JP4153694B2 - Organic EL device and display device - Google Patents
Organic EL device and display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4153694B2 JP4153694B2 JP2001398390A JP2001398390A JP4153694B2 JP 4153694 B2 JP4153694 B2 JP 4153694B2 JP 2001398390 A JP2001398390 A JP 2001398390A JP 2001398390 A JP2001398390 A JP 2001398390A JP 4153694 B2 JP4153694 B2 JP 4153694B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic
- molecule
- polymer
- emitting layer
- electron conjugated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- HXWWMGJBPGRWRS-CMDGGOBGSA-N CC(C)(C)C(OC(/C=C/c1cc(C(C)(C)CC2)c3N2CCC(C)(C)c3c1)=C1)=CC1=C(C#N)C#N Chemical compound CC(C)(C)C(OC(/C=C/c1cc(C(C)(C)CC2)c3N2CCC(C)(C)c3c1)=C1)=CC1=C(C#N)C#N HXWWMGJBPGRWRS-CMDGGOBGSA-N 0.000 description 1
Images
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）および表示装置に関し、特にホスト分子の励起三重項状態を利用する有機ＥＬ素子およびそれを用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、自発光、薄型軽量、低消費電力、フルカラー化可能といった特徴を有する。このため、有機ＥＬ素子は液晶ディスプレイを凌駕する可能性を有する次世代のディスプレイの候補と見なされている。しかしながら、有機ＥＬ素子は発光効率が十分ではなく、特に赤色発光や青色発光の有機ＥＬ素子は発光効率の改善が求められている。
【０００３】
高輝度、長寿命の有機ＥＬ素子を実現するために、ホスト分子の励起三重項状態を利用する方法が知られている。電極から注入された電子と正孔は発光層の中で再結合してホスト分子を電子励起する。その際、励起一重項状態が生成する確率と、励起三重項状態が生成する確率は約１：３の割合である。励起一重項状態は発光性色素分子を発光させるのに寄与するが、一般に励起三重項状態は発光性分子の発光には寄与しない。しかしながら、希土類金属錯体や直鎖状のπ電子共役分子のように、エネルギー準位が高度に縮退している発光性色素分子を使用した場合には、励起一重項状態のホスト分子から色素分子へのエネルギー移動だけでなく、励起三重項状態のホスト分子から色素分子へのエネルギー移動を利用して、色素分子を発光させることができる。このような観点から、希土類金属錯体をホスト分子中にドーピングし、励起三重項状態のホスト分子のエネルギーを希土類金属錯体に移動させて、希土類金属イオンを発光させることが提案されている（特開平８−３１９４８２号公報）。
【０００４】
しかしながら、従来知られているホスト分子は、励起三重項状態のエネルギー準位が励起一重項状態のエネルギー準位と比べると著しく低い。このため、励起三重項状態のホスト分子からのエネルギー移動が容易になるように発光性色素分子の材料を選択すると、励起一重項状態にあるホスト分子のエネルギーの利用効率が低下する。この結果、従来の有機ＥＬ素子は発光効率をそれほど向上することができなかった。
【０００５】
上述したように、従来の有機ＥＬ素子では、ホスト分子の励起一重項状態のエネルギーと励起三重項状態のエネルギーとの両方を効率よく利用して発光性色素分子を効率よく発光させることができなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、励起一重項状態および励起三重項状態にあるホスト分子の両方のエネルギーを効率よく利用し、高効率、長寿命の有機ＥＬ素子およびこれを用いた表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子は、アノードと、カソードと、炭素−フッ素結合を有するπ電子共役ポリマーからなるホスト分子と励起一重項状態および励起三重項状態の前記ホスト分子のエネルギーが移動可能な、燐光を発光する発光性色素分子とを含有し、前記アノードと前記カソードとの間に配置されたポリマー発光層とを有する。
【０００８】
本発明の他の態様に係る有機ＥＬ素子は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に配置された、炭素−フッ素結合を有するπ電子共役ポリマーからなるホスト分子と、遷移金属錯体および直鎖状のπ電子共役分子からなる群より選択される少なくとも１種の、燐光を発光する発光性色素分子とを含有するポリマー発光層とを有する。
【０００９】
本発明の一態様に係る表示装置は、二次元的に配列された画素を有し、前記画素は発光色の異なる複数種の有機ＥＬ素子を含み、各有機ＥＬ素子は、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間に配置されたポリマー発光層とを有し、少なくとも１種の有機ＥＬ素子のポリマー発光層は、炭素−フッ素結合を有するπ電子共役ポリマーからなるホスト分子と、遷移金属錯体および直鎖状のπ電子共役分子からなる群より選択される少なくとも１種の、燐光を発光する発光性色素分子とを含有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す。図１に示す有機ＥＬ素子７は基板１表面に形成されている。この有機ＥＬ素子７は、基板１上に、アノード２、正孔輸送層３、ホスト分子中に発光性色素分子をドーピングしたポリマー発光層４、電子輸送層またはバッファ層５およびカソード６を順次積層した構造を有する。
【００１１】
図２を参照して、発光性色素分子の発光メカニズムを模式的に示す。アノード２から供給された正孔は正孔輸送層３を通してポリマー発光層４へ、カソード６から供給された電子は電子輸送層またはバッファ層５を通してポリマー発光層４へ達する。その結果、ポリマー発光層４中で正孔と電子が再結合してポリマー発光層４中のホスト分子が励起される。励起されたホスト分子は一重項状態と三重項状態との２つのエネルギー状態を持つ。
【００１２】
図２においては、ホスト分子について、基底状態のエネルギー準位をＳ０、励起一重項状態のエネルギー準位をＳ１、励起三重項状態のエネルギー準位をＴ１と表示している。発光性色素分子としては、エネルギー準位が縮退しており、励起状態において狭い領域に複数のエネルギー準位Ｅ１を持ち、基底状態においても狭い領域に複数のエネルギー準位Ｅ０を持つものが用いられる。このような発光性色素分子は、様々なエネルギー準位にある他の分子からエネルギーを効率よく受けることができる。
【００１３】
前述したように、従来知られているホスト分子は、励起三重項状態のエネルギー準位が励起一重項状態のエネルギー準位と比べると著しく低いため、励起一重項状態のエネルギーと励起三重項状態のエネルギーとの両方を効率よく利用することができなかった。これに対して、図２に示されるように、励起一重項状態のエネルギー準位Ｓ１と励起三重項状態のエネルギー準位Ｔ１の差Δが小さいホスト分子を用いれば、ホスト分子から発光性色素分子へのエネルギー移動が全体として効率的に起こることが予想される。
【００１４】
本実施形態において用いられるホスト分子は、炭素−フッ素結合を有するπ電子共役ポリマーである。本発明者は、π電子共役ポリマーを構成する炭素原子に結合した水素の一部をフッ素原子で置換すると、そのポリマーの励起一重項状態のエネルギーと励起三重項状態のエネルギーとの差Δを小さくできることを見出した。すなわち、パイ電子共役系を形成しているポリマーに炭素−フッ素結合を導入すると、励起一重項状態のエネルギーが励起三重項状態のエネルギーよりも相対的に安定化するため、Δは小さくなる。フッ素原子が置換される炭素原子が、π電子共役系の炭素原子またはπ電子共役系の炭素原子に隣接する炭素原子であると、Δがより小さくなる。π電子共役系の炭素原子とは、共役二重結合を有するか、または芳香族炭素原子である。フェニレン骨格またはフルオレン骨格を有するパイ電子共役ポリマーでは、Δがより小さくなる。したがって、このようなホスト分子とエネルギー準位が高度に縮退した発光性色素分子とを組み合わせることにより、ホスト分子から発光性色素分子へのエネルギー移動の効率が向上する。
【００１５】
また、炭素−フッ素結合の赤外吸収は約１０００ｃｍ-1にあり、炭素−水素結合の約３０００ｃｍ-1と比べると小さく、大きな電子励起エネルギーと共鳴しにくく、無輻射熱失活（励起状態から熱振動としてエネルギーを放出して基底状態に戻ること）が起こりにくくなる。このため、励起状態にあるホスト分子は発光性色素分子に効率よくエネルギーを移動させ、発光性色素分子が基底状態に戻るときに蛍光や燐光の発光効率が向上する。
【００１６】
また、一般的にパイ電子共役ポリマーは正孔注入性には優れるが、電子注入性には劣る。一方、炭素−フッ素結合を有するパイ電子共役ポリマーは、最低空軌道 lowest unoccupied molecular orbital （ＬＵＭＯ）が低下して、両キャリアー注入性または電子注入性になるため、正孔と電子との再結合も起こりやすくなる。
【００１７】
これらの作用により、本実施形態の有機ＥＬ素子は発光効率が向上し、そのため駆動電圧を低くでき、長寿命化も可能となる。
【００１８】
以下、本実施形態の有機ＥＬ素子に用いられる材料について、より詳細に説明する。
【００１９】
