JP3239057B2 - Organic electroluminescence device - Google Patents

Organic electroluminescence device

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JP3239057B2
JP3239057B2 JP31480095A JP31480095A JP3239057B2 JP 3239057 B2 JP3239057 B2 JP 3239057B2 JP 31480095 A JP31480095 A JP 31480095A JP 31480095 A JP31480095 A JP 31480095A JP 3239057 B2 JP3239057 B2 JP 3239057B2
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organic
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emitting layer
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健志 佐野
祐次 浜田
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ホール注入電極
と電子注入電極との間に、少なくとも有機材料を用いた
発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子
に係り、特に、低電圧で効率よく発光させることがで
き、長期にわたって安定した発光が行なえる有機エレク
トロルミネッセンス素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electroluminescence device in which at least a light emitting layer using an organic material is provided between a hole injection electrode and an electron injection electrode, and in particular, efficiently emits light at a low voltage. The present invention relates to an organic electroluminescence device that can emit light stably for a long period of time.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報機器の多様化等にともなっ
て、従来より一般に使用されているCRTに比べて消費
電力や空間占有面積が少ない平面表示素子のニーズが高
まり、このような平面表示素子の一つとしてエレクトロ
ルミネッセンス素子(以下、EL素子と略す。)が注目
されている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the diversification of information equipment and the like, the need for a flat display element which consumes less power and has a smaller space occupied area than conventional CRTs has been increased. Electroluminescent devices (hereinafter, abbreviated as EL devices) have attracted attention as one of the devices.

【0003】そして、このEL素子は使用する材料によ
って無機EL素子と有機EL素子に大別され、無機EL
素子においては、一般に発光部に高電界を作用させ、電
子をこの高電界中で加速して発光中心に衝突させ、これ
により発光中心を励起させて発光させるようになってい
る一方、有機EL素子においては、電子注入電極とホー
ル注入電極とからそれぞれ電子とホールとを発光部内に
注入させて、このように注入された電子とホールとを発
光中心で再結合させ、有機材料を励起させて、この有機
材料が励起状態から基底状態に戻るときに蛍光を発光す
るようになっている。
[0003] These EL elements are roughly classified into inorganic EL elements and organic EL elements depending on the materials used.
In a device, a high electric field is generally applied to a light emitting portion, and electrons are accelerated in the high electric field to collide with a light emitting center, thereby exciting the light emitting center to emit light. In, electrons and holes are respectively injected into the light emitting portion from the electron injection electrode and the hole injection electrode, and the thus injected electrons and holes are recombined at the emission center to excite the organic material, When this organic material returns from the excited state to the ground state, it emits fluorescence.

【0004】ここで、無機EL素子においては、上記の
ように高電界を作用させるため、その駆動電圧として1
00〜200Vと高い電圧を必要とするのに対し、上記
の有機EL素子においては、5〜20V程度の低い電圧
で駆動できるという利点があった。また、このような有
機EL素子においては、発光材料である螢光物質を選択
することによって適当な色彩に発光する発光素子を得る
ことができ、フルカラーの表示装置等としても利用でき
るという期待があり、近年、このような有機EL素子に
ついて様々な研究が行なわれるようになった。
Here, in the inorganic EL element, since a high electric field acts as described above, the driving voltage is 1
In contrast to the necessity of a high voltage of 00 to 200 V, the above-mentioned organic EL element has an advantage that it can be driven at a low voltage of about 5 to 20 V. In such an organic EL device, a light emitting device that emits light of an appropriate color can be obtained by selecting a fluorescent substance that is a light emitting material, and it is expected that the organic EL device can be used as a full-color display device or the like. In recent years, various studies have been conducted on such organic EL devices.

【0005】そして、上記の有機EL素子における素子
構造としては、ホール注入電極と電子注入電極との間に
ホール輸送層と発光層と電子輸送層とを積層させたDH
構造と称される三層構造のものや、ホール注入電極と電
子注入電極との間にホール輸送層と電子輸送性に富む発
光層とが積層されたSH−A構造と称される二層構造の
ものや、ホール注入電極と電子注入電極との間にホール
輸送性に富む発光層と電子輸送層とが積層されたSH−
B構造と称される二層構造のものが知られていた。
[0005] An element structure of the above-mentioned organic EL element is a DH in which a hole transport layer, a light emitting layer and an electron transport layer are laminated between a hole injection electrode and an electron injection electrode.
Or a two-layer structure called an SH-A structure in which a hole transport layer and a light-emitting layer rich in electron transport properties are stacked between a hole injection electrode and an electron injection electrode. Or an SH- layer in which a light emitting layer and a electron transport layer rich in hole transport properties are laminated between a hole injection electrode and an electron injection electrode.
A two-layer structure called a B structure has been known.

