素子1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
Finally, the sealing
The
The driving method of the display device is not particularly limited, and may be either an active matrix method or a passive matrix method.
(表示装置)
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2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2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。
(Display device)
Next, an example of a display device to which the display device of the present invention is applied will be described.
FIG. 2 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7、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7は、共通電極とされている。
On the planarization layer,
In the
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2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3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. 3 is a perspective view showing the 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4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. 4 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5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. 5 is a perspective view showing a 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3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4の携帯電話機、図5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。 The electronic apparatus of the present invention includes, for example, a television, a video camera, a viewfinder type, in addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 3, the mobile phone in FIG. 4, and the digital still camera in FIG. 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、発光装置、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、前述した発光素子は、3層の発光層を有するものとして説明したが、これに限定されず、例えば、発光素子は、2層の発光層を有するものであってもよいし4層以上の発光層を有するものであってもよい。この場合、キャリア発生層の一方の面側と他方の面側にそれぞれ少なくとも1層の発光層が設けられていればよい。
また、前述した発光素子では、発光部(発光ユニット)は、発光層以外の層(例えば、正孔輸送層、電子輸送層等)を有するものとして説明したが、これに限定されず、少なくとも1層の発光層を有していればよく、例えば、発光層のみで構成されていてもよい。
The light emitting element, the light emitting device, 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, the light-emitting element described above has been described as having three light-emitting layers. However, the present invention is not limited to this. For example, the light-emitting element may have two light-emitting layers or four or more layers. The light emitting layer may be included. In this case, it is only necessary that at least one light emitting layer is provided on each of the one surface side and the other surface side of the carrier generation layer.
In the light-emitting element described above, the light-emitting portion (light-emitting unit) has been described as having a layer other than the light-emitting layer (for example, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like). As long as it has the light emitting layer of a layer, it may be comprised only by the light emitting layer, for example.
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50nm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 50 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、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(α−NPD)を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ50nmの正孔輸送層(第1の発光部の正孔輸送層)を形成した。
<3> 次に、正孔輸送層上に、真空蒸着法を用いて、平均厚さ30nmの第1の発光層を形成した。
ここで、第1の発光層を構成する構成材料としては、青色発光材料(ゲスト材料)であるBDAVBiとホスト材料であるTBADNとの混合材料を用いた。また、第1の発光層中における青色発光材料の含有量(ドープ濃度)は、10wt%とした。
<2> Next, N, N′-di (1-naphthyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-diphenyl-4,4′-diamine (α-NPD) is vacuumed on the ITO electrode. Vapor deposition was performed to form a hole transport layer having an average thickness of 50 nm (hole transport layer of the first light-emitting portion).
<3> Next, a first light-emitting layer having an average thickness of 30 nm was formed on the hole transport layer by using a vacuum deposition method.
Here, a mixed material of BDAVBi, which is a blue light-emitting material (guest material), and TBADN, which is a host material, was used as a constituent material constituting the first light-emitting layer. Further, the content (dope concentration) of the blue light emitting material in the first light emitting layer was 10 wt%.
<4> 次に、第1の発光層上に、1,3−ビス(N,N−t−ブチル−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(OXD−7)を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ10nmの緩衝層を形成した。
<5> 次に、緩衝層上に、電子輸送性材料としての1,3−ビス(N,N−t−ブチル−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(OXD−7)と、電子注入性材料としてのLi2Oとを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ30nmのn型電子輸送層(キャリア発生層のn型電子輸送層)を形成した。なお、このn型電子輸送層中のOXD−7と、Li2Oとの含有量は、重量比で99:1となるようにした。
<4> Next, 1,3-bis (N, Nt-butyl-phenyl) -1,3,4-oxadiazole (OXD-7) is vacuum-deposited on the first light-emitting layer. A buffer layer having an average thickness of 10 nm was formed by vapor deposition.
<5> Next, on the buffer layer, 1,3-bis (N, Nt-butyl-phenyl) -1,3,4-oxadiazole (OXD-7) as an electron transporting material, Li 2 O as an electron injecting material was deposited by a vacuum deposition method to form an n-type electron transport layer (n-type electron transport layer of a carrier generation layer) having an average thickness of 30 nm. The content of OXD-7 and Li 2 O in the n-type electron transport layer was 99: 1 by weight.
