JP4211291B2 - Organic electroluminescence device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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。
【0002】
【従来の技術】
特開2000−243565号公報には、補色関係にある2色を混色して白色発光を得る有機エレクトロルミネッセンス素子が開示されている。赤、青、緑の3色を混色して白色発光を得る有機エレクトロルミネッセンス素子もある。このような有機エレクトロルミネッセンス素子としては、発光するドーパントをホストにドープした複数の有機発光層を陽極と陰極との間に挟んだ構成の有機エレクトロルミネッセンス素子がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
複数の有機発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子では、明るさ調整等のために駆動電流の大きさが変わると、発光色が変化するという問題がある。駆動電流の大きさの変化に伴う発光色の変化は、以下のような理由によるものと考えられる。
【0004】
例えば、赤色発光用の有機発光層(以下、赤色発光層という)、青色発光用の有機発光層(以下、青色発光層という)、緑色発光用の有機発光層(以下、緑色発光層という)をこの順に陽極側から積層した有機エレクトロルミネッセンス素子について考えてみる。そして、この有機エレクトロルミネッセンス素子では、赤色発光層のホストにおける正孔の移動度が大きく、青色発光層及び緑色発光層のホストにおける正孔の移動度が小さいものとする。
【0005】
そうすると、駆動電流が小さいときには、正孔は、赤色発光層における正孔移動度と青色発光層における正孔移動度との差、又は赤色発光層における最高電子占有分子軌道のエネルギー準位(HOMO準位)と青色発光層におけるHOMO準位との差によって、赤色発光層と青色発光層との界面に留まる。そのため、電子と正孔との再結合領域は専ら赤色発光層に位置し、有機エレクトロルミネッセンス素子全体の発光色度は、赤色発光層の発光色寄りとなる。即ち、駆動電流が小さいときには、赤みを帯びた白色発光が生じる。
【0006】
しかし、駆動電流が大きくなってゆくと、正孔が陰極側へ伝播する割合が多くなってゆき、電子と正孔との再結合領域が青色発光層側へ移動する。そのため、有機エレクトロルミネッセンス素子全体の発光色度は、青色発光層の発光色寄りとなる。即ち、駆動電流が大きいときには、青みを帯びた白色発光が生じる。
【0007】
本発明は、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化を抑制し得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。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、それぞれ異なる色の光を発光する複数の有機発光層を陽極と陰極との間に挟み、前記陽極側から前記有機発光層へ注入される正孔と、前記陰極側から前記有機発光層へ注入される電子とを結合させて発光させ、前記複数の有機発光層が発する光の混色を表示する有機エレクトロルミネッセンス素子を対象とし、請求項1の発明では、1つの特定の有機発光層に第1基本発光物質のみをドープし、前記1つの特定の有機発光層に前記陰極側又は陽極側で隣接する隣接有機発光層に対して、前記特定の有機発光層における第1基本発光物質の発光色と異なる色の発光を行う第2基本発光物質及び前記特定の有機発光層における第1基本発光物質の発光色と同系の色の発光を行う補助発光物質をドープし、前記特定の有機発光層における正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陰極側に隣接させ、前記特定の有機発光層における電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陽極側に隣接させ、前記補助発光物質の量は、第2基本発光物質の重量%よりも小さく、第1基本発光物質の量よりも少なくした。
【0009】
請求項2の発明では、請求項1において、前記補助発光物質は、前記第1基本発光物質と同じ物質とした。
請求項1及び請求項2の発明において、特定の有機発光層における正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい場合、駆動電流が大きくなってゆくと、正孔と電子との再結合領域が陰極側へ移動する。補助発光物質をドープされた隣接有機発光層は、特定の有機発光層に対して陰極側で隣接している。従って、駆動電流が大きくなってゆくと、隣接有機発光層における補助発光物質の発光が増える。その結果、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化が抑制される。
【0010】
特定の有機発光層における電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい場合、駆動電流が大きくなってゆくと、正孔と電子との再結合領域が陽極側へ移動する。補助発光物質をドープされた隣接有機発光層は、特定の有機発光層に対して陽極側で隣接している。従って、駆動電流が大きくなってゆくと、隣接有機発光層における補助発光物質の発光が増える。その結果、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化が抑制される。
【0011】
請求項3の発明では、請求項2において、前記特定の有機発光層における正孔の移動度は、電子の移動度よりも大きく、前記特定の有機発光層に対して前記陰極側で隣接する前記隣接有機発光層に前記補助発光物質をドープした。
【0012】
請求項4の発明では、請求項3において、前記特定の有機発光層に対して前記陰極側で隣接する前記隣接有機発光層における正孔の移動度は、前記特定の有機発光層における正孔の移動度よりも小さい。
【0013】
請求項3及び請求項4の発明において、駆動電流が大きくなってゆくと、隣接有機発光層における補助発光物質の発光が増える。
請求項5の発明では、請求項3及び請求項4のいずれか1項において、前記複数の有機発光層は、赤色発光層と青色発光層と緑色発光層とし、有機エレクトロルミネッセンス素子は白色発光素子とした。
【0014】
駆動電流の大きさの変化に伴う白色発光の色度の変化が抑制される。
請求項6の発明では、請求項5において、前記赤色発光層と青色発光層と緑色発光層とをこの順に前記陽極側から積層し、前記赤色発光層における前記第1基本発光物質を前記補助発光物質として前記青色発光層へドープした。
【0015】
赤色発光層が特定の有機発光層となり、赤色発光層における正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい。駆動電流が大きくなってゆくと、正孔と電子との再結合領域が陰極側へ移動する。赤色発光層における基本発光物質(赤色発光物質)をドープされた青色発光層は、赤色発光層に対して陰極側で隣接している。従って、駆動電流が大きくなってゆくと、赤色発光層に隣接する青色発光層における補助発光物質(赤色発光物質)の発光が増える。その結果、駆動電流の大きさの変化に伴う白色発光の色度の変化が抑制される。
【0016】