【0006】また、上記の有機EL素子における発光層
については、そのホスト材料に対して微量のドーパント
をドープし、このドーパントを発光中心として発光を行
なうようにしたものが開発された。
As for the light emitting layer in the above-mentioned organic EL device, a light emitting layer has been developed in which a host material is doped with a small amount of dopant, and light is emitted with this dopant as a light emission center.

【0007】ここで、このようにホスト材料に対して微
量のドーパントをドープさせた発光層を得る場合、ホス
ト材料に良好な成膜性をもつ材料を使用することが必要
であり、従来においては、ホスト材料として、キノリノ
ール金属錯体やベンゾキノリノール金属錯体等が一般に
使用されていた。
Here, in order to obtain a light emitting layer in which a small amount of dopant is doped into the host material, it is necessary to use a material having a good film-forming property for the host material. As a host material, a quinolinol metal complex, a benzoquinolinol metal complex, or the like has been generally used.

【0008】しかし、上記のように良好な成膜性をもつ
ホスト材料は一般にその蛍光量子収率が低く、上記のよ
うな金属錯体においても、その蛍光量子収率が20%以
下の低い値になっており、ドーパントを高い効率で励起
させ、十分な発光を得ることのさまたげとなり、またこ
のように蛍光量子収率が低い上に励起エネルギーがあま
り大きくないホスト材料を用いた場合には、ドーパント
の励起エネルギーが非発光過程を経て失われやすく、こ
のエネルギーの多くが熱に変わり、これによって有機E
L素子が劣化し、長期にわたって安定した発光が行なえ
なくなったり、低い駆動電圧で効率の良い発光を得るこ
とができないという問題があった。
However, host materials having good film-forming properties as described above generally have low fluorescence quantum yields, and even in the above-described metal complexes, their fluorescence quantum yields are as low as 20% or less. Excitation of the dopant with high efficiency, it is a hindrance to obtain sufficient light emission, and when using a host material having a low fluorescence quantum yield and not so large excitation energy, the dopant Is easily lost through a non-emission process, and much of this energy is converted to heat, which causes organic E
There is a problem that the L element is deteriorated, and stable light emission cannot be performed for a long period of time, and efficient light emission cannot be obtained at a low driving voltage.

【0009】さらに、有機EL素子における発光効率を
高めるためには、ホスト材料からドーパントに対して効
率よくエネルギーが移動するように、ホスト材料におけ
る蛍光エネルギーと、ドーパントにおける励起エネルギ
ーとが略同一になったホスト材料とドーパントとを組み
合わせることが好ましいが、現在、ホスト材料の種類が
限定されているため、このようなホスト材料に対して有
効なドーパントを組み合わせて使用することが困難であ
り、有機EL素子における発光効率を十分に高めること
ができないという問題もあった。
Further, in order to increase the luminous efficiency in the organic EL device, the fluorescent energy in the host material and the excitation energy in the dopant become substantially the same so that the energy can be efficiently transferred from the host material to the dopant. It is preferable to combine a host material and a dopant, but since the types of host materials are currently limited, it is difficult to use an effective dopant in combination with such a host material. There is also a problem that the luminous efficiency of the device cannot be sufficiently increased.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、有機EL
素子における上記のような様々な問題を解決することを
課題とするものであり、従来の有機EL素子に比べて低
い駆動電圧で効率のよい発光が行なえると共に、長期に
わたって安定した発光が行なえる有機エレクトロルミネ
ッセンス素子を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an organic EL device.
It is an object of the present invention to solve the above-described various problems in a device, and it is possible to perform efficient light emission at a lower driving voltage as compared with a conventional organic EL device and to perform stable light emission for a long period of time. It is an object of the present invention to provide an organic electroluminescence device.