本実施形態において用いられる発光性色素分子は、前述したようにエネルギー準位が高度に縮退しており、励起一重項状態および励起三重項状態にあるホスト分子からのエネルギー移動が効率的に行われる材料からなる。このような発光性色素分子は、遷移金属錯体および直鎖状のπ電子共役分子からなる群より選択される。
【００２０】
例えば、発光中心がイリジウムイオンなどのようにｄ電子を持つ遷移金属である錯体は、ｄ電子の軌道が縮退している。また、直鎖状のπ電子共役分子は、パイ電子の軌道が縮退しており、かつ分子構造が直線状でありスピンとスピンとの間の距離が長いため相互作用を弱くすることができる。なお、π電子共役分子はオリゴマーでもポリマーでもよい。遷移金属錯体としては、例えば発光中心がユーロピウムイオンのようなｆ電子を有する希土類金属である錯体がさらに好ましい。
【００２１】
具体的な発光性色素分子としては、例えば下記化学式（Ｄ１）〜（Ｄ８）で表される化合物が挙げられる。
【００２２】
【化１】
【化２】
発光性色素分子は、実質的に有機ＥＬ素子の発光色を決定する。例えば遷移金属錯体を使用するときには、遷移金属イオンやリガンドを選択することにより発光波長を調整することができる。直鎖状のπ電子共役分子を使用するときには、その骨格などを選択することにより発光波長を調整することができる。
【００２５】
本実施形態において用いられるホスト分子は、炭素−フッ素結合を有するπ電子共役ポリマーである。π電子共役ポリマーは二重結合と一重結合が交互に配列した主鎖を有する。二重結合部分は、芳香環、ヘテロ芳香環でもよい。前述したように、ホスト分子は、π電子共役系の炭素原子またはπ電子共役系の炭素原子に隣接する炭素原子にフッ素原子が結合したπ電子共役ポリマーであることが好ましい。また、ホスト分子は、フェニレン骨格またはフルオレン骨格を有するπ電子共役ポリマーであることが好ましい。フェニレン骨格やフルオレン骨格は安定性に優れているうえに、バンドギャップを広くすることが可能であり、ホスト分子として好ましい。フルオレン骨格中のベンゼン骨格を連結する炭素原子はフルオレン骨格に平面性を付与するとともに、π電子共役系の炭素原子と考えることができる。
【００２６】
具体的なホスト分子としては下記化学式（Ｈ１）〜（Ｈ１１）で表される化合物が挙げられる。ただし、前述した条件を満たしていれば、これらの化合物に限られるわけではない。
【００２７】
【化３】
なお、励起三重項状態のホスト分子から発光性色素分子へのエネルギー移動が生じるかどうかは、以下のように測定によって確認できる。例えば、ホスト分子単体の燐光スペクトルが発光性色素分子の吸収スペクトルと重なっていれば、エネルギー移動が起こることがわかる。また、電子スピン共鳴スペクトルや時間分解燐光スペクトルにより測定される励起三重項状態のホスト分子の寿命が、ホスト分子に発光性色素分子の添加したときの方が添加していないときよりも短くなった場合には、エネルギー移動が起こっていることが直接的にわかる。
【００２９】
本実施形態の有機ＥＬ素子のポリマー発光層は、上記のようなホスト分子と発光性色素分子とを含有する。ホスト分子中にドーピングされる発光性色素分子の量は、ホスト分子に対して０．０１ｗｔ％〜５ｗｔ％程度とすることが好ましい。発光性色素分子が５ｗｔ％を超えると、濃度消光やポリマー発光層の不均一化という問題が生じるおそれがある。発光性色素分子が０．０１ｗｔ％より少ないと、ポリマー発光層の輝度が低減する。
【００３０】
ポリマー発光層の厚さは、５ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることが望ましい。ポリマー発光層の厚さが２００ｎｍよりも厚いと、駆動電圧を高くしなければならず、また注入された電子または正孔が失活して再結合する確率が低下し、ポリマー発光層の発光効率が低下するおそれがある。ポリマー発光層の厚さが５ｎｍよりも薄いと、均一な成膜が困難となり、素子毎の発光特性にばらつきが生じるおそれがある。ただし、ポリマー発光層に含まれる材料が、電荷輸送能または電子輸送能も兼ね備える場合には、ポリマー発光層中での電子または正孔の失活が低減されるため、その厚さを比較的大きくすることができる。この場合、ポリマー発光層の厚さは３０ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることが好ましい。
【００３１】
本実施形態の有機ＥＬ素子においては、電子輸送層または正孔輸送層は必ずしも設ける必要はない。例えば、前述したようにポリマー発光層に含まれる材料が電子輸送能または正孔輸送能も兼ね備える場合には、電子輸送層または正孔輸送層を形成する必要はない。
【００３２】
電子輸送層はカソードから供給された電子を失活させることなくポリマー発光層に輸送する機能を有し、いわゆるｎ型半導体材料が用いられる。正孔輸送層はアノードから供給された正孔を失活させることなくポリマー発光層へ輸送する機能を有し、いわゆるｐ型半導体材料が用いられる。
【００３３】
正孔輸送層に使用される具体的な材料を下記化学式（Ａ１）〜（Ａ２１）に示す。電子輸送層に使用される具体的な材料を下記化学式（Ｂ１）〜（Ｂ１０）に示す。
【００３４】
【化４】
【化５】
【化６】
電子輸送層または正孔輸送層の厚さは、３０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることが望ましい。３０ｎｍに満たないと、前述した機能が十分に働かなくなるおそれがあり、２００ｎｍよりも厚いと電子輸送層中での電子の失活または正孔輸送層中での正孔の失活が多くなり、発光層の発光効率が低減するおそれがある。
【００３８】
また、図１には記載していないが、必要に応じ、アノードに隣接して正孔注入層を、カソードに隣接して電子注入層を形成してもよい。
【００３９】
正孔注入層は、アノード−正孔輸送層間またはアノード−ポリマー発光層間のバッファ層として機能する。正孔注入層に中間的なエネルギー準位を有する材料を使用することで、アノードからポリマー発光層への正孔注入を促進することが可能になる。また、正孔注入層は、カソードからポリマー発光層へ供給された正孔が、ポリマー発光層を通過してアノードに到達するのを防ぐことができる。そのため、正孔注入層を形成することによって、ポリマー発光層中での再結合確率が向上し、ポリマー発光層の発光効率が向上する。
【００４０】
電子注入層は、カソード−電子輸送層間またはカソード−ポリマー発光層間のバッファ層として機能する。電子注入層に中間的なエネルギー準位を有する材料を使用することで、カソードからポリマー発光層への電子注入を促進することが可能になる。また、電子注入層は、アノードからポリマー発光層へ供給された電子が、ポリマー発光層を通過してカソードに到達するのを防ぐことができる。そのため、電子注入層を形成することによって、ポリマー発光層中での再結合確率が向上し、ポリマー発光層の発光効率が向上する。
【００４１】
アノードおよびカソードは導電性材料で形成される。アノードおよびカソードのうち、発光面側に配置される電極には、例えばＩＴＯなどの透明導電性酸化物が使用される。基板の材料は特に限定されないが、基板側を発光面として使用する場合にはガラスなどの透明基板が使用される。
【００４２】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、基板上に上述した各層を図１と逆の順序で積層した構造を有していても構わない。有機ＥＬ素子表面を絶縁材料からなる封止膜で覆い、素子の強度、耐水性などを向上させてもよい。封止膜を素子の発光面に形成する場合には、封止膜にも透明性材料が使用される。
【００４３】
次に、本発明の一実施形態に係る表示装置について説明する。図３は、本実施形態の表示装置を示す概略断面図である。ガラスなどの絶縁透明基板３１表面に絶縁材料からなる隔壁３４が形成されている。隔壁３４で分離された各セルには、発光色の異なる３種の有機ＥＬ素子が形成されている。すなわち、基板３１表面にＩＴＯなどの透明導電酸化物で形成されたアノード３３、正孔輸送層３５、電子輸送能を持つポリマー発光層３６、３７または３８、反射性金属で形成されたカソード３９が順次形成された３つの有機ＥＬ素子が隔壁３４によって分離されて形成されている。ポリマー発光層３６は赤（Ｒ）の発光を示す発光性色素分子が、ポリマー発光層３７は緑（Ｇ）の発光を示す発光性色素分子が、ポリマー発光層３８は青（Ｂ）の発光を示す発光性色素分子をそれぞれ含んでいる。これらの有機ＥＬ素子は、それぞれトランジスタ３２に接続されている。さらに、これらの有機ＥＬ素子の最上層には封止膜４０が形成されている。
【００４４】
これらの３つの有機ＥＬ素子によって１画素が形成されている。トランジスタ３２によって、所望の有機ＥＬ素子のアノード−カソード間に電圧を印加することにより、ポリマー発光層３６、３７または３８から所望の色の光を発光させる。この発光は、透明基板１側から観測することができる。図３に示すような画素を２次元的に配列することにより、表示装置を作製することができる。
【００４５】
なお、本実施形態の表示装置では、１画素を形成する３つの有機ＥＬ素子の全てが、炭素−フッ素結合を有するπ電子共役ポリマーからなるホスト分子と遷移金属錯体および直鎖状のπ電子共役分子からなる群より選択される発光性色素分子とを含有するポリマー発光層を有している必要はない。例えば、従来の赤色発光や青色発光の有機ＥＬ素子は、緑色発光有機ＥＬ素子に比べて、輝度が低い。そこで、赤色発光および青色発光の有機ＥＬ素子のみに炭素−フッ素結合を有するπ電子共役ポリマーからなるホスト分子と遷移金属錯体および直鎖状のπ電子共役分子からなる群より選択される発光性色素分子とを含有するポリマー発光層を使用し、緑色発光有機ＥＬ素子には従来の有機ＥＬ素子を使用することもできる。
【００４６】
また、以上においては、ポリマー発光層中で電子および正孔を再結合させてホスト分子を励起させ方法を説明したが、必ずしもこの方法に限らない。例えばホスト分子に励起光を照射して励起させることによりポリマー発光層を発光させることも可能である。
【００４７】
【実施例】
実施例１