請求項7の発明では、複数の有機発光層を陽極と陰極との間に挟み、前記陽極側から前記有機発光層へ注入される正孔と、前記陰極側から前記有機発光層へ注入される電子とを結合させて発光させ、前記複数の有機発光層が発する光の混色を表示する有機エレクトロルミネッセンス素子において、1つの特定の有機発光層に前記陰極側又は陽極側で隣接する隣接有機発光層に対して、前記特定の有機発光層における基本発光物質の発光色と同系の色の発光を行う補助発光物質をドープし、前記特定の有機発光層における正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陰極側に隣接させ、前記特定の有機発光層における電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陽極側に隣接させ、前記複数の有機発光層は、互いに補色の関係にある色を別々に発光する一対の有機発光層とし、前記補助発光物質の量は、第2基本発光物質の重量%よりも小さく、第1基本発光物質の量よりも少なくした。
【0017】
駆動電流の大きさの変化に伴う白色発光の色度の変化が抑制される。
請求項8の発明では、請求項1乃至請求項7のいずれか1項において、前記複数の有機発光層の全ては、発光するドーパントを発光物質として発光しないホストにドープして構成した有機発光層とし、前記一つの特定の有機発光層にドープされた発光物質を第1基本発光物質として、前記1つの特定の有機発光層に前記陰極側又は陽極側で隣接する隣接有機発光層に対して前記特定の有機発光層における第1基本発光物質を前記補助発光物質としてドープし、前記特定の有機発光層における正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陰極側に隣接させ、前記特定の有機発光層における電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陽極側に隣接させた。
【0018】
特定の有機発光層における正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい場合、駆動電流が大きくなってゆくと、正孔と電子との再結合領域が陰極側へ移動する。特定の有機発光層における基本発光物質としてのドーパントを補助発光物質としてドープされた隣接有機発光層は、特定の有機発光層に対して陰極側で隣接している。従って、駆動電流が大きくなってゆくと、隣接有機発光層における前記ドーパントの発光が増える。その結果、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化が抑制される。
【0019】
特定の有機発光層における電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい場合、駆動電流が大きくなってゆくと、正孔と電子との再結合領域が陽極側へ移動する。特定の有機発光層における基本発光物質としてのドーパントを補助発光物質としてドープされた隣接有機発光層は、特定の有機発光層に対して陽極側で隣接している。従って、駆動電流が大きくなってゆくと、隣接有機発光層における前記ドーパントの発光が増える。その結果、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化が抑制される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。
【0021】
図1は、白色発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス素子10を示す。透明ガラス製の基板11上には、陽極12、正孔注入層13、正孔輸送層14、赤色発光層15、青色発光層16、緑色発光層17、電子注入層18及び陰極19がこの順に積層されている。
【0022】
陽極12は、透明かつ導電性のITO(インジウム錫酸化物)製であり、陰極19は、アルミニウム製である。正孔注入層13は、CuPc(銅フタロシアニン)製であり、電子注入層18は、LiF(フッ化リチウム)製である。正孔輸送層14は、TPTE(トリフェニルアミンの4量体)製である。正孔注入層13及び正孔輸送層14は、陽極12より正孔を注入して発光層15,16,17へ伝達する機能を有する。電子注入層18は、陰極19より電子を発光層15,16,17へ伝達する機能を有する。
【0023】
正孔注入層13、正孔輸送層14、赤色発光層15、青色発光層16、緑色発光層17及び電子注入層18の厚みは、この順に、10nm、10nm、5nm、30nm、20nm、0.5nmとなっている。
【0024】
赤色発光層15は、正孔輸送性を有するTPTE製のホスト151にドーパント152をドープした構成となっている。ドーパント152は、下記(1)の化学式で示す赤色の発光物質である。
【0025】
【化1】
以下、化学式(1)で示す物質は、DCJTと表す。赤色発光層15における基本発光物質としてのドーパント152の重量%は、0.5重量%である。
【0026】
青色発光層16は、電子輸送性を有するDPVBi〔4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル〕製のホスト161に2種類のドーパント162,163をドープした構成となっている。ドーパント162は、BCzVBi〔4,4’−ビス(9−エチル−3−カルバゾビニレン)−1,1’−ビフェニル〕製の青色の発光物質である。ドーパント163は、DCJT製の赤色の発光物質である。青色発光層16における基本発光物質としてのドーパント162の重量%は、5.0重量%であり、青色発光層16における補助発光物質としてのドーパント163の重量%は、0.5重量%である。ドーパント163の量は、同じ材質製のドーパント152の量よりも少なくしてある。
【0027】
緑色発光層17は、電子輸送性を有するAlq3〔トリス(8−キノリノラト)アルミニウム〕製のホスト171にドーパント172をドープした構成となっている。ドーパント172は、C545T〔10-(2-ベンゾチアゾリル)-2,3,6,7-テトラヒドロ-1,2,7,7-テトラメチル-1H,5H,11H-[1]ベンゾピラノ[6,7,8-ij]キノリジン-11-オン〕製の緑色の発光物質である。緑色発光層17における基本発光物質としてのドーパント172(C545Tは、イーストマン−コダック社の商品名)の重量%は、1.0重量%である。
【0028】
赤色発光層15、青色発光層16及び緑色発光層17は、いずれも陽極12と陰極19との間に挟まれた有機発光層である。青色発光層16における正孔の移動度及び緑色発光層17における正孔の移動度は、特定の有機発光層である赤色発光層15における正孔の移動度よりも小さい。赤色発光層15を構成するホスト151は、正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい正孔輸送性の材質からなる。青色発光層16を構成するホスト161は、電子輸送性の材質からなり、緑色発光層17を構成するホスト171は、電子注入輸送性の材質からなる。青色発光層16は、特定の有機発光層としての赤色発光層15に対して陰極19側で隣接している。
【0029】
陽極12と陰極19との間に直流電界を印加すると、正孔が陽極12から正孔注入層13及び正孔輸送層14を通って赤色発光層15へ注入されると共に、電子が陰極19から電子注入層18を通って緑色発光層17、青色発光層16及び赤色発光層15へ注入される。注入された正孔と電子とは再結合する。駆動電流が小さいときには正孔と電子との再結合領域の中心は赤色発光層15内となり、駆動電流が大きくなると、再結合領域の中心が青色発光層16へ移動する。
【0030】
第1の実施の形態では以下の効果が得られる。