【0011】[0011]

【課題を解決しようとする手段】この発明においては、
上記のような課題を解決するため、ホール注入電極と電
子注入電極との間に、少なくとも有機材料を用いた発光
層が設けられてなる有機エレクトロルミネッセンス素子
において、上記発光層におけるホスト材料に対して、少
なくともこのホスト材料の蛍光ピーク波長より蛍光ピー
ク波長が短い第1ドーパントと、ホスト材料の蛍光ピー
ク波長より蛍光ピーク波長が長い第2ドーパントとを含
有させ、ホスト材料と第1ドーパントの発光を伴わず
に、第2ドーパンとを発光させるようにしたものであ
る。
According to the present invention,
In order to solve the above problems, in an organic electroluminescent element in which a light emitting layer using at least an organic material is provided between a hole injection electrode and an electron injection electrode, a host material in the light emitting layer And at least a first dopant having a shorter fluorescent peak wavelength than the fluorescent peak wavelength of the host material and a second dopant having a longer fluorescent peak wavelength than the fluorescent peak wavelength of the host material. Instead, the second dopan emits light.

【0012】この発明における有機EL素子のように、
発光層におけるホスト材料に対して、このホスト材料よ
り蛍光ピーク波長が短い第1ドーパントと、蛍光ピーク
波長が長い第2ドーパントとを含有させると、蛍光ピー
ク波長が短い第1ドーパントにおいては発光が行なわれ
ずに、蛍光ピーク波長が長い第2ドーパントにおいて効
率の良い発光が行なわれるようになる。
As in the organic EL device of the present invention,
When a first dopant having a shorter fluorescent peak wavelength and a second dopant having a longer fluorescent peak wavelength are contained in the host material in the light emitting layer, light emission is performed in the first dopant having a shorter fluorescent peak wavelength. Instead, efficient light emission is performed in the second dopant having a long fluorescence peak wavelength.

【0013】ここで、上記のように第2ドーパントにお
いて効率の良い発光が行なわれる理由は明確ではない
が、本発明者等の実験的考察によると、ホール注入電極
から注入されたホールと電子注入電極から注入された電
子が発光層中において再結合した際における励起エネル
ギーがホスト材料から上記第1ドーパントに伝わり、さ
らにこの第1ドーパントから蛍光ピーク波長の長い第2
ドーパントに伝わって、第2ドーパントが効率良く励起
されるようになり、また蛍光ピーク波長が短くて励起エ
ネルギーが第2ドーパントより高い第1ドーパントが第
2ドーパントの周囲に存在することにより、第2ドーパ
ントの励起エネルギーが非発光過程で失活するのが少な
くなったためであると考えられる。
Here, the reason why efficient light emission is performed by the second dopant as described above is not clear. However, according to experimental considerations of the present inventors, it is found that holes injected from the hole injection electrode and electrons injected from the hole injection electrode. Excitation energy when electrons injected from the electrode are recombined in the light-emitting layer is transmitted from the host material to the first dopant, and the second dopant having a longer fluorescence peak wavelength is transmitted from the first dopant.
The second dopant is efficiently excited by being transmitted to the dopant, and the first dopant having a shorter fluorescence peak wavelength and having a higher excitation energy than the second dopant is present around the second dopant. This is probably because the excitation energy of the dopant was less deactivated during the non-emission process.

【0014】そして、上記のように第2ドーパントが効
率良く発光するため、低い駆動電圧で高輝度の発光が得
られると共に、長期にわたって安定した発光が得られる
ようになり、また従来のように、ホスト材料の蛍光エネ
ルギーとドーパントの励起エネルギーとが略同一になる
ようにホスト材料とドーパントとを選択する必要もな
く、ホスト材料やドーパントの選択幅が広がる。
Since the second dopant emits light efficiently as described above, high-luminance light emission can be obtained at a low driving voltage, and stable light emission can be obtained for a long period of time. There is no need to select the host material and the dopant so that the fluorescence energy of the host material and the excitation energy of the dopant are substantially the same, and the range of selection of the host material and the dopant is widened.

【0015】また、第2ドーパントにおける発光効率を
さらに高めるためには、この第2ドーパントだけではな
く、上記の第1ドーパントにも蛍光量子収率の高い材料
を選択して使用することが好ましい。
In order to further enhance the luminous efficiency of the second dopant, it is preferable to select and use a material having a high fluorescence quantum yield not only for the second dopant but also for the first dopant.