<6> 次に、電子輸送層上に、電子吸引性材料としてのヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン(LGケミカル社製、「LG101」)を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ30nmの電子吸引層を形成した。
これら工程<4>、<5>、<6>により、緩衝層、n型電子輸送層および電子吸引層からなるキャリア発生層を得た。
<6> Next, on the electron transport layer, hexacyanohexaazatriphenylene (LG Chemical Co., “LG101”) as an electron withdrawing material is deposited by vacuum deposition to form an electron withdrawing layer having an average thickness of 30 nm. did.
Through these steps <4>, <5>, and <6>, a carrier generation layer including a buffer layer, an n-type electron transport layer, and an electron withdrawing layer was obtained.
<7> 次に、キャリア発生層上(電子吸引層上)に、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(α−NPD)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。
<8> 次に、正孔輸送層上に、真空蒸着法を用いて、平均厚さ5nmの第2の発光層を形成した。
<7> Next, N, N′-di (1-naphthyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-diphenyl-4,4′-diamine is formed on the carrier generation layer (on the electron withdrawing layer). (Α-NPD) was deposited by a vacuum deposition method to form a hole transport layer having an average thickness of 20 nm.
<8> Next, a second light-emitting layer having an average thickness of 5 nm was formed on the hole-transporting layer using a vacuum deposition method.
ここで、第2の発光層を構成する構成材料としては、赤色発光材料(ゲスト材料)である上記式(1)で表わされるbtp2Ir(acac)とホスト材料である上記式(3)で表わされる4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(CBP)との混合材料を用いた。また、第2の発光層中における赤色発光材料の含有量(ドープ濃度)は、9.0wt%とした。 Here, the constituent materials constituting the second light emitting layer are represented by btp2Ir (acac) represented by the above formula (1) which is a red light emitting material (guest material) and the above formula (3) which is a host material. A mixed material with 4,4′-N, N′-dicarbazole biphenyl (CBP) was used. Further, the content (dope concentration) of the red light emitting material in the second light emitting layer was 9.0 wt%.
<9> 次に、第2の発光層上に、真空蒸着法を用いて、平均厚さ5nmの第3の発光層を形成した。
ここで、第3の発光層を構成する構成材料としては、緑色発光材料(ゲスト材料)である上記式(2)で表わされるIr(ppy)3とホスト材料であるCBPとの混合材料を用いた。また、第3の発光層中における緑色発光材料の含有量(ドープ濃度)は、15wt%とした。
<9> Next, on the 2nd light emitting layer, the 3rd light emitting layer with an average thickness of 5 nm was formed using the vacuum evaporation method.
Here, as a constituent material constituting the third light emitting layer, a mixed material of Ir (ppy) 3 represented by the above formula (2) which is a green light emitting material (guest material) and CBP which is a host material is used. It was. Further, the content (dope concentration) of the green light emitting material in the third light emitting layer was 15 wt%.
<10> 次に、第3の発光層上に、カルバゾール誘導体である2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ20nmの正孔ブロック層を形成した。
<11> 次に、正孔ブロック層上に、1,3−ビス(N,N−t−ブチル−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(OXD−7)を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ40nmの電子輸送層(第2の発光部の電子輸送層)を形成した。
<10> Next, 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP), which is a carbazole derivative, is formed on the third light-emitting layer by a vacuum deposition method, and the average thickness is determined. A 20 nm hole blocking layer was formed.
<11> Next, 1,3-bis (N, Nt-butyl-phenyl) -1,3,4-oxadiazole (OXD-7) is deposited on the hole blocking layer by a vacuum deposition method. Thus, an electron transport layer having an average thickness of 40 nm (electron transport layer of the second light-emitting portion) was formed.
<12> 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1.0nmの電子注入層を形成した。
<13> 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100nmの陰極を形成した。
<14> 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、基板上に、陽極、正孔輸送層、第1の発光層、キャリア発生層(緩衝層、n型電子輸送層、電子吸引層)、正孔輸送層、第2の発光層、第3の発光層、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、陰極がこの順に積層された発光素子(タンデム型の発光素子)を製造した。
<12> 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 1.0 nm.
<13> 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 100 nm made of Al was formed.
<14> 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, the anode, the hole transport layer, the first light emitting layer, the carrier generation layer (buffer layer, n-type electron transport layer, electron withdrawing layer), hole transport layer, and second light emitting layer are formed on the substrate. A light emitting device (tandem light emitting device) in which a third light emitting layer, a hole blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode were laminated in this order was manufactured.