(1−1)駆動電流が大きくなってゆくと、正孔と電子との再結合領域が陰極19側へ移動する。特定の有機発光層としての赤色発光層15におけるドーパント152と同じ発光物質の163を微量ドープされた青色発光層16は、赤色発光層15に対して陰極19側で隣接している。従って、駆動電流が大きくなってゆくと、赤色発光層15に対して陰極19側で隣接する青色発光層16における補助発光物質としてのドーパント163の赤色発光が増える。
【0031】
図2のグラフにおける曲線Ex,Dxは、駆動電流(単位は、mA/cm2)と色度Xとの関係を示し、曲線Ey,Dyは、駆動電流と色度Yとの関係を示す。曲線Ex,Eyは、青色発光層16にドーパント163をドープした本実施の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子10に直流電界を印加した実験結果を示す。曲線Dx,Dyは、青色発光層16にドーパント163をドープしていないが、その他の点では有機エレクトロルミネッセンス素子10と同じ構成の図示しない有機エレクトロルミネッセンス素子10Aに直流電界を印加した実験結果を示す。白丸、黒丸、白四角及び黒四角は、実測データである。
【0032】
図3は、色度図を表す。図3における曲線Doは、曲線Dx,Dyに対応し、曲線Eoは、曲線Ex,Eyに対応する。即ち、曲線Doは、有機エレクトロルミネッセンス素子10Aに対する直流電界の印加によって得られ、曲線Eoは、有機エレクトロルミネッセンス素子10に対する直流電界の印加によって得られる。曲線Do,Eo上の色度は、駆動電流が大きくなるにつれて曲線Do上を右から左へ移動するように変化する。
【0033】
図2及び図3から明らかなように、有機エレクトロルミネッセンス素子10Aでは、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化が大きい。しかし、本実施の形態の有機エレクトロルミネッセンス素子10では、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化が抑制されている。又、図2及び図3は、有機エレクトロルミネッセンス素子10における白色度が有機エレクトロルミネッセンス素子10Aの白色度に比べて高いことを示している。このような作用効果は、ドーパント152と同じ物質のドーパント163を青色発光層16に微量ドープしたことによって得られたものである。
【0034】
(1−2)白色発光する有機エレクトロルミネッセンス素子では、赤色発光層15、青色発光層16、緑色発光層17のうちのいずれかが余分に発光すると、その発光色が目立ち易く、白色性が損なわれ易い。従って、白色発光する有機エレクトロルミネッセンス素子は、本発明の適用対象として特に好適である。
【0035】
次に、図4の第2の実施の形態を説明する。第1の実施の形態と同じ構成部には同じ符号が付してある。
第2の実施の形態における有機エレクトロルミネッセンス素子10Bでは、緑色発光層17と電子注入層18との間に電子輸送層20が介在されている。電子輸送層20は、電子輸送性を有するAlq3製である。緑色発光層17の厚みは15nmであり、電子輸送層20の厚みは5nmである。その他の構成は、第1の実施の形態の場合と同じである。
【0036】
第2の実施の形態において、第1の実施の形態の場合と同様の効果が得られる。
本発明は、図5に第3の実施の形態として示す白色発光素子としての有機エレクトロルミネッセンス素子10Cにも適用可能である。
【0037】
有機エレクトロルミネッセンス素子10Cは、透明ガラス製の基板11上に、陽極12、正孔注入層13、正孔輸送層14、有機発光層21、有機発光層22、電子注入層18及び陰極19をこの順に積層して構成されている。有機発光層21と有機発光層22とは、互いに補色の関係にある色を別々に発光する。有機発光層21は、例えばDPVDPAN(9,10-ジ〔4-(2,2'-ジフェニルビニル-1-イル)フェニル)アントラセン)製のホスト211に、例えばDPAVBi(4,4'-ビス〔2-(4-(N,N-ジフェニルアミノ)フェニル)ビニル〕ビフェニル)製のドーパント212をドープした構成となっている。有機発光層22は、DPVTP〔4,4'-ビス(2,2−ジフェニルビニル)-ターフェニレン〕製のホスト221に、ルブレン製のドーパント222をドープした構成となっている。DPVDPANは、青色発光物質であり、ルブレンは、橙色発光物質である。基本発光物質であるドーパント212の発光色と、基本発光物質であるドーパント222の発光色とは、補色の関係にある。そして、微量のドーパント223が有機発光層22にドープされている。
【0038】
有機発光層22は、特定の有機発光層としての有機発光層21に対して陰極19側で隣接している。補助発光物質としてのドーパント223は、ドーパント212と同じ材質であり、有機発光層22におけるドーパント223の重量%は、ドーパント222の重量%よりもかなり小さくしてある。又、ドーパント223の量は、ドーパント212の量よりも少なくしてある。
【0039】
有機発光層21にドープされているドーパント212と同じ材質のドーパント223は、第1の実施の形態におけるドーパント163と同じ役割を果たす。即ち、ドーパント223は、駆動電流の大きさの変化に伴う有機エレクトロルミネッセンス素子10Cにおける発光色度の変化を抑制する。
【0040】
本発明では以下のような実施の形態も可能である。
(1)第1及び第2の実施の形態において、ドーパント152,163の材質としてDCJTの代わりに、DCM2([2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolijin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene]propane-dinitrile)を用いること。
【0041】
(2)第1及び第2の実施の形態において、赤色発光層15におけるドーパント152の重量%を0.1〜2.0重量%の範囲とし、青色発光層16におけるドーパント162の重量%を3.0〜8.0重量%の範囲とし、青色発光層16におけるドーパント163の重量%を0.01〜1.0重量%の範囲とし、緑色発光層17におけるドーパント172の重量%を0.5〜2.0重量%の範囲とすること。この場合、ドーパント163の重量%をドーパント162の重量%よりも小さくし、ドーパント163の量をドーパント152の量よりも少なくすること。
【0042】
(3)赤色発光層、青色発光層及び緑色発光層をこの順に陽極側から陰極側に積層した有機エレクトロルミネッセンス素子において、青色発光層にドープされている青系のドーパントと同じドーパントを補助発光物質として必要に応じて緑色発光層に微量ドープすること。
【0043】
(4)赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層をこの順に陽極側から陰極側に積層した有機エレクトロルミネッセンス素子において、赤色発光層にドープされている赤系のドーパントと同じドーパントを緑色発光層に微量ドープすること。
【0044】
(5)青色発光層、赤色発光層及び緑色発光層をこの順に陽極側から陰極側に積層した有機エレクトロルミネッセンス素子において、青色発光層にドープされている青系のドーパントと同じドーパントを赤色発光層に微量ドープすること。
【0045】
(6)補色の関係にない2種類の有機発光層を隣合わせて構成した有機エレクトロルミネッセンス素子に本発明を適用すること。