【0016】また、この発明における有機EL素子にお
いては、上記のホール注入電極として、金やITO(イ
ンジウム−スズ酸化物)等の仕事関数の大きな材料を用
いるようにする一方、電子注入電極としては、マグネシ
ウム等の仕事関数の小さな電極材料を用いることが好ま
しく、この有機EL素子において生じたEL光を取り出
すために、少なくとも一方の電極を透明にする必要があ
り、一般にはホール注入電極に透明で仕事関数の大きい
ITOを用いるようにする。
In the organic EL device according to the present invention, a material having a large work function such as gold or ITO (indium-tin oxide) is used as the hole injection electrode, while the electron injection electrode is not used. It is preferable to use an electrode material having a small work function, such as magnesium or the like. In order to extract EL light generated in this organic EL element, at least one of the electrodes needs to be transparent. Use ITO having a large work function.

【0017】また、この発明における有機EL素子の素
子構造は、前記のDH構造,SH−A構造,SH−B構
造の何れの構造のものであってもよい。
Further, the element structure of the organic EL element in the present invention may be any of the above-mentioned DH structure, SH-A structure and SH-B structure.

【0018】[0018]

【実施例】以下、この発明の実施例に係る有機EL素子
を添付図面に基づいて具体的に説明すると共に、比較例
を挙げ、この実施例における有機EL素子が低電圧で効
率よく発光することを明らかにする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an organic EL device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and a comparative example will be described. The organic EL device in this embodiment efficiently emits light at a low voltage. To reveal.

【0019】(実施例1)この実施例1における有機E
L素子は、図1に示すように、ガラス基板1上にITO
で構成されて膜厚が1000Åになった透明なホール注
入電極2と、下記の化1に示すトリフェニルアミン誘導
体(m−MTDATA)で構成されて膜厚が400Åに
なったホール輸送層3と、下記の化2に示すポリビニル
カルバゾールからなるホスト材料に対して、蛍光ピーク
波長が長い第2ドーパントとして下記の化3に示すルブ
レンが5重量%,蛍光ピーク波長が短い第1ドーパント
として下記の化4に示すジアミン誘導体(TPD)が5
重量%ドープされて膜厚が400Åになった発光層4
と、下記の化5に示す10−ベンゾ[h]キノリノール
−ベリリウム錯体(BeBq2 )で構成されて膜厚が4
00Åになった電子輸送層5と、マグネシウム・インジ
ウム合金で構成されて膜厚が2000Åになった電子注
入電極6とが順々に積層されたDH構造になっている。
(Example 1) Organic E in Example 1
As shown in FIG. 1, the L element is made of ITO on a glass substrate 1.
A hole injecting electrode 2 having a thickness of 1000 ° and a hole transport layer 3 having a thickness of 400 ° which is composed of a triphenylamine derivative (m-MTDATA) shown in Chemical Formula 1 below. With respect to a host material comprising polyvinyl carbazole represented by the following chemical formula 2, rubrene represented by the following chemical formula 3 is 5% by weight as a second dopant having a long fluorescent peak wavelength, and the following chemical formula is used as a first dopant having a short fluorescent peak wavelength. The diamine derivative (TPD) shown in 4 is 5
Light-emitting layer 4 doped to 400% in thickness by doping by weight%
And a 10-benzo [h] quinolinol-beryllium complex (BeBq 2 ) shown in Chemical Formula 5 below and having a film thickness of 4
It has a DH structure in which an electron transport layer 5 having a thickness of 00 ° and an electron injection electrode 6 made of a magnesium-indium alloy and having a thickness of 2000 ° are sequentially laminated.

【0020】[0020]

【化1】 Embedded image

【0021】[0021]

【化2】 Embedded image

【0022】[0022]

【化3】 Embedded image

【0023】[0023]

【化4】 Embedded image

【0024】[0024]