アノードとしてのＩＴＯ層が形成されたガラス基板に紫外線およびオゾン洗浄を施した後、アノード表面に前述した化学式（Ａ２１）に示す化合物からなる膜厚３０ｎｍの正孔輸送層をスピンコートにより形成した。
【００４８】
化学式（Ｄ４）に示すユーロピウム錯体からなる発光性色素分子を０．５ｗｔ％添加した化学式（Ｈ９）に示すπ電子共役ポリマーからなるホスト分子を準備し、これを正孔輸送層表面にスピンコートにより成膜し、膜厚１００ｎｍのポリマー発光層を形成した。
【００４９】
さらにポリマー発光層表面にカソードしてＢａ（バリウム）層を膜厚２００ｎｍで成膜して有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子を乾燥グローブボックス内で密封パッケージした。
【００５０】
この有機ＥＬ素子に１３Ｖのバイアス電圧を印加して２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で駆動させ、発光特性を調べた。その結果、赤色の発光を示し、輝度は６００ｃｄ／ｍ2であった。この有機ＥＬ素子を同じ条件で連続して駆動させて輝度半減寿命を測定したところ１１０００時間であった。また、ホスト分子の励起三重項状態の寿命を電子スピン共鳴スペクトルの測定から求めたところ５０μｓであった。
【００５１】
一方、発光性色素分子を非共存下でホスト分子の励起三重項状態の寿命を時間分解燐光スペクトルの測定から求めたところ１ｍｓであった。
【００５２】
すなわち、本実施例の有機ＥＬ素子においてはホスト分子の励起三重項状態の寿命が短くなっており、励起三重項状態のホスト分子のエネルギーが発光性色素分子に移動していることが確認できた。
【００５３】
比較例１
ホスト分子として、化学式（Ｈ９）に示す化合物の代わりに以下の化学式（Ｈ１２）に示す炭素−フッ素結合を持たないπ電子共役ポリマーを用いることを除いては、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、さらに乾燥グローブボックス内で密封パッケージした。
【００５４】
この有機ＥＬ素子に１５Ｖのバイアス電圧を印加して２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で駆動させ、発光特性を調べた。その結果、赤色の発光を示し、輝度は４５０ｃｄ／ｍ2であった。このように比較例１では、実施例１と比較して駆動電圧を高めたにもかかわらず輝度が低減していた。
【００５５】
実施例１および比較例１の結果から、ホスト分子の一部にフッ素原子を置換することで発光特性が向上することが分かる。
【００５６】
【化７】
比較例２
発光性色素分子として、化学式（Ｄ４）に示す化合物の代わりに、以下の化学式（Ｄ９）に示す化合物を用いることを除いては、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、さらに乾燥グローブボックス内で密封パッケージした。化学式（Ｄ９）に示す化合物は、励起三重項状態のホスト分子からのエネルギーは受けないが、励起一重項状態のホスト分子からのエネルギーを受けて赤色の発光を示す。
【００５８】
この有機ＥＬ素子に１６Ｖのバイアス電圧を印加して２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で駆動させ、発光特性を調べた。その結果、赤色発光を示し、輝度は３００ｃｄ／ｍ2であった。このように、比較例２では、実施例１と比較して駆動電圧を高めたにもかかわらず輝度が低減していた。
【００５９】
【化８】
実施例２
ホスト分子として化学式（Ｈ１０）に示す化合物を使用したことを除き、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、さらに乾燥グローブボックス内で密封パッケージした。
【００６１】
得られた有機ＥＬ素子の発光特性を実施例１と同様にして調べたところ、赤色の発光を示し、輝度は５５０ｃｄ／ｍ2であり、輝度半減寿命は１１０００時間であった。
【００６２】
また、実施例１と同様に、この有機ＥＬ素子におけるホスト分子の励起三重項状態の寿命と、発光性色素分子の非共存下でのホスト分子の励起三重項状態の寿命を比較したところ、前者の寿命が６０μｓ、後者の寿命が２ｍｓであった。
【００６３】
実施例３
発光性色素分子として、化学式（Ｄ４）に示すユーロピウム錯体に代えて化学式（Ｄ５）に示す直鎖状のパイ電子共役オリゴマーを用いたことを除いては実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、さらに乾燥グローブボックス内で密封パッケージした。
【００６４】
この有機ＥＬ素子に１４Ｖのバイアス電圧を印加して２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で駆動して発光特性を調べた。その結果、赤色の発光を示し、輝度は５００ｃｄ／ｍ2であった。輝度半減寿命は１２０００時間であった。
【００６５】
また、実施例１と同様に、この有機ＥＬ素子におけるホスト分子の励起三重項状態の寿命と、発光性色素分子の非共存下でのホスト分子の励起三重項状態の寿命を比較したところ、前者の寿命が１００μｓ、後者の寿命が１ｍｓであった。
【００６６】
実施例４
発光性色素分子として、化学式（Ｄ４）に示すユーロピウム錯体に代えて化学式（Ｄ６）に示す直鎖状のパイ電子共役系オリゴマーを用い、かつホスト分子として、化学式（Ｈ９）に示す化合物の代わりに以下の化学式（Ｈ１１）に示す化合物を用いたことを除き、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、さらに乾燥グローブボックス内で密封パッケージした。
【００６７】
この有機ＥＬ素子に１２Ｖのバイアス電圧を印加して２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で駆動して発光特性を調べた。その結果、青色発光を示し、輝度は５００ｃｄ／ｍ2であった。輝度半減寿命は１２０００時間であった。
【００６８】
また、実施例１と同様に、この有機ＥＬ素子におけるホスト分子の励起三重項状態の寿命と、発光性色素分子の非共存下でのホスト分子の励起三重項状態の寿命を比較したところ、前者の寿命が２０μｓ、後者の寿命が５００μｓであった。
【００６９】
実施例５
発光性色素分子として、化学式（Ｄ４）に示すユーロピウム錯体に代えて化学式（Ｄ８）に示す白金錯体を用いた点を除き、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、さらに乾燥グローブボックス内で密封パッケージした。
【００７０】
この有機ＥＬ素子に１２Ｖのバイアス電圧を印加して２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で駆動して発光特性を調べた。その結果、赤色発光を示し、輝度は７００ｃｄ／ｍ2であった。輝度半減寿命は１１０００時間であった。
【００７１】
また、実施例１と同様に、この有機ＥＬ素子におけるホスト分子の励起三重項状態の寿命と、発光性色素分子の非共存下でのホスト分子の励起三重項状態の寿命を比較したところ、前者の寿命が２０μｓ、後者の寿命が１００μｓであった。
【００７２】
実施例６
発光性色素分子として、化学式（Ｄ４）に示すユーロピウム錯体に代えて化学式（Ｄ７）に示すイリジウム錯体を用いた点を除き、実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、さらに乾燥グローブボックス内で密封パッケージした。
【００７３】
この有機ＥＬ素子に１２Ｖのバイアス電圧を印加して２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で駆動して発光特性を調べた。その結果、青緑色発光を示し、輝度は７００ｃｄ／ｍ2であった。輝度半減寿命は１２０００時間であった。
【００７４】
また、実施例１と同様に、この有機ＥＬ素子におけるホスト分子の励起三重項状態の寿命と、発光性色素分子の非共存下でのホスト分子の励起三重項状態の寿命を比較したところ、前者の寿命が１μｓ、後者の寿命が５μｓであった。
【００７５】
実施例７
２．５インチ四方の表示装置を以下の材料を使用して作製した。なお、各画素は３つの有機ＥＬ素子を含む図３に示す構成とし、１画素のサイズを１００μｍ四方となるように作製した。
【００７６】
基板１にガラス基板を用い、フォトレジストプロセスにより隔壁３４を格子状に形成した。アノード３３は透明性導電材料であるＩＴＯ（インジウム−チン−オキサイド）を膜厚５０ｎｍで製膜した。正孔輸送層３５は以下の化学式（Ａ２２）に示すＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ化合物をディッピング法により膜厚２０ｎｍで製膜した。
【００７７】
ポリマー発光層は画素を構成する３つの素子にそれぞれ異なる材料を用いた。赤色発光のポリマー発光層３６は、化学式（Ｈ１０）に示すホスト分子に化学式（Ｄ４）に示す発光性色素分子を０．５ｗｔ％をドーピングした材料を用いた。緑色発光のポリマー発光層３７は、化学式（Ｈ１０）に示すホスト分子に以下の化学式（Ｄ１０）に示す発光性色素分子を０．５ｗｔ％のドーピングした材料を用いた。青色発光のポリマー発光層３８は、化学式（Ｈ９）に示すホスト分子に化学式（Ｄ６）に示す発光性色素分子を１ｗｔ％のドーピングした材料を用いた。それぞれの材料を有機溶媒中に溶かし、インクジェットプリンタによる印刷によって製膜して、いずれも膜厚８０ｎｍの各ポリマー発光層を形成した。
【００７８】
【化９】
カソード３９には膜厚１００ｎｍのカルシウムおよび膜厚３００ｎｍの銀を積層したものを用いた。さらに、最表面に封止膜３０を形成して各画素をパッケージした。
【００８０】
このようにして作製された表示装置を２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で駆動したときの輝度半減寿命は１５０００時間であった。