(7)第1及び第2の実施の形態において、基本発光物質であるドーパント152と同じ物質のドーパント163を青色発光層16にドープする代わりに、ドーパント152の発光色と同系の色の発光を行う別の補助発光物質を青色発光層16にドープすること。
【0046】
(8)特定の有機発光層における電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい場合、特定の有機発光層に対して隣接関係にある有機発光層を陽極側で隣接させ、特定の有機発光層における発光物質を特定の有機発光層に対して隣接関係にある前記有機発光層に補助発光物質としてドープすること。
【0047】
この場合、駆動電流が大きくなってゆくと、正孔と電子との再結合領域が陽極側へ移動し、特定の有機発光層に隣接する前記有機発光層における前記ドーパントの発光が増える。その結果、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化が抑制される。
【0048】
前記した実施の形態から把握できる技術思想について以下に記載する。
〔1〕複数の有機発光層を陽極と陰極との間に挟み、前記陽極側から前記有機発光層へ注入される正孔と、前記陰極側から前記有機発光層へ注入される電子とを再結合させて発光させる有機エレクトロルミネッセンス素子において、
1つの特定の有機発光層に前記陰極側又は陽極側で隣接する有機発光層に対して前記特定の有機発光層における第1基本発光物質を補助発光物質としてドープし、駆動電流の増加に伴って前記正孔と電子との再結合領域が移動する方向の側で前記特定の有機発光層に対して隣接関係にある前記有機発光層を隣接させた有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0049】
〔2〕請求項1乃至請求項7のいずれか1項において、前記複数の有機発光層と前記陽極との間に正孔注入層を介在し、前記複数の有機発光層と前記陰極との間に電子注入層を介在した有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0050】
〔3〕前記〔2〕項において、前記複数の有機発光層と前記正孔注入層との間に正孔輸送層を介在した有機エレクトロルミネッセンス素子。
〔4〕前記〔2〕項及び〔3〕項のいずれか1項において、前記電子注入層と前記陰極との間に電子輸送層を介在した有機エレクトロルミネッセンス素子。
【0051】
【発明の効果】
本発明では、特定の有機発光層に陰極側又は陽極側で隣接する有機発光層に対して、特定の有機発光層における基本発光物質の発光色と同系の色の発光を行う補助発光物質をドープしたので、駆動電流の大きさの変化に伴う発光色度の変化を抑制し得るという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態を示す有機エレクトロルミネッセンス素子の構造を示す断面図。
【図2】駆動電流と色度との関係を示すグラフ。
【図3】色度図。
【図4】第2の実施の形態を示す有機エレクトロルミネッセンス素子の構造を示す断面図。
【図5】第3の実施の形態を示す有機エレクトロルミネッセンス素子の構造を示す断面図。
【符号の説明】
10,10B,10C…白色発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子。12…陽極。15…特定の有機発光層である赤色発光層。16…特定の有機発光層に隣接する有機発光層である青色発光層。17…有機発光層である緑色発光層。151,161,171,211,221…ホスト。152,162,172,212,222…基本発光物質としてのドーパント。163,223…補助発光物質としてのドーパント。19…陰極。21…特定の有機発光層。22…特定の有機発光層に隣接する有機発光層。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescence element.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-243565 discloses an organic electroluminescence element that obtains white light emission by mixing two complementary colors. There is also an organic electroluminescence device that obtains white light emission by mixing three colors of red, blue, and green. As such an organic electroluminescent element, there is an organic electroluminescent element having a configuration in which a plurality of organic light emitting layers doped with a light emitting dopant are sandwiched between an anode and a cathode.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the organic electroluminescence element having a plurality of organic light emitting layers, there is a problem that the emission color changes when the magnitude of the drive current changes for brightness adjustment or the like. The change in emission color accompanying the change in the magnitude of the drive current is considered to be due to the following reason.
[0004]
For example, an organic light emitting layer for red light emission (hereinafter referred to as a red light emitting layer), an organic light emitting layer for blue light emission (hereinafter referred to as a blue light emitting layer), and an organic light emitting layer for green light emission (hereinafter referred to as a green light emitting layer) Consider an organic electroluminescence element laminated in this order from the anode side. In this organic electroluminescence device, the mobility of holes in the host of the red light emitting layer is large, and the mobility of holes in the hosts of the blue light emitting layer and the green light emitting layer is small.