【化5】 Embedded image

【0025】そして、上記実施例1の有機EL素子を製
造するにあたっては、まず、ITOでホール注入電極2
を形成されたガラス基板1を中性洗剤により洗浄した
後、これをアセトン中で20分間,エタノール中で20
分間それぞれ超音波洗浄を行なった。そして、このガラ
ス基板1を煮沸したエタノール中に約1分間入れ、これ
を取り出した後、すぐに送風乾燥を行なった。その後、
上記のホール注入電極2上に前記の化1に示したm−M
TDATAを真空蒸着させてホール輸送層3を形成し、
さらに前記の化2に示したポリビニルカルバゾールに対
し、化3に示したルブレンと化4に示したTPDとがそ
れぞれ5重量%ドープされるようにして、ポリビニルカ
ルバゾールとルブレンとTPDとを上記のホール輸送層
3上に共蒸着させて発光層4を形成し、その後、この発
光層4上に前記の化5に示したBeBq2 を真空蒸着さ
せて電子輸送層5を形成した。なお、これらの蒸着は何
れも抵抗加熱蒸着法により、真空度1×10-5Tor
r,基板温度20℃,蒸着速度2Å/secの条件で行
なった。そして、上記の電子輸送層5上にマグネシウム
・インジウム合金からなる電子注入電極6を成膜した。
In manufacturing the organic EL device of the first embodiment, first, the hole injection electrode 2 was made of ITO.
Is washed with a neutral detergent and then washed in acetone for 20 minutes and in ethanol for 20 minutes.
Ultrasonic cleaning was performed for each minute. Then, the glass substrate 1 was placed in boiling ethanol for about 1 minute, taken out, and immediately blow-dried. afterwards,
On the hole injection electrode 2 described above, the m-M
A hole transport layer 3 is formed by vacuum-depositing TDATA,
Furthermore, the polyvinyl carbazole shown in Chemical formula 2 is doped with 5% by weight of rubrene shown in Chemical formula 3 and the TPD shown in Chemical formula 4, respectively, so that polyvinyl carbazole, rubrene and TPD are added to the above-mentioned hole. The light-emitting layer 4 was formed by co-evaporation on the transport layer 3, and then BeBq 2 shown in Chemical Formula 5 was vacuum-deposited on the light-emitting layer 4 to form the electron transport layer 5. Each of these vapor depositions was performed by a resistance heating vapor deposition method, and the degree of vacuum was 1 × 10 −5 Torr.
r, the substrate temperature was 20 ° C., and the deposition rate was 2 ° / sec. Then, an electron injection electrode 6 made of a magnesium-indium alloy was formed on the electron transport layer 5.

【0026】ここで、上記の発光層4におけるホスト材
料に用いた上記のポリビニルカルバゾールと、第1ドー
パントに用いた上記のTPDと、第2ドーパントに用い
た上記のルブレンの各蛍光ピーク波長及びバンドギャッ
プは下記の表1に示す通りであり、蛍光ピーク波長は第
1ドーパントに用いたジアミン誘導体,ホスト材料に用
いたポリビニルカルバゾール,第2ドーパントに用いた
ルブレンの順に長くなっていた。
Here, the respective fluorescence peak wavelengths and bands of the above-mentioned polyvinyl carbazole used as the host material, the above-mentioned TPD used as the first dopant, and the above-mentioned rubrene used as the second dopant in the above-mentioned light emitting layer 4 are shown. The gap was as shown in Table 1 below, and the fluorescence peak wavelength was longer in the order of the diamine derivative used as the first dopant, polyvinylcarbazole used as the host material, and rubrene used as the second dopant.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】(比較例1)この比較例1における有機E
L素子も、上記実施例1の有機EL素子と同様のDH構
造になっており、この比較例1においては、発光層4に
おけるホスト材料に前記の化2に示したポリビニルカル
バゾールを用い、このホスト材料に対して、ドーパント
として前記の化3に示したルブレンだけを5重量%ドー
プさせるようにし、それ以外については、上記実施例1
の場合と同様にして有機EL素子を得た。
(Comparative Example 1) Organic E in Comparative Example 1
The L element also has a DH structure similar to that of the organic EL element of Example 1 described above. In Comparative Example 1, polyvinyl carbazole shown in Chemical formula 2 was used as the host material in the light emitting layer 4, and this host The material was doped with only 5% by weight of rubrene shown in Chemical Formula 3 as a dopant.
An organic EL device was obtained in the same manner as in the above case.