【００８１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、励起一重項状態および励起三重項状態にあるホスト分子の両方のエネルギーを効率よく利用し、高効率、長寿命の有機ＥＬ素子およびこれを用いた表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す概略断面図。
【図２】発光性色素分子の発光メカニズムを説明するための図。
【図３】本発明の一実施形態に係る表示装置を示す断面図。
【符号の説明】
１…基板
２…アノード
３…正孔輸送層
４…ポリマー発光層
５…電子輸送層
６…カソード
７…有機ＥＬ素子
３１…基板
３２…トランジスタ
３３…アノード
３４…隔壁
３５…正孔輸送層
３６、３７、３８…ポリマー発光層
３９…カソード
４０…封止膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescent element (organic EL element) and a display device, and more particularly to an organic EL element utilizing an excited triplet state of a host molecule and a display device using the same.
[0002]
[Prior art]
The organic EL element has features such as self-emission, thin and light weight, low power consumption, and full color. For this reason, organic EL elements are regarded as candidates for next-generation displays that have the potential to surpass liquid crystal displays. However, organic EL elements do not have sufficient luminous efficiency, and in particular, organic EL elements that emit red light or blue light are required to improve luminous efficiency.
[0003]
In order to realize an organic EL element with high brightness and long life, a method using an excited triplet state of a host molecule is known. Electrons and holes injected from the electrodes recombine in the light emitting layer to excite the host molecules electronically. At that time, the probability that the excited singlet state is generated and the probability that the excited triplet state is generated are about 1: 3. The excited singlet state contributes to light emission of the luminescent dye molecule, but generally the excited triplet state does not contribute to light emission of the luminescent molecule. However, when a luminescent dye molecule with a highly degenerate energy level, such as a rare earth metal complex or a linear π-electron conjugated molecule, is used, the excited singlet state of the host molecule changes to the dye molecule. In addition to the energy transfer of the dye molecule, the dye molecule can emit light by utilizing the energy transfer from the excited triplet state host molecule to the dye molecule. From such a point of view, it has been proposed that a rare earth metal complex is doped in a host molecule, and the energy of the excited triplet state host molecule is transferred to the rare earth metal complex to emit light of the rare earth metal ion (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10 (1999)). 8-319482).
[0004]
However, conventionally known host molecules have a significantly lower energy level in the excited triplet state than the energy level in the excited singlet state. For this reason, when the material of the luminescent dye molecule is selected so that energy transfer from the excited triplet state host molecule is facilitated, the energy utilization efficiency of the host molecule in the excited singlet state is lowered. As a result, the conventional organic EL device could not improve the luminous efficiency so much.
[0005]
As described above, in the conventional organic EL element, the luminescent dye molecule cannot efficiently emit light by efficiently using both the excited singlet state energy and the excited triplet state energy of the host molecule. It was.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a high-efficiency, long-life organic EL element and a display device using the same by efficiently using the energy of both host molecules in an excited singlet state and an excited triplet state. is there.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the organic EL device according to one embodiment of the present invention, energy of the host molecule composed of an anode, a cathode, a π-electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond, and the excited singlet state and the excited triplet state is transferred. Possible Emits phosphorescence And a polymer light emitting layer containing a light emitting dye molecule and disposed between the anode and the cathode.
[0008]
An organic EL device according to another aspect of the present invention includes an anode, a cathode, a host molecule composed of a π-electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond, and a transition metal, disposed between the anode and the cathode. At least one selected from the group consisting of a complex and a linear π-electron conjugated molecule Emits phosphorescence And a polymer light-emitting layer containing a light-emitting dye molecule.