[0005]
Then, when the driving current is small, the holes have a difference between the hole mobility in the red light emitting layer and the hole mobility in the blue light emitting layer, or the energy level of the highest electron-occupying molecular orbital in the red light emitting layer (HOMO level). ) And the HOMO level in the blue light emitting layer, it remains at the interface between the red light emitting layer and the blue light emitting layer. Therefore, the recombination region of electrons and holes is exclusively located in the red light emitting layer, and the light emission chromaticity of the entire organic electroluminescence element is close to the light emission color of the red light emitting layer. That is, when the drive current is small, reddish white light emission occurs.
[0006]
However, as the drive current increases, the rate at which holes propagate to the cathode side increases, and the recombination region of electrons and holes moves to the blue light emitting layer side. Therefore, the light emission chromaticity of the entire organic electroluminescence element is close to the light emission color of the blue light emitting layer. That is, when the drive current is large, blue light emission is generated.
[0007]
An object of this invention is to provide the organic electroluminescent element which can suppress the change of the light emission chromaticity accompanying the change of the magnitude | size of a drive current.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a plurality of organic light emitting layers that emit light of different colors between an anode and a cathode, holes injected from the anode side to the organic light emitting layer, and the organic light emitting from the cathode side. An organic electroluminescent element that combines the electrons injected into the layer to emit light and displays a mixed color of light emitted from the plurality of organic light emitting layers is targeted. In the invention of claim 1, one specific organic light emitting layer is provided. The first basic light emitting material is doped with only the first basic light emitting material, and the adjacent organic light emitting layer adjacent to the one specific organic light emitting layer on the cathode side or the anode side is doped with the first basic light emitting material in the specific organic light emitting layer. Doping a second basic light emitting material that emits light of a color different from the light emission color and an auxiliary light emitting material that emits light of a color similar to the light emission color of the first basic light emitting material in the specific organic light emitting layer, and the specific organic light emission In layers When the hole mobility is greater than the electron mobility, the adjacent organic light emitting layer is adjacent to the cathode side, and the electron mobility in the specific organic light emitting layer is greater than the hole mobility The adjacent organic light emitting layer is adjacent to the anode side, and the amount of the auxiliary light emitting material is smaller than the weight percent of the second basic light emitting material and smaller than the amount of the first basic light emitting material .