(実施例2)
前記工程<4>を下記工程<4A>のように変更して、緩衝層を形成したこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
<4A> 第1の発光層上に、2−[1,1’−ビフェニル]−4−イル−5−[4−(1,1−ジメチルエチル)フェニル]−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ10nmの緩衝層を形成した。
(Example 2)
A light emitting device was produced in the same manner as in Example 1 except that the step <4> was changed to the following step <4A> to form a buffer layer.
<4A> On the first light-emitting layer, 2- [1,1′-biphenyl] -4-yl-5- [4- (1,1-dimethylethyl) phenyl] -1,3,4-oxadi Azole (PBD) was deposited by a vacuum deposition method to form a buffer layer having an average thickness of 10 nm.
(実施例3)
前記工程<4>、<5>を、下記工程<4B>、<5B>のように変更して、緩衝層およびn型電子輸送層を形成したこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
<4B> 第1の発光層上に、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蒸着させ、平均厚さ5nmの緩衝層を形成した。
(Example 3)
The steps <4> and <5> are changed to the following steps <4B> and <5B> to form a buffer layer and an n-type electron transport layer, and are the same as in Example 1 described above. Thus, a light emitting device was manufactured.
<4B> Tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) was deposited on the first light-emitting layer by a vacuum deposition method to form a buffer layer having an average thickness of 5 nm.
<5B> 緩衝層上に、電子輸送性材料としての1,3−ビス(N,N−t−ブチル−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(OXD−7)と、電子注入性材料としてのLi2Oとを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ35nmのn型電子輸送層(キャリア発生層のn型電子輸送層)を形成した。なお、このn型電子輸送層中のOXD−7と、Li2Oとの含有量は、重量比で99:1となるようにした。 <5B> 1,3-bis (N, Nt-butyl-phenyl) -1,3,4-oxadiazole (OXD-7) as an electron transporting material on the buffer layer, and electron injection property Li 2 O as a material was deposited by a vacuum deposition method to form an n-type electron transport layer having an average thickness of 35 nm (an n-type electron transport layer of a carrier generation layer). The content of OXD-7 and Li 2 O in the n-type electron transport layer was 99: 1 by weight.
(実施例4)
前記工程<4>を下記工程<4C>のように変更して、緩衝層を形成したこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
<4C> 第1の発光層上に、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蒸着させ、平均厚さ10nmの緩衝層を形成した。
Example 4
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the step <4> was changed to the following step <4C> to form a buffer layer.
<4C> Tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) was deposited on the first light-emitting layer by a vacuum deposition method to form a buffer layer having an average thickness of 10 nm.
(実施例5)
前記工程<4>、<5>を、下記工程<4D>、<5D>のように変更して、緩衝層およびn型電子輸送層を形成したこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
<4D> 第1の発光層上に、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蒸着させ、平均厚さ5nmの緩衝層を形成した。
(Example 5)
The steps <4> and <5> are changed to the following steps <4D> and <5D>, respectively, except that a buffer layer and an n-type electron transport layer are formed. Thus, a light emitting device was manufactured.
<4D> Tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) was deposited on the first light-emitting layer by a vacuum deposition method to form a buffer layer having an average thickness of 5 nm.
<5D> 緩衝層上に、電子輸送性材料としての2−[1,1’−ビフェニル]−4−イル−5−[4−(1,1−ジメチルエチル)フェニル]−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)と、電子注入性材料としてのLi2Oとを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ35nmのn型電子輸送層(キャリア発生層のn型電子輸送層)を形成した。なお、このn型電子輸送層中のPBDと、Li2Oとの含有量は、重量比で99:1となるようにした。 <5D> On the buffer layer, 2- [1,1′-biphenyl] -4-yl-5- [4- (1,1-dimethylethyl) phenyl] -1,3,4 as an electron transporting material - forming a-oxadiazole (PBD), and Li 2 O as an electron injecting material was deposited using a vacuum deposition method, n-type electron transport layer having an average thickness of 35nm to (n-type electron transport layer of the carrier generating layer) did. The content of PBD and Li 2 O in the n-type electron transport layer was 99: 1 by weight.
(実施例6)
前記工程<4>、<5>を、下記工程<4E>、<5E>のように変更して、緩衝層およびn型電子輸送層を形成したこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
<4E> 第1の発光層上に、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蒸着させ、平均厚さ10nmの緩衝層を形成した。
(Example 6)
The steps <4> and <5> are changed to the following steps <4E> and <5E>, respectively, except that a buffer layer and an n-type electron transport layer are formed. Thus, a light emitting device was manufactured.
<4E> Tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) was deposited on the first light-emitting layer by a vacuum deposition method to form a buffer layer having an average thickness of 10 nm.