【0029】(実施例2)この実施例2における有機E
L素子は、図2に示すように、ガラス基板1上にITO
で構成された膜厚が1000Åの透明なホール注入電極
2と、前記の化4に示したジアミン誘導体で構成された
膜厚が400Åのホール輸送層3と、下記の化6に示す
亜鉛−アゾメチン錯体からなるホスト材料に対して、蛍
光ピーク波長が長い第2ドーパントとして下記の化7に
示すユーロピウム錯体[Eu(TTA)3 phen]が
5重量%,蛍光ピーク波長が短い第1ドーパントとして
下記の化8に示すオキサジアゾール誘導体(OXD−
7)が5重量%ドープされて膜厚が600Åになった発
光層4と、マグネシウム・インジウム合金で構成されて
膜厚が2000Åになった電子注入電極6とが順々に積
層されたSH−A構造になっている。
(Example 2) Organic E in Example 2
As shown in FIG. 2, an L element is formed on a glass substrate 1 by ITO.
A transparent hole injecting electrode 2 having a thickness of 1000 °, a hole transport layer 3 having a thickness of 400 ° made of a diamine derivative represented by Chemical Formula 4, and zinc-azomethine represented by Chemical Formula 6 below. With respect to the host material composed of the complex, 5 wt% of a europium complex [Eu (TTA) 3 phen] shown in the following chemical formula 7 as a second dopant having a long fluorescent peak wavelength and the following as a first dopant having a short fluorescent peak wavelength are shown below. The oxadiazole derivative (OXD-
7) A light emitting layer 4 doped with 5% by weight to a thickness of 600 ° and an electron injection electrode 6 made of a magnesium-indium alloy and having a thickness of 2000 ° are sequentially laminated. It has an A structure.

【0030】[0030]

【化6】 Embedded image

【0031】[0031]

【化7】 Embedded image

【0032】[0032]

【化8】 Embedded image

【0033】ここで、上記の発光層4におけるホスト材
料に用いた上記の亜鉛−アゾメチン錯体と、第1ドーパ
ントに用いた上記のOXD−7と、第2ドーパントに用
いた上記のユーロピウム錯体の各蛍光ピーク波長及びバ
ンドギャップは下記の表2に示す通りであり、蛍光ピー
ク波長は第1ドーパントに用いたOXD−7,ホスト材
料に用いた亜鉛−アゾメチン錯体,第2ドーパントに用
いたユーロピウム錯体の順に長くなっていた。
Here, each of the zinc-azomethine complex used as the host material in the light emitting layer 4, the OXD-7 used as the first dopant, and the europium complex used as the second dopant was used. The fluorescence peak wavelength and band gap are as shown in Table 2 below, and the fluorescence peak wavelengths of OXD-7 used as the first dopant, zinc-azomethine complex used as the host material, and europium complex used as the second dopant were used. It was getting longer in order.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】(比較例2)この比較例2における有機E
L素子も、上記実施例2の有機EL素子と同様のSH−
A構造になっており、この比較例2においては、発光層
4におけるホスト材料に前記の化6に示した亜鉛−アゾ
メチン錯体を用い、このホスト材料に対して、ドーパン
トとして前記の化7に示したユーロピウム錯体だけを5
重量%ドープさせるようにし、それ以外については、上
記実施例2の場合と同様にして有機EL素子を得た。
Comparative Example 2 Organic E in Comparative Example 2
The L element also has the same SH-type as the organic EL element of Example 2 above.
In Comparative Example 2, the zinc-azomethine complex shown in Chemical Formula 6 was used as the host material in the light-emitting layer 4 and the dopant was used in this Comparative Example 2 as a dopant. 5 europium complex alone
An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 2 except for doping by weight%.

【0036】(実施例3)この実施例3における有機E
L素子も、上記実施例2の有機EL素子と同様のSH−
A構造になっており、この実施例3においては、発光層
4におけるホスト材料に下記の化9に示したトリス(8
−キノリノール)アルミニウム錯体(Alq3 )を用
い、このホスト材料に対して、蛍光ピーク波長が長い第
2ドーパントとして下記の化10に示すクマリン誘導体
を5重量%、蛍光ピーク波長が短い第1ドーパントとし
て下記の化11に示すアントラセンを5重量%ドープさ
せるようにし、それ以外については、上記実施例2の場
合と同様にして有機EL素子を作製した。
(Example 3) Organic E in Example 3
The L element also has the same SH-type as the organic EL element of Example 2 above.
In Example 3, the host material in the light-emitting layer 4 was Tris (8
-Quinolinol) aluminum complex (Alq 3 ), with respect to this host material, 5% by weight of a coumarin derivative represented by the following formula 10 as a second dopant having a long fluorescence peak wavelength and a first dopant having a short fluorescence peak wavelength as a second dopant. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 2 except that the anthracene shown in Chemical Formula 11 below was doped at 5% by weight.