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the auxiliary light emitting material is the same material as the first basic light emitting material.
In the inventions of claim 1 and claim 2, when the mobility of holes in the specific organic light emitting layer is larger than the mobility of electrons, the recombination region of holes and electrons increases as the drive current increases. Moves to the cathode side. The adjacent organic light emitting layer doped with the auxiliary light emitting material is adjacent to the specific organic light emitting layer on the cathode side. Therefore, as the drive current increases, the light emission of the auxiliary light emitting material in the adjacent organic light emitting layer increases. As a result, a change in emission chromaticity accompanying a change in the magnitude of the drive current is suppressed.
[0010]
When the mobility of electrons in a specific organic light emitting layer is larger than the mobility of holes, the recombination region of holes and electrons moves to the anode side as the drive current increases. The adjacent organic light emitting layer doped with the auxiliary light emitting material is adjacent to the specific organic light emitting layer on the anode side. Therefore, as the drive current increases, the light emission of the auxiliary light emitting material in the adjacent organic light emitting layer increases. As a result, a change in emission chromaticity accompanying a change in the magnitude of the drive current is suppressed.
[0011]
In the invention of claim 3, in claim 2, the mobility of holes in the particular organic light emitting layer is larger than the electron mobility, adjacent at the cathode side with respect to the specific organic luminescent layer wherein The adjacent organic light emitting layer was doped with the auxiliary light emitting material.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the mobility of holes in the adjacent organic light emitting layer adjacent to the specific organic light emitting layer on the cathode side is the hole mobility in the specific organic light emitting layer. Less than mobility.
[0013]
In the third and fourth aspects of the invention, as the drive current increases, the light emission of the auxiliary light emitting material in the adjacent organic light emitting layer increases.
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the third and fourth aspects, the plurality of organic light emitting layers are a red light emitting layer, a blue light emitting layer, and a green light emitting layer, and the organic electroluminescent element is a white light emitting element. It was.
[0014]
A change in chromaticity of white light emission accompanying a change in the magnitude of the drive current is suppressed.
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the red light emitting layer, the blue light emitting layer, and the green light emitting layer are laminated in this order from the anode side, and the first basic light emitting material in the red light emitting layer is used as the auxiliary light emitting. The blue light emitting layer was doped as a material.
[0015]
The red light-emitting layer becomes a specific organic light-emitting layer, and the hole mobility in the red light-emitting layer is larger than the electron mobility. As the drive current increases, the recombination region of holes and electrons moves to the cathode side. The blue light emitting layer doped with the basic light emitting material (red light emitting material) in the red light emitting layer is adjacent to the red light emitting layer on the cathode side. Accordingly, as the drive current increases, the light emission of the auxiliary light emitting material (red light emitting material) in the blue light emitting layer adjacent to the red light emitting layer increases. As a result, a change in chromaticity of white light emission accompanying a change in the magnitude of the drive current is suppressed.
[0016]
In the invention of claim 7, a plurality of organic light emitting layers are sandwiched between an anode and a cathode, and holes injected from the anode side to the organic light emitting layer and injected from the cathode side to the organic light emitting layer. In an organic electroluminescence device that displays a mixed color of light emitted from the plurality of organic light emitting layers by combining electrons and emits light, an adjacent organic light emitting layer adjacent to one specific organic light emitting layer on the cathode side or the anode side In contrast, the auxiliary light emitting material that emits light of the same color as the emission color of the basic light emitting material in the specific organic light emitting layer is doped, and the hole mobility in the specific organic light emitting layer is more than the electron mobility. Is larger, the adjacent organic light emitting layer is adjacent to the cathode side, and when the mobility of electrons in the specific organic light emitting layer is larger than the mobility of holes, the adjacent organic light emitting layer is Next to the anode side Is, the plurality of organic light-emitting layer, the colors are complementary colors with a pair of organic light emitting layer that emits light separately from each other, the amount of the auxiliary light emitting material is less than the weight percent of the second basic luminescent material, the Less than the amount of 1 basic luminescent material .
[0017]
A change in chromaticity of white light emission accompanying a change in the magnitude of the drive current is suppressed.
According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the plurality of organic light-emitting layers are formed by doping a light-emitting dopant as a light-emitting substance to a host that does not emit light. A light emitting material doped in the one specific organic light emitting layer as a first basic light emitting material, and the adjacent organic light emitting layer adjacent to the one specific organic light emitting layer on the cathode side or the anode side. When the first basic light emitting material in a specific organic light emitting layer is doped as the auxiliary light emitting material, and the hole mobility in the specific organic light emitting layer is larger than the electron mobility, the adjacent organic light emitting layer is When the mobility of electrons in the specific organic light emitting layer is larger than the mobility of holes, the adjacent organic light emitting layer is adjacent to the anode side.
[0018]
When the mobility of holes in a specific organic light emitting layer is larger than the mobility of electrons, the recombination region of holes and electrons moves to the cathode side as the drive current increases. The adjacent organic light emitting layer doped with the dopant as the basic light emitting material in the specific organic light emitting layer as the auxiliary light emitting material is adjacent to the specific organic light emitting layer on the cathode side. Therefore, as the drive current increases, the light emission of the dopant in the adjacent organic light emitting layer increases. As a result, a change in emission chromaticity accompanying a change in the magnitude of the drive current is suppressed.