<5E> 緩衝層上に、電子輸送性材料としての2−[1,1’−ビフェニル]−4−イル−5−[4−(1,1−ジメチルエチル)フェニル]−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)と、電子注入性材料としてのLi2Oとを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ30nmのn型電子輸送層(キャリア発生層のn型電子輸送層)を形成した。なお、このn型電子輸送層中のPBDと、Li2Oとの含有量は、重量比で99:1となるようにした。 <5E> On the buffer layer, 2- [1,1′-biphenyl] -4-yl-5- [4- (1,1-dimethylethyl) phenyl] -1,3,4 as an electron transporting material - forming a-oxadiazole (PBD), and Li 2 O as an electron injecting material was deposited using a vacuum deposition method, n-type electron transport layer having an average thickness of 30nm to (n-type electron transport layer of the carrier generating layer) did. The content of PBD and Li 2 O in the n-type electron transport layer was 99: 1 by weight.
(実施例7)
前記工程<4>、<5>、<6>を、下記工程<4F>、<5F>、<6F>のように変更して、緩衝層、n型電子輸送層および電子吸引層を形成したこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
<4F> 第1の発光層上に、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蒸着させ、平均厚さ5nmの緩衝層を形成した。
(Example 7)
The steps <4>, <5>, and <6> were changed to the following steps <4F>, <5F>, and <6F> to form a buffer layer, an n-type electron transport layer, and an electron withdrawing layer. Except for this, a light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 described above.
<4F> Tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) was deposited on the first light-emitting layer by a vacuum deposition method to form a buffer layer having an average thickness of 5 nm.
<5F> 緩衝層上に、電子輸送性材料としての1,3−ビス(N,N−t−ブチル−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(OXD−7)と、電子注入性材料としてのLi2Oとを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ35nmのn型電子輸送層(キャリア発生層のn型電子輸送層)を形成した。なお、このn型電子輸送層中のOXD−7と、Li2Oとの含有量は、重量比で99:1となるようにした。 <5F> On the buffer layer, 1,3-bis (N, Nt-butyl-phenyl) -1,3,4-oxadiazole (OXD-7) as an electron transporting material, and electron injection property Li 2 O as a material was deposited by a vacuum deposition method to form an n-type electron transport layer having an average thickness of 35 nm (an n-type electron transport layer of a carrier generation layer). The content of OXD-7 and Li 2 O in the n-type electron transport layer was 99: 1 by weight.
<6F> 次に、n電子輸送層上に、電子吸引性材料としてのヘキサシアノヘキサアザトリフェニレン(LGケミカル社製、「LG101」)と、電子注入性材料としてのLi2Oとを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ30nmの電子吸引層を形成した。なお、この電子吸引層中のヘキサシアノヘキサアザトリフェニレンと、Li2Oとの含有量は、重量比で98:2となるようにした。
(比較例)
前記工程<4>による、緩衝層の形成を、省略したこと以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
<6F> Next, on the n electron transport layer, hexacyanohexaazatriphenylene (LG Chemical Co., “LG101”) as an electron withdrawing material and Li 2 O as an electron injecting material are vacuum deposited. Evaporation was performed to form an electron withdrawing layer having an average thickness of 30 nm. The content of hexacyanohexaazatriphenylene and Li 2 O in this electron withdrawing layer was set to 98: 2 by weight.
(Comparative example)
A light emitting device was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the formation of the buffer layer in Step <4> was omitted.
2.評価
各実施例および比較例の発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源により電流密度10mA/cm2の電流を流し、発光素子にかかる駆動電圧、発光素子から放出された光の電流効率を測定し、実施例1で測定された駆動電圧および電流効率を基準として規格した値を求めた。
さらに、各実施例および比較例の発光素子に対して、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源により電流密度100mA/cm2の電流を流し、初期の輝度の80%となるまでの時間(LT80;輝度寿命)を測定し、実施例1で測定された時間を基準として規格した値を求めた。
2. Evaluation With respect to the light emitting devices of each of the examples and comparative examples, a current of 10 mA / cm 2 was passed by a direct current power source between the anode and the cathode, and the driving voltage applied to the light emitting device was emitted from the light emitting device. The current efficiency of the light was measured, and a value normalized based on the drive voltage and current efficiency measured in Example 1 was obtained.
Furthermore, with respect to the light emitting elements of the examples and the comparative examples, a current of 100 mA / cm 2 was passed between the anode and the cathode by a direct current power source, and the time required to reach 80% of the initial luminance ( LT80; Luminance life) was measured, and a value normalized based on the time measured in Example 1 was obtained.