[0009]
A display device according to one embodiment of the present invention includes two-dimensionally arranged pixels, and the pixels include a plurality of types of organic EL elements having different emission colors. Each organic EL element includes an anode, a cathode, A polymer light-emitting layer disposed between the anode and the cathode, and the polymer light-emitting layer of at least one organic EL device includes a host molecule composed of a π-electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond, and a transition metal Selected from the group consisting of complexes and linear π-electron conjugated molecules At least one phosphorescent Containing luminescent dye molecules.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an organic EL device according to an embodiment of the present invention. The organic EL element 7 shown in FIG. 1 is formed on the surface of the
[0011]
With reference to FIG. 2, the light emission mechanism of the luminescent dye molecule is schematically shown. The holes supplied from the
[0012]
In FIG. 2, for the host molecule, the ground state energy level is denoted as S0, the excited singlet state energy level is denoted as S1, and the excited triplet state energy level is denoted as T1. As the luminescent dye molecules, those having degenerate energy levels, having a plurality of energy levels E1 in a narrow region in the excited state, and having a plurality of energy levels E0 in a narrow region in the ground state are used. . Such a luminescent dye molecule can efficiently receive energy from other molecules in various energy levels.
[0013]
As described above, since the energy level of the excited triplet state is significantly lower than the energy level of the excited singlet state, the conventionally known host molecule has the energy of the excited singlet state and the excited triplet state. Both energy and energy could not be used efficiently. On the other hand, as shown in FIG. 2, if a host molecule having a small difference Δ between the energy level S1 of the excited singlet state and the energy level T1 of the excited triplet state is used, the luminescent dye molecule is changed from the host molecule. It is expected that the energy transfer to will occur efficiently as a whole.
[0014]
The host molecule used in this embodiment is a π electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond. The present inventor reduced the difference Δ between the energy of the excited singlet state and the excited triplet state of the polymer by substituting a part of the hydrogen bonded to the carbon atom constituting the π-electron conjugated polymer with a fluorine atom. I found out that I can do it. That is, when a carbon-fluorine bond is introduced into a polymer forming a pi-electron conjugated system, the energy of the excited singlet state is more stabilized than the energy of the excited triplet state, and thus Δ is reduced. When the carbon atom with which the fluorine atom is substituted is a carbon atom of a π-electron conjugated system or a carbon atom adjacent to a carbon atom of a π-electron conjugated system, Δ becomes smaller. The π-electron conjugated carbon atom has a conjugated double bond or is an aromatic carbon atom. In a pi electron conjugated polymer having a phenylene skeleton or a fluorene skeleton, Δ becomes smaller. Therefore, by combining such a host molecule and a luminescent dye molecule whose energy level is highly degenerate, the efficiency of energy transfer from the host molecule to the luminescent dye molecule is improved.
[0015]
In addition, the infrared absorption of the carbon-fluorine bond is about 1000 cm. -1 About 3000 cm of carbon-hydrogen bond -1 Compared to, it is difficult to resonate with large electron excitation energy, and non-radiative heat deactivation (returning energy from the excited state as thermal vibration to return to the ground state) is less likely to occur. For this reason, the host molecule in the excited state efficiently transfers energy to the luminescent dye molecule, and the emission efficiency of fluorescence or phosphorescence is improved when the luminescent dye molecule returns to the ground state.
[0016]
In general, a pi-electron conjugated polymer is excellent in hole injecting property but inferior in electron injecting property. On the other hand, a pi-electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond lowers the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) and becomes both carrier-injecting or electron-injecting, so that recombination of holes and electrons also occurs. It tends to happen.
[0017]
Due to these actions, the organic EL element of the present embodiment has improved luminous efficiency, so that the drive voltage can be lowered and the life can be extended.
[0018]
Hereinafter, the material used for the organic EL element of this embodiment is demonstrated in detail.
[0019]
As described above, the light emitting dye molecule used in the present embodiment has a highly degenerate energy level, and energy transfer from the host molecule in the excited singlet state and the excited triplet state is efficiently performed. Made of material. Such luminescent dye molecules are selected from the group consisting of transition metal complexes and linear π-electron conjugated molecules.
[0020]
For example, in a complex whose transition center is a transition metal having d electrons, such as an iridium ion, the d electron orbit is degenerated. A linear π-electron conjugated molecule has weak pi-electron orbitals, a linear molecular structure, and a long distance between spins, so that the interaction can be weakened. The π electron conjugated molecule may be an oligomer or a polymer. As the transition metal complex, for example, a complex whose emission center is a rare earth metal having f electrons such as europium ions is more preferable.
[0021]
Specific examples of the luminescent dye molecule include compounds represented by the following chemical formulas (D1) to (D8).
[0022]
[Chemical 1]
[Chemical 2]
The luminescent dye molecule substantially determines the luminescent color of the organic EL element. For example, when a transition metal complex is used, the emission wavelength can be adjusted by selecting a transition metal ion or a ligand. When a linear π-electron conjugated molecule is used, the emission wavelength can be adjusted by selecting the skeleton or the like.
[0025]
The host molecule used in this embodiment is a π electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond. The π-electron conjugated polymer has a main chain in which double bonds and single bonds are alternately arranged. The double bond moiety may be an aromatic ring or a heteroaromatic ring. As described above, the host molecule is preferably a π-electron conjugated polymer in which a fluorine atom is bonded to a carbon atom adjacent to a π-electron conjugated carbon atom or a π-electron conjugated carbon atom. The host molecule is preferably a π-electron conjugated polymer having a phenylene skeleton or a fluorene skeleton. A phenylene skeleton and a fluorene skeleton are excellent in stability and can widen a band gap, which is preferable as a host molecule. The carbon atom connecting the benzene skeleton in the fluorene skeleton imparts planarity to the fluorene skeleton and can be considered as a π-electron conjugated carbon atom.
[0026]
Specific examples of the host molecule include compounds represented by the following chemical formulas (H1) to (H11). However, the compound is not limited to these compounds as long as the above-described conditions are satisfied.
[0027]
[Chemical Formula 3]
Whether or not energy transfer from the excited triplet state host molecule to the luminescent dye molecule occurs can be confirmed by measurement as follows. For example, it can be seen that energy transfer occurs when the phosphorescence spectrum of a single host molecule overlaps with the absorption spectrum of a luminescent dye molecule. In addition, the lifetime of excited triplet state host molecules as measured by electron spin resonance spectra and time-resolved phosphorescence spectra is shorter when no luminescent dye molecules are added to the host molecules. In some cases, it is directly known that energy transfer is occurring.
[0029]
The polymer light emitting layer of the organic EL device of the present embodiment contains the host molecule and the light emitting dye molecule as described above. The amount of the luminescent dye molecule doped in the host molecule is preferably about 0.01 wt% to 5 wt% with respect to the host molecule. When the luminescent dye molecule exceeds 5 wt%, there is a possibility that problems such as concentration quenching and non-uniformity of the polymer light emitting layer may occur. When the luminescent dye molecules are less than 0.01 wt%, the brightness of the polymer light emitting layer is reduced.
[0030]
The thickness of the polymer light emitting layer is preferably about 5 nm to 200 nm. When the thickness of the polymer light-emitting layer is greater than 200 nm, the driving voltage must be increased, and the probability that the injected electrons or holes are deactivated and recombined decreases, so that the light-emitting efficiency of the polymer light-emitting layer is reduced. May decrease. If the thickness of the polymer light emitting layer is less than 5 nm, uniform film formation becomes difficult, and there is a possibility that the light emission characteristics of each element vary. However, when the material contained in the polymer light-emitting layer also has charge transport ability or electron transport ability, the deactivation of electrons or holes in the polymer light-emitting layer is reduced, so the thickness is relatively large. can do. In this case, the thickness of the polymer light emitting layer is preferably about 30 nm to 500 nm.
[0031]
In the organic EL device of this embodiment, the electron transport layer or the hole transport layer is not necessarily provided. For example, as described above, when the material included in the polymer light-emitting layer also has an electron transport capability or a hole transport capability, it is not necessary to form an electron transport layer or a hole transport layer.