[0019]
When the mobility of electrons in a specific organic light emitting layer is larger than the mobility of holes, the recombination region of holes and electrons moves to the anode side as the drive current increases. The adjacent organic light emitting layer doped with the dopant as the basic light emitting material in the specific organic light emitting layer as the auxiliary light emitting material is adjacent to the specific organic light emitting layer on the anode side. Therefore, as the drive current increases, the light emission of the dopant in the adjacent organic light emitting layer increases. As a result, a change in emission chromaticity accompanying a change in the magnitude of the drive current is suppressed.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0021]
FIG. 1 shows an
[0022]
The
[0023]
The thicknesses of the
[0024]
The red light-emitting
[0025]
[Chemical 1]
Hereinafter, the substance represented by the chemical formula (1) is represented as DCJT. The weight% of the
[0026]
The blue light-emitting
[0027]
The green
[0028]
Each of the red
[0029]
When a DC electric field is applied between the
[0030]
The following effects can be obtained in the first embodiment.
(1-1) As the drive current increases, the recombination region of holes and electrons moves to the
[0031]
Curves Ex and Dx in the graph of FIG. 2 show the relationship between drive current (unit: mA / cm 2 ) and chromaticity X, and curves Ey and Dy show the relationship between drive current and chromaticity Y. Curves Ex and Ey show experimental results in which a direct current electric field was applied to the
[0032]
FIG. 3 represents a chromaticity diagram. A curve Do in FIG. 3 corresponds to the curves Dx and Dy, and a curve Eo corresponds to the curves Ex and Ey. That is, the curve Do is obtained by applying a direct current electric field to the
[0033]
As apparent from FIGS. 2 and 3, in the
[0034]
(1-2) In an organic electroluminescence device that emits white light, if any one of the red
[0035]
Next, a second embodiment of FIG. 4 will be described. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
In the
[0036]
In the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
The present invention can also be applied to an
[0037]
The
[0038]
The organic
[0039]
The dopant 223 made of the same material as the
[0040]
In the present invention, the following embodiments are also possible.
(1) In the first and second embodiments, DCM2 ([2-methyl-6- [2- (2,3,6,7-tetrahydro-1H] is used as the material of the
[0041]
(2) In the first and second embodiments, the weight% of the
[0042]
(3) In an organic electroluminescence device in which a red light emitting layer, a blue light emitting layer, and a green light emitting layer are laminated in this order from the anode side to the cathode side, the same dopant as the blue dopant doped in the blue light emitting layer is used as an auxiliary light emitting material. As necessary, the green light emitting layer may be slightly doped.
[0043]
(4) In an organic electroluminescence device in which a red light emitting layer, a green light emitting layer, and a blue light emitting layer are laminated in this order from the anode side to the cathode side, the same dopant as the red dopant doped in the red light emitting layer is used as the green light emitting layer. Doping in small amounts.
[0044]
(5) In an organic electroluminescent device in which a blue light emitting layer, a red light emitting layer and a green light emitting layer are laminated in this order from the anode side to the cathode side, the same dopant as the blue dopant doped in the blue light emitting layer is used as the red light emitting layer. Doping in small amounts.
[0045]
(6) The present invention is applied to an organic electroluminescence element formed by adjoining two types of organic light emitting layers that are not in a complementary color relationship.
(7) In the first and second embodiments, instead of doping the blue
[0046]
(8) When the mobility of electrons in the specific organic light-emitting layer is larger than the mobility of holes, the organic light-emitting layer adjacent to the specific organic light-emitting layer is adjacent on the anode side, and the specific organic light-emitting layer Doping an organic light emitting layer adjacent to a specific organic light emitting layer as an auxiliary light emitting material.
[0047]
In this case, as the drive current increases, the recombination region of holes and electrons moves to the anode side, and the emission of the dopant in the organic light emitting layer adjacent to the specific organic light emitting layer increases. As a result, a change in emission chromaticity accompanying a change in the magnitude of the drive current is suppressed.
[0048]
The technical idea that can be grasped from the embodiment described above will be described below.
[1] A plurality of organic light-emitting layers are sandwiched between an anode and a cathode, and holes injected from the anode side to the organic light-emitting layer and electrons injected from the cathode side to the organic light-emitting layer are reused. In an organic electroluminescence device that emits light by being combined,
The organic light emitting layer adjacent to one specific organic light emitting layer on the cathode side or the anode side is doped with the first basic light emitting material in the specific organic light emitting layer as an auxiliary light emitting material, and the driving current increases. An organic electroluminescence device in which the organic light-emitting layer adjacent to the specific organic light-emitting layer is adjacent to the specific organic light-emitting layer on the side in which the recombination region of holes and electrons moves.
[0049]
[2] In any one of claims 1 to 7, a hole injection layer is interposed between the plurality of organic light emitting layers and the anode, and between the plurality of organic light emitting layers and the cathode. An organic electroluminescence device having an electron injection layer interposed therebetween.