また、実施例1および実施例4の発光素子については、それぞれ、陽極と陰極との間に直流電源により電流密度100mA/cm2の電流を流して初期の輝度の80%となるまで発光させ、その後、各実施例の発光素子を、二次イオン質量分析法(SIMS)により、発光素子の陽極側から陰極側に向かって、Liのイオン強度を分析した。
これらの結果を表1および図6に示す。
In addition, the light emitting elements of Example 1 and Example 4 were caused to emit light until a current density of 100 mA / cm 2 was passed between the anode and the cathode by a direct current power source to 80% of the initial luminance. Then, the ion intensity of Li was analyzed from the anode side of the light emitting element toward the cathode side by the secondary ion mass spectrometry (SIMS).
These results are shown in Table 1 and FIG.
まず、表1から明らかなように、各実施例の発光素子では、比較例の発光素子と比較して、緩衝層を設けることにより、低電圧での駆動を実現しつつ、電子注入性材料(Li2O)のn型電子輸送層から第1の発光層への拡散を抑制して、発光素子の長寿命化を図ることができた。
また、図6から明らかなように、緩衝層に用いる電子輸送性材料(第2の電子輸送性材料)として、金属原子を含まない有機化合物を用いた実施例1と、有機金属錯体を用いた実施例4とでは、緩衝層および第1の発光層における電子注入性材料(Li2O)の拡散が実施例4の発光素子において抑制されており、これに起因して、発光素子の長寿命化が図られていることが判った。
First, as is clear from Table 1, in the light-emitting elements of the respective examples, compared with the light-emitting elements of the comparative examples, by providing a buffer layer, the electron-injecting material ( The diffusion of Li 2 O) from the n-type electron transport layer to the first light-emitting layer was suppressed, and the lifetime of the light-emitting element could be extended.
As is clear from FIG. 6, Example 1 using an organic compound containing no metal atom and an organometallic complex were used as the electron transporting material (second electron transporting material) used for the buffer layer. In Example 4, diffusion of the electron injecting material (Li 2 O) in the buffer layer and the first light-emitting layer is suppressed in the light-emitting element of Example 4, which results in a long lifetime of the light-emitting element. It turned out that it has been planned.
1、1G、1R、1B……発光素子 2……基板 3……陽極 4……第1の発光部 41……正孔輸送層 42……第1の発光層 5……キャリア発生層 51……緩衝層 52……n型電子輸送層 53……電子吸引層 6……第2の発光部 61……正孔輸送層 62……第2の発光層 63……第3の発光層 64……正孔ブロック層 65……電子輸送層 7……陰極 8……封止部材 15……積層体 19B、19G、19R……カラーフィルタ 100……ディスプレイ装置 100R、100G、100B……サブ画素 20……封止基板 21……基板 22……平坦化層 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 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 W……白色光
DESCRIPTION OF
Claims (14)
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間に通電することにより発光する第1の発光層と、
前記陰極と前記第1の発光層との間に設けられ、前記陽極と前記陰極との間に通電することにより発光する第2の発光層と、
前記第1の発光層と前記第2の発光層との間に設けられ、電子および正孔を発生させるキャリア発生層とを有し、
前記キャリア発生層は、互いに接触するn型電子輸送層と緩衝層とを備え、
前記n型電子輸送層は、第1の電子輸送性材料と電子ドナー性材料とを含有し、前記第2の発光層側に設けられており、
前記緩衝層は、第2の電子輸送性材料を含有し、前記第1の発光層側に設けられていることで、前記電子ドナー性材料の前記n型電子輸送層から前記第1の発光層への拡散を抑制する機能を有するよう構成されていることを特徴とする発光素子。 The anode,
A cathode,
A first light emitting layer that is provided between the anode and the cathode, and emits light when energized between the anode and the cathode;
A second light emitting layer that is provided between the cathode and the first light emitting layer and emits light when energized between the anode and the cathode;
A carrier generating layer provided between the first light emitting layer and the second light emitting layer and generating electrons and holes;
The carrier generation layer includes an n-type electron transport layer and a buffer layer in contact with each other,
The n-type electron transport layer contains a first electron transport material and an electron donor material, and is provided on the second light emitting layer side,
The buffer layer contains a second electron-transporting material and is provided on the first light-emitting layer side, so that the first light-emitting layer is formed from the n-type electron transport layer of the electron-donating material. A light-emitting element having a function of suppressing diffusion into the light-emitting element.
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