[0032]
The electron transport layer has a function of transporting electrons supplied from the cathode to the polymer light emitting layer without deactivation, and a so-called n-type semiconductor material is used. The hole transport layer has a function of transporting holes supplied from the anode to the polymer light emitting layer without deactivation, and a so-called p-type semiconductor material is used.
[0033]
Specific materials used for the hole transport layer are shown in the following chemical formulas (A1) to (A21). Specific materials used for the electron transport layer are shown in the following chemical formulas (B1) to (B10).
[0034]
[Formula 4]
[Chemical formula 5]
[Chemical 6]
The thickness of the electron transport layer or hole transport layer is preferably about 30 nm to 200 nm. If it is less than 30 nm, the above-described function may not work sufficiently, and if it is thicker than 200 nm, electron deactivation in the electron transport layer or hole deactivation in the hole transport layer increases. There is a possibility that the luminous efficiency of the light emitting layer may be reduced.
[0038]
Although not shown in FIG. 1, if necessary, a hole injection layer may be formed adjacent to the anode, and an electron injection layer may be formed adjacent to the cathode.
[0039]
The hole injection layer functions as a buffer layer between the anode-hole transport layer or the anode-polymer light emitting layer. By using a material having an intermediate energy level for the hole injection layer, hole injection from the anode to the polymer light emitting layer can be promoted. The hole injection layer can prevent holes supplied from the cathode to the polymer light emitting layer from passing through the polymer light emitting layer and reaching the anode. Therefore, by forming the hole injection layer, the recombination probability in the polymer light emitting layer is improved, and the light emission efficiency of the polymer light emitting layer is improved.
[0040]
The electron injection layer functions as a buffer layer between the cathode-electron transport layer or the cathode-polymer light emitting layer. By using a material having an intermediate energy level for the electron injection layer, electron injection from the cathode to the polymer light emitting layer can be promoted. The electron injection layer can prevent electrons supplied from the anode to the polymer light emitting layer from passing through the polymer light emitting layer and reaching the cathode. Therefore, by forming the electron injection layer, the recombination probability in the polymer light emitting layer is improved, and the light emission efficiency of the polymer light emitting layer is improved.
[0041]
The anode and cathode are formed of a conductive material. Of the anode and the cathode, a transparent conductive oxide such as ITO is used for an electrode disposed on the light emitting surface side. The material of the substrate is not particularly limited, but a transparent substrate such as glass is used when the substrate side is used as a light emitting surface.
[0042]
The organic EL element of this embodiment may have a structure in which the above-described layers are stacked on the substrate in the reverse order of FIG. The surface of the organic EL element may be covered with a sealing film made of an insulating material to improve the element strength, water resistance, and the like. When the sealing film is formed on the light emitting surface of the element, a transparent material is also used for the sealing film.
[0043]
Next, a display device according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the display device of the present embodiment. A
[0044]
One pixel is formed by these three organic EL elements. The
[0045]
In the display device of this embodiment, all of the three organic EL elements forming one pixel are composed of a host molecule, a transition metal complex, and a linear π-electron conjugate made of a π-electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond. It is not necessary to have a polymer light-emitting layer containing a luminescent dye molecule selected from the group consisting of molecules. For example, a conventional red light emitting or blue light emitting organic EL element has lower luminance than a green light emitting organic EL element. Therefore, a luminescent dye selected from the group consisting of a host molecule composed of a π-electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond only in a red-emitting and blue-emitting organic EL device, a transition metal complex, and a linear π-electron conjugated molecule A polymer light emitting layer containing molecules can be used, and a conventional organic EL element can be used as the green light emitting organic EL element.
[0046]
In the above description, the method of exciting the host molecules by recombining electrons and holes in the polymer light emitting layer has been described. However, the method is not necessarily limited thereto. For example, it is possible to cause the polymer light emitting layer to emit light by irradiating the host molecule with excitation light and exciting it.
[0047]
【Example】
Example 1
The glass substrate on which the ITO layer as the anode was formed was subjected to ultraviolet and ozone cleaning, and then a 30 nm-thick hole transport layer made of the compound represented by the chemical formula (A21) was formed on the anode surface by spin coating.
[0048]
A host molecule comprising a π-electron conjugated polymer represented by chemical formula (H9) to which 0.5 wt% of a luminescent dye molecule comprising a europium complex represented by chemical formula (D4) was added was prepared, and this was applied to the surface of the hole transport layer by spin coating. Film formation was performed to form a polymer light-emitting layer having a thickness of 100 nm.
[0049]
Further, an organic EL device was fabricated by forming a Ba (barium) layer with a film thickness of 200 nm as a cathode on the surface of the polymer light emitting layer. The obtained organic EL element was hermetically packaged in a dry glove box.
[0050]
A bias voltage of 13 V is applied to this organic EL element to obtain 20 mA / cm. 2 The emission characteristics were examined by driving at a current density of. As a result, red light is emitted and the luminance is 600 cd / m. 2 Met. When this organic EL element was continuously driven under the same conditions and the luminance half-life was measured, it was 11000 hours. The lifetime of the excited triplet state of the host molecule was determined from the measurement of electron spin resonance spectrum and found to be 50 μs.
[0051]
On the other hand, when the lifetime of the excited triplet state of the host molecule was determined from the measurement of the time-resolved phosphorescence spectrum in the absence of the luminescent dye molecule, it was 1 ms.
[0052]
That is, in the organic EL device of this example, the lifetime of the excited triplet state of the host molecule was shortened, and it was confirmed that the energy of the host molecule in the excited triplet state was transferred to the luminescent dye molecule. .
[0053]
Comparative Example 1
Organic EL in the same manner as in Example 1 except that a π electron conjugated polymer having no carbon-fluorine bond represented by the following chemical formula (H12) is used as the host molecule instead of the compound represented by the chemical formula (H9). The device was fabricated and sealed in a dry glove box.
[0054]
A bias voltage of 15 V is applied to the organic EL element to obtain 20 mA / cm. 2 The emission characteristics were examined by driving at a current density of. As a result, red light is emitted and the luminance is 450 cd / m. 2 Met. As described above, in Comparative Example 1, the luminance was reduced although the drive voltage was increased as compared with Example 1.
[0055]
From the results of Example 1 and Comparative Example 1, it is understood that the emission characteristics are improved by substituting a fluorine atom for a part of the host molecule.
[0056]
[Chemical 7]
Comparative Example 2
An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 1 except that a compound represented by the following chemical formula (D9) was used as the luminescent dye molecule instead of the compound represented by the chemical formula (D4). Sealed package in glove box. The compound represented by the chemical formula (D9) does not receive energy from the excited triplet state host molecule, but emits red light upon receiving energy from the excited singlet state host molecule.
[0058]
A bias voltage of 16 V is applied to the organic EL element to obtain 20 mA / cm. 2 The emission characteristics were examined by driving at a current density of. As a result, red light is emitted and the luminance is 300 cd / m. 2 Met. As described above, in Comparative Example 2, the luminance was reduced although the drive voltage was increased as compared with Example 1.
[0059]
[Chemical 8]
Example 2
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the compound represented by the chemical formula (H10) was used as a host molecule, and hermetically packaged in a dry glove box.
[0061]
The light emission characteristics of the obtained organic EL device were examined in the same manner as in Example 1. As a result, red light was emitted and the luminance was 550 cd / m. 2 The luminance half life was 11000 hours.
[0062]
Similarly to Example 1, the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in this organic EL device was compared with the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in the absence of the luminescent dye molecule. The lifetime was 60 μs, and the latter was 2 ms.
[0063]
Example 3
An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 1 except that a linear pi-electron conjugated oligomer represented by the chemical formula (D5) was used in place of the europium complex represented by the chemical formula (D4) as the luminescent dye molecule. Fabricated and hermetically packaged in a dry glove box.
[0064]
A bias voltage of 14 V is applied to this organic EL element to obtain 20 mA / cm. 2 The light emission characteristics were examined by driving at a current density of. As a result, red light is emitted and the luminance is 500 cd / m. 2 Met. The luminance half life was 12000 hours.