[0050]
[3] The organic electroluminescence device according to [2], wherein a hole transport layer is interposed between the plurality of organic light emitting layers and the hole injection layer.
[4] The organic electroluminescence device according to any one of [2] and [3], wherein an electron transport layer is interposed between the electron injection layer and the cathode.
[0051]
【The invention's effect】
In the present invention, the organic light emitting layer adjacent to the specific organic light emitting layer on the cathode side or the anode side is doped with an auxiliary light emitting material that emits light of the same color as the emission color of the basic light emitting material in the specific organic light emitting layer As a result, an excellent effect is obtained in that a change in emission chromaticity associated with a change in the magnitude of the drive current can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an organic electroluminescence element showing a first embodiment.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between drive current and chromaticity.
FIG. 3 is a chromaticity diagram.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of an organic electroluminescence element showing a second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of an organic electroluminescence element showing a third embodiment.
[Explanation of symbols]
10, 10B, 10C ... Organic electroluminescence elements which are white light emitting elements. 12 ... Anode. 15: A red light emitting layer which is a specific organic light emitting layer. 16 A blue light emitting layer which is an organic light emitting layer adjacent to a specific organic light emitting layer. 17 ... Green light emitting layer which is an organic light emitting layer. 151, 161, 171, 211, 221 ... hosts. 152, 162, 172, 212, 222... Dopants as basic luminescent materials. 163, 223... Dopants as auxiliary light emitting materials. 19: Cathode. 21 ... A specific organic light emitting layer. 22: An organic light emitting layer adjacent to a specific organic light emitting layer.
Claims (8)
1つの特定の有機発光層に第1基本発光物質のみをドープし、前記1つの特定の有機発光層に前記陰極側又は陽極側で隣接する隣接有機発光層に対して、前記特定の有機発光層における第1基本発光物質の発光色と異なる色の発光を行う第2基本発光物質及び前記特定の有機発光層における第1基本発光物質の発光色と同系の色の発光を行う補助発光物質をドープし、前記特定の有機発光層における正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陰極側に隣接させ、前記特定の有機発光層における電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陽極側に隣接させ、
前記補助発光物質の量は、第2基本発光物質の重量%よりも小さく、第1基本発光物質の量よりも少ない有機エレクトロルミネッセンス素子。A plurality of organic light emitting layers each emitting light of different colors are sandwiched between an anode and a cathode, and holes injected from the anode side to the organic light emitting layer and injected from the cathode side to the organic light emitting layer. In an organic electroluminescence element that displays a mixed color of light emitted from the plurality of organic light emitting layers, by combining with electrons to emit light,
One specific organic light emitting layer is doped only with the first basic light emitting material, and the specific organic light emitting layer is adjacent to the adjacent organic light emitting layer adjacent to the one specific organic light emitting layer on the cathode side or the anode side. A second basic light-emitting material that emits light of a color different from the light emission color of the first basic light-emitting material and an auxiliary light-emitting material that emits light of a color similar to the light emission color of the first basic light-emitting material in the specific organic light-emitting layer When the hole mobility in the specific organic light emitting layer is larger than the electron mobility, the adjacent organic light emitting layer is adjacent to the cathode side, and the electron mobility in the specific organic light emitting layer is Is larger than the hole mobility, the adjacent organic light emitting layer is adjacent to the anode side ,
The amount of the auxiliary luminescent material is less than the weight percent of the second basic luminescent material and less than the amount of the first basic luminescent material .
1つの特定の有機発光層に前記陰極側又は陽極側で隣接する隣接有機発光層に対して、前記特定の有機発光層における基本発光物質の発光色と同系の色の発光を行う補助発光物質をドープし、前記特定の有機発光層における正孔の移動度が電子の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陰極側に隣接させ、前記特定の有機発光層における電子の移動度が正孔の移動度よりも大きい場合には、前記隣接有機発光層を前記陽極側に隣接させ、前記複数の有機発光層は、互いに補色の関係にある色を別々に発光する一対の有機発光層であり、
前記補助発光物質の量は、第2基本発光物質の重量%よりも小さく、第1基本発光物質の量よりも少ない有機エレクトロルミネッセンス素子。A plurality of organic light emitting layers are sandwiched between an anode and a cathode, and light is emitted by combining holes injected from the anode side into the organic light emitting layer and electrons injected from the cathode side into the organic light emitting layer. In the organic electroluminescence device for displaying a color mixture of light emitted from the plurality of organic light emitting layers,
An auxiliary light emitting material that emits light of a color similar to the light emission color of the basic light emitting material in the specific organic light emitting layer with respect to an adjacent organic light emitting layer adjacent to one specific organic light emitting layer on the cathode side or the anode side When the hole mobility in the specific organic light-emitting layer is greater than the electron mobility, the adjacent organic light-emitting layer is adjacent to the cathode side, and the electron transfer in the specific organic light-emitting layer When the degree of mobility is greater than the mobility of holes, the adjacent organic light emitting layer is adjacent to the anode side, and the plurality of organic light emitting layers emit a pair of organic colors separately emitting complementary colors. the light-emitting layer der is,
The amount of the auxiliary luminescent material is less than the weight percent of the second basic luminescent material and less than the amount of the first basic luminescent material .
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