【0037】[0037]

【化9】 Embedded image

【0038】[0038]

【化10】 Embedded image

【0039】[0039]

【化11】 Embedded image

【0040】ここで、上記の発光層4におけるホスト材
料に用いた上記のAlq3 と、第1ドーパントに用いた
上記のアントラセンと、第2ドーパントに用いた上記の
クマリン誘導体の各蛍光ピーク波長及びバンドギャップ
は下記の表2に示す通りであり、蛍光ピーク波長は第1
ドーパントに用いたアントラセン,ホスト材料に用いた
Alq3 ,第2ドーパントに用いたクマリン誘導体の順
に長くなっていた。
Here, the respective fluorescence peak wavelengths of the above-mentioned Alq 3 used as the host material, the above-mentioned anthracene used as the first dopant, and the above-mentioned coumarin derivative used as the second dopant in the above-mentioned light-emitting layer 4 were obtained. The band gap is as shown in Table 2 below, and the fluorescence peak wavelength was 1st.
The anthracene used for the dopant, the Alq 3 used for the host material, and the coumarin derivative used for the second dopant increased in this order.

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】(比較例3)この比較例3における有機E
L素子も、上記実施例3の有機EL素子と同様のSH−
A構造になっており、この比較例3においては、発光層
4におけるホスト材料に上記の化9に示したAlq3
用い、このホスト材料に対して、ドーパントとして上記
の化10に示したクマリン誘導体だけを5重量%ドープ
させるようにし、それ以外については、上記実施例3の
場合と同様にして有機EL素子を得た。
Comparative Example 3 Organic E in Comparative Example 3
The L element also has the same SH-type as the organic EL element of Example 3 above.
In Comparative Example 3, Alq 3 shown in Chemical Formula 9 above was used as the host material in the light emitting layer 4, and the coumarin shown in Chemical Formula 10 above was used as a dopant for this host material. An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 3 except that only 5% by weight of the derivative was doped.

【0043】次に、上記実施例1〜3及び比較例1〜3
の有機EL素子を使用し、それぞれホール注入電極2に
+、電子注入電極6に−の電圧を印加し、各有機EL素
子における最高輝度と、1cm2 あたりに10mAの電
流を流した場合における輝度(輝度−電流効率)と、各
有機EL素子において1cd/m2 の輝度を得るのに必
要な電圧(発光開始電圧)を調べ、その結果を下記の表
4に示した。なお、上記のようにして実施例1〜3の各
有機EL素子を発光させた場合、実施例1における有機
EL素子においては発光ピーク波長が560nmになっ
たルブレンによる黄色の発光が、実施例2における有機
EL素子においては発光ピーク波長が614nmになっ
たユーロピウム錯体による赤色の発光が、実施例3にお
ける有機EL素子においては発光ピーク波長が532n
mになったクマリン誘導体による緑色の発光が得られ
た。
Next, the above Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3
Of the organic EL element, a voltage of + was applied to the hole injection electrode 2 and a voltage of − was applied to the electron injection electrode 6, respectively. The maximum luminance in each organic EL element and the luminance when a current of 10 mA was flowed per 1 cm 2 were obtained. (Luminance-current efficiency) and the voltage (light emission starting voltage) required to obtain a luminance of 1 cd / m 2 in each organic EL element were examined. The results are shown in Table 4 below. When the organic EL elements of Examples 1 to 3 were caused to emit light as described above, the organic EL element of Example 1 emitted yellow light by rubrene having an emission peak wavelength of 560 nm in Example 2. In the organic EL device of Example 3, red emission was caused by the europium complex having an emission peak wavelength of 614 nm, and in the organic EL device of Example 3, the emission peak wavelength was 532 n.
Green luminescence was obtained by the coumarin derivative which became m.

【0044】[0044]

【表4】 [Table 4]

【0045】この結果から明らかなように、発光層にお
けるホスト材料に対して、上記のように2種類のドーパ
ントをドープさせた各実施例のものと、1種類のドーパ
ントをドープさせただけの各比較例のものとを比較した
場合、対応する実施例1と比較例1、実施例2と比較例
2、実施例3と比較例3の各有機EL素子においては、
何れも実施例の有機EL素子の方が最高輝度が高く、ま
た輝度−電流効率を示す10mA/cm2 時の輝度も高
くなっており、さらに発光開始電圧も低くなっており、
高輝度で効率の良い発光が行なえると共に、低い駆動電
圧で発光できるようになっていた。
As is apparent from the results, the host material in the light emitting layer was doped with two kinds of dopants as described above, and the host material in the light emitting layer was doped only with one kind of dopant. When compared with those of the comparative example, in the corresponding organic EL devices of Example 1 and Comparative Example 1, Example 2 and Comparative Example 2, and Example 3 and Comparative Example 3,
In each case, the organic EL element of the example has a higher maximum luminance, a higher luminance at 10 mA / cm 2 indicating luminance-current efficiency, a lower light emission starting voltage,
High-luminance and efficient light emission can be performed, and light emission can be performed at a low driving voltage.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上詳述したように、この発明に係る有
機EL素子においては、有機材料を用いた発光層におけ
るホスト材料に、少なくともこのホスト材料より蛍光ピ
ーク波長が短い第1ドーパントと、蛍光ピーク波長が長
い第2ドーパントとを含有させるようにしたため、ホス
ト材料と第1ドーパントの発光を伴わずに、第2ドーパ
ントにおいて効率の良い発光が行なわれるようになり、
低い駆動電圧で発光させることができ、また高輝度で効
率のよい発光が得られると共に、長期にわたって安定し
た発光が行なえるようになった。
As described above in detail, in the organic EL device according to the present invention, the host material in the light emitting layer using the organic material includes at least the first dopant having a shorter fluorescence peak wavelength than the host material, Since the second dopant having a long peak wavelength is contained, efficient light emission is performed in the second dopant without light emission of the host material and the first dopant,
Light emission can be performed at a low driving voltage, efficient light emission with high luminance can be obtained, and stable light emission can be performed for a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例1及び比較例1におけるDH
構造になった有機EL素子の状態を示した概略図であ
る。
FIG. 1 shows DH in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention.
It is the schematic which showed the state of the organic EL element which became the structure.

【図2】この発明の実施例2,3及び比較例2,3にお
けるSH−A構造になった有機EL素子の状態を示した
概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a state of an organic EL element having an SH-A structure in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 2 and 3 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラス基板 2 ホール注入電極 3 ホール輸送層 4 発光層 5 電子輸送層 6 電子注入電極 REFERENCE SIGNS LIST 1 glass substrate 2 hole injection electrode 3 hole transport layer 4 light emitting layer 5 electron transport layer 6 electron injection electrode

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−63770(JP,A) 城戸淳二,“有機EL素子における発 光機構と材料設計”,電機化学および工 業物理化学,社団法人電気化学協会,平 成7年10月5日,第63巻,第10号,p. 901−905 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05B 33/00 - 33/28 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-9-63770 (JP, A) Junji Kido, "Light Emission Mechanism and Material Design in Organic EL Devices", Denki Kagaku and Industrial Physical Chemistry, The Electrochemical Society of Japan, October 5, 1995, Vol. 63, No. 10, p. 901-905 (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H05B 33/00-33/28 JICST file (JOIS )

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ホール注入電極と電子注入電極との間
に、少なくとも有機材料を用いた発光層が設けられてな
る有機エレクトロルミネッセンス素子において、上記発
光層におけるホスト材料に対して、少なくともこのホス
ト材料の蛍光ピーク波長より蛍光ピーク波長が短い第1
ドーパントと、ホスト材料の蛍光ピーク波長より蛍光ピ
ーク波長が長い第2ドーパントとを含有させ、ホスト材
料と第1ドーパントの発光を伴わずに、第2ドーパント
を発光させることを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
1. An organic electroluminescent device comprising at least a light emitting layer using an organic material provided between a hole injection electrode and an electron injection electrode, wherein at least the host material is used with respect to the host material in the light emitting layer. No. 1 whose fluorescence peak wavelength is shorter than the fluorescence peak wavelength of
A host material containing a dopant and a second dopant having a longer fluorescence peak wavelength than the fluorescence peak wavelength of the host material;
Without the light emission of the first dopant and the second dopant
An organic electroluminescence device characterized by emitting light .
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