[0065]
Similarly to Example 1, the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in this organic EL device was compared with the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in the absence of the luminescent dye molecule. The lifetime was 100 μs, and the latter was 1 ms.
[0066]
Example 4
Instead of the europium complex represented by the chemical formula (D4), a linear pi-electron conjugated oligomer represented by the chemical formula (D6) is used as the luminescent dye molecule, and the compound represented by the chemical formula (H9) is used as the host molecule. An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that a compound represented by the following chemical formula (H11) was used, and hermetically packaged in a dry glove box.
[0067]
A bias voltage of 12 V is applied to the organic EL element to obtain 20 mA / cm. 2 The light emission characteristics were examined by driving at a current density of. As a result, blue light is emitted and the luminance is 500 cd / m. 2 Met. The luminance half life was 12000 hours.
[0068]
Similarly to Example 1, the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in this organic EL device was compared with the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in the absence of the luminescent dye molecule. The lifetime was 20 μs, and the latter was 500 μs.
[0069]
Example 5
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that a platinum complex represented by the chemical formula (D8) was used instead of the europium complex represented by the chemical formula (D4) as the luminescent dye molecule. Sealed in package.
[0070]
A bias voltage of 12 V is applied to the organic EL element to obtain 20 mA / cm. 2 The light emission characteristics were examined by driving at a current density of. As a result, red light is emitted and the luminance is 700 cd / m. 2 Met. The luminance half life was 11000 hours.
[0071]
Similarly to Example 1, the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in this organic EL device was compared with the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in the absence of the luminescent dye molecule. The lifetime was 20 μs, and the latter was 100 μs.
[0072]
Example 6
An organic EL device was prepared in the same manner as in Example 1 except that an iridium complex represented by the chemical formula (D7) was used in place of the europium complex represented by the chemical formula (D4) as the luminescent dye molecule. Sealed in package.
[0073]
A bias voltage of 12 V is applied to the organic EL element to obtain 20 mA / cm. 2 The light emission characteristics were examined by driving at a current density of. As a result, blue-green light is emitted and the luminance is 700 cd / m. 2 Met. The luminance half life was 12000 hours.
[0074]
Similarly to Example 1, the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in this organic EL device was compared with the lifetime of the excited triplet state of the host molecule in the absence of the luminescent dye molecule. The lifetime was 1 μs, and the latter was 5 μs.
[0075]
Example 7
A 2.5 inch square display device was made using the following materials. Each pixel has a configuration shown in FIG. 3 including three organic EL elements, and the size of one pixel is 100 μm square.
[0076]
A glass substrate was used as the
[0077]
For the polymer light emitting layer, different materials were used for the three elements constituting the pixel. The polymer light-emitting
[0078]
[Chemical 9]
The
[0080]
The display device thus manufactured is 20 mA / cm. 2 The luminance half life when driven at a current density of 15,000 hours was obtained.
[0081]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the energy of both the host molecule in the excited singlet state and the excited triplet state is efficiently used, and a high-efficiency, long-life organic EL device and display using the same An apparatus can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an organic EL device according to an embodiment of the invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a light emission mechanism of a light-emitting dye molecule.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a display device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Board
2 ... Anode
3 ... Hole transport layer
4 ... Polymer light emitting layer
5 ... Electron transport layer
6 ... Cathode
7 ... Organic EL element
31 ... Board
32 ... Transistor
33 ... Anode
34 ... Bulkhead
35 ... hole transport layer
36, 37, 38 ... polymer light emitting layer
39 ... Cathode
40. Sealing film
Claims (11)
少なくとも１種の有機ＥＬ素子のポリマー発光層は、炭素−フッ素結合を有するπ電子共役ポリマーからなるホスト分子と、遷移金属錯体および直鎖状のπ電子共役分子からなる群より選択される少なくとも１種の、燐光を発光する発光性色素分子とを含有することを特徴とする表示装置。The pixel includes two-dimensionally arranged pixels, and the pixels include a plurality of types of organic EL elements having different emission colors, and each organic EL element is disposed between an anode, a cathode, and the anode and the cathode. A polymer light emitting layer,
The polymer light-emitting layer of at least one organic EL element is at least one selected from the group consisting of a host molecule composed of a π-electron conjugated polymer having a carbon-fluorine bond, a transition metal complex, and a linear π-electron conjugated molecule. A display device comprising a seed , a luminescent dye molecule that emits phosphorescence .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001398390A JP4153694B2 (en) | 2000-12-28 | 2001-12-27 | Organic EL device and display device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000402663 | 2000-12-28 | ||
| JP2000-402663 | 2000-12-28 | ||
| JP2001398390A JP4153694B2 (en) | 2000-12-28 | 2001-12-27 | Organic EL device and display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002280183A JP2002280183A (en) | 2002-09-27 |
| JP4153694B2 true JP4153694B2 (en) | 2008-09-24 |
Family
ID=26607189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001398390A Expired - Fee Related JP4153694B2 (en) | 2000-12-28 | 2001-12-27 | Organic EL device and display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4153694B2 (en) |
Families Citing this family (60)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4082098B2 (en) * | 2001-06-15 | 2008-04-30 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Organic electroluminescence device and full-color display device |
| JP2003077673A (en) * | 2001-06-19 | 2003-03-14 | Honda Motor Co Ltd | Organic electroluminescent element |
| JP4298517B2 (en) * | 2002-03-08 | 2009-07-22 | キヤノン株式会社 | Organic light emitting device |
| EP2759585B1 (en) | 2002-11-26 | 2018-08-15 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Organic electroluminescent element, and display and illuminator |
| JP4635870B2 (en) | 2003-04-23 | 2011-02-23 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Organic electroluminescence element, lighting device and display device |
| JP4752192B2 (en) * | 2003-05-16 | 2011-08-17 | 住友化学株式会社 | Composition and polymer light emitting device |
| US7830085B2 (en) | 2003-10-06 | 2010-11-09 | The Regents Of The University Of California | White electrophosphorescence from semiconducting polymer blends |
| US7504657B2 (en) | 2004-07-23 | 2009-03-17 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent element, display and illuminator |
| JP2006128624A (en) * | 2004-09-29 | 2006-05-18 | Canon Inc | Light emitting element |
| JP5076891B2 (en) | 2005-07-01 | 2012-11-21 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT MATERIAL, ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, DISPLAY DEVICE AND LIGHTING DEVICE |
| US8053765B2 (en) | 2005-11-09 | 2011-11-08 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent element, display device and lighting device |
| US7935434B2 (en) | 2006-01-05 | 2011-05-03 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent device, display, and illuminating device |
| JP5520479B2 (en) | 2006-02-20 | 2014-06-11 | コニカミノルタ株式会社 | ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT, WHITE LIGHT EMITTING ELEMENT, AND LIGHTING DEVICE |
| EP1998388B1 (en) | 2006-03-23 | 2017-04-19 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent device, display and illuminating device |
| US7897962B2 (en) | 2006-03-30 | 2011-03-01 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescence device, lighting device, and display having a reactive organic compound |
| WO2007119473A1 (en) | 2006-03-30 | 2007-10-25 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescence element, method for manufacturing organic electroluminescence element, illuminating device and display device |
| WO2008072596A1 (en) | 2006-12-13 | 2008-06-19 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent device, display and illuminating device |
| JP2008288254A (en) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Canon Inc | Organic el element |
| JP5577604B2 (en) * | 2008-02-26 | 2014-08-27 | 東ソー株式会社 | Process for producing heteroacene derivative and tetrahaloterphenyl derivative |
| EP2123733B1 (en) | 2008-05-13 | 2013-07-24 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent element, display device and lighting device |
| DE102008045663A1 (en) | 2008-09-03 | 2010-03-04 | Merck Patent Gmbh | Fluorine-bridged associates for opto-electronic applications |
| EP2383815B1 (en) | 2009-01-28 | 2014-07-30 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Organic electroluminescent element, display device, and illumination device |
| WO2010090077A1 (en) | 2009-02-06 | 2010-08-12 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Organic electroluminescent element, and illumination device and display device each comprising the element |
| WO2011004639A1 (en) | 2009-07-07 | 2011-01-13 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Organic electroluminescent element, novel compound, lighting device and display device |
| JP5268840B2 (en) * | 2009-09-10 | 2013-08-21 | 株式会社東芝 | Organic electroluminescence device |
| US8617724B2 (en) | 2010-01-28 | 2013-12-31 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Polymer compound and light emitting device using the same |
| JP5710994B2 (en) | 2010-01-28 | 2015-04-30 | 住友化学株式会社 | Polymer compound and light emitting device using the same |
| WO2012053398A1 (en) | 2010-10-22 | 2012-04-26 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Organic electroluminescent element |
| JP5817742B2 (en) | 2011-02-15 | 2015-11-18 | コニカミノルタ株式会社 | ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT AND LIGHTING DEVICE |
| US9923154B2 (en) | 2011-02-16 | 2018-03-20 | Konica Minolta, Inc. | Organic electroluminescent element, lighting device, and display device |
| US20140021462A1 (en) | 2011-04-06 | 2014-01-23 | Konica Minolta, Inc. | Method for manufacturing organic electroluminescent element, and organic electroluminescent element |
| JPWO2012153603A1 (en) | 2011-05-10 | 2014-07-31 | コニカミノルタ株式会社 | Phosphorescent light-emitting organic electroluminescence element and lighting device |
| WO2013002051A1 (en) | 2011-06-28 | 2013-01-03 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | Organic electroluminescent element |
| JP5742586B2 (en) | 2011-08-25 | 2015-07-01 | コニカミノルタ株式会社 | Organic electroluminescence element, lighting device and display device |
| JPWO2013035490A1 (en) | 2011-09-07 | 2015-03-23 | コニカミノルタ株式会社 | Organic electroluminescence element, lighting device and display device |
| JP5983618B2 (en) | 2011-09-21 | 2016-09-06 | コニカミノルタ株式会社 | Method for manufacturing organic electroluminescence device |
| EP2782418A4 (en) | 2011-11-14 | 2015-11-04 | Konica Minolta Inc | Organic electroluminescent element and planar light-emitting unit |
| US9627653B2 (en) | 2011-11-14 | 2017-04-18 | Konica Minolta, Inc. | Organic electroluminescence element and planar light-emitting body each having light extraction sheet |
| WO2013073356A1 (en) | 2011-11-17 | 2013-05-23 | コニカミノルタ株式会社 | Transparent electrode and electronic device |
| EP2799226A4 (en) | 2011-12-27 | 2016-01-20 | Konica Minolta Inc | Transparent electrode, electronic device, organic electroluminescence element, and method for manufacturing organic electroluminescence elements |
| JP5978843B2 (en) | 2012-02-02 | 2016-08-24 | コニカミノルタ株式会社 | Iridium complex compound, organic electroluminescence device material, organic electroluminescence device, lighting device and display device |
| US20150041788A1 (en) | 2012-03-21 | 2015-02-12 | Konica Minolta, Inc. | Organic electroluminescence element |
| EP2844039A4 (en) | 2012-04-23 | 2016-07-06 | Konica Minolta Inc | Transparent electrode, electronic device, and organic electroluminescent element |
| US9876189B2 (en) | 2012-04-24 | 2018-01-23 | Konica Minolta, Inc. | Transparent electrode, electronic device, and transparent electrode manufacturing method |
| WO2013161894A1 (en) | 2012-04-25 | 2013-10-31 | コニカミノルタ株式会社 | Gas barrier film, substrate for electronic device, and electronic device |
| JP5880274B2 (en) | 2012-05-21 | 2016-03-08 | コニカミノルタ株式会社 | Organic electroluminescence element, lighting device and display device |
| JP5849867B2 (en) | 2012-06-21 | 2016-02-03 | コニカミノルタ株式会社 | Organic electroluminescence element, display device and lighting device |
| US20150179958A1 (en) | 2012-08-07 | 2015-06-25 | Konica Minolta Inc. | Organic electroluminescent element, lighting device and display device |
| WO2014030666A1 (en) | 2012-08-24 | 2014-02-27 | コニカミノルタ株式会社 | Transparent electrode, electronic device, and method for manufacturing transparent electrode |
| EP2894686B1 (en) | 2012-09-04 | 2018-01-03 | Konica Minolta, Inc. | Organic electroluminescent element, lighting device and display device |
| JP6113993B2 (en) * | 2012-10-03 | 2017-04-12 | 出光興産株式会社 | Organic electroluminescence device |
| US9944629B2 (en) | 2012-12-10 | 2018-04-17 | Konica Minolta, Inc. | Material for organic electroluminescent element, organic electroluminescent element, illumination device, and display device |
| WO2014092014A1 (en) | 2012-12-10 | 2014-06-19 | コニカミノルタ株式会社 | Organic electroluminescence element, illumination device and display device |
| JP6314599B2 (en) | 2013-03-29 | 2018-04-25 | コニカミノルタ株式会社 | COMPOUND FOR ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE, ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT, LIGHTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME |
| WO2014157494A1 (en) | 2013-03-29 | 2014-10-02 | コニカミノルタ株式会社 | Material for organic electroluminescent elements, organic electroluminescent element, display device and lighting device |
| EP2980094B1 (en) | 2013-03-29 | 2019-05-01 | Konica Minolta, Inc. | Isomer-mixture metal complex composition, organic electroluminescent element, illuminator, and display device |
| JP2015159066A (en) | 2014-02-25 | 2015-09-03 | コニカミノルタ株式会社 | Light diffusion sheet for organic electroluminescence, and organic electroluminescent panel |
| GB2525245A (en) * | 2014-04-17 | 2015-10-21 | Lomox Ltd | Fluoroalkylfluorene derivatives |
| JP5831654B1 (en) | 2015-02-13 | 2015-12-09 | コニカミノルタ株式会社 | Aromatic heterocycle derivative, organic electroluminescence device using the same, illumination device and display device |
| JP6788314B2 (en) | 2016-01-06 | 2020-11-25 | コニカミノルタ株式会社 | Organic electroluminescence element, manufacturing method of organic electroluminescence element, display device and lighting device |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001398390A patent/JP4153694B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002280183A (en) | 2002-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4153694B2 (en) | Organic EL device and display device | |
| KR100426919B1 (en) | Organic Electroluminescent Device and Display Apparatus Using the Same | |
| US6303238B1 (en) | OLEDs doped with phosphorescent compounds | |
| Kido et al. | Bright red light‐emitting organic electroluminescent devices having a europium complex as an emitter | |
| US5955836A (en) | Organic electroluminescent component with exciplex formed from a mixed layer of a mixture of hole transporting and electron transporting organic material | |
| Sakakibara et al. | Red organic electroluminescence devices with a reduced porphyrin compound, tetraphenylchlorin | |
| EP0390551B1 (en) | Organic electroluminescent device | |
| US6210814B1 (en) | Color-tunable organic light emitting devices | |
| US6287712B1 (en) | Color-tunable organic light emitting devices | |
| JP4933832B2 (en) | Light emitting element | |
| KR100751464B1 (en) | Organic electroluminescent device | |
| JP2002134276A (en) | Organic electric field light emitting device | |
| JP2001291591A (en) | Organic electroluminescent element and luminescent device | |
| US7906901B2 (en) | Organic electroluminescent device and organic electroluminescent display device | |
| JP2000268968A (en) | Organic electroluminescent element | |
| WO2005004547A1 (en) | Light emitting element and display device | |
| KR100547055B1 (en) | Organic Electroluminescent Device | |
| JP3779625B2 (en) | Light emitting element | |
| JP2002280177A (en) | Organic el element and display device | |
| JPH09134786A (en) | Organic electroluminescent element | |
| JP2002083682A (en) | Organic electroluminescent device | |
| Destruel et al. | White organic light-emitting diodes (WOLEDs) | |
| JP2002208488A (en) | Organic electroluminescent element |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051011 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061003 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061201 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080701 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080704 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110711 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120711 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130711 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |