JPH06200244A - Organic thin-film el element - Google Patents

Organic thin-film el element

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JPH06200244A
JPH06200244A JP5221060A JP22106093A JPH06200244A JP H06200244 A JPH06200244 A JP H06200244A JP 5221060 A JP5221060 A JP 5221060A JP 22106093 A JP22106093 A JP 22106093A JP H06200244 A JPH06200244 A JP H06200244A
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organic thin
transporting
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祐一 伊藤
Mitsunori Sugiura
光律 杉浦
Hisaya Sato
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Abstract

PURPOSE:To overcome the problem with degradation due to poor heat resistance, low film strengths, and ease of crystallization of an org. material for the subject element, and thus to obtain the element having a high luminance and a long life. CONSTITUTION:The objective element at least comprises an anode, a hole injection and transport layer, an org. luminescent layer, and a cathode. In the element, org.-compd.-contg. layers between the anode and the cathode contain a polyphosphazene compd. having hole-transporting, luminescent, or electron- transporting group on the side chains, a polyether compd. with a main chain with arom. tert. amino groups, or a polyphosphoric ester compd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、有機薄膜のエレクトロ
ルミネセンス(以下単にELという)現象を利用した有
機薄膜EL素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic thin film EL device utilizing the electroluminescence (hereinafter simply referred to as EL) phenomenon of an organic thin film.

【0002】[0002]

【従来の技術】イーストマン・コダック社のC.W.T
angらにより開発された有機薄膜EL素子は、特開昭
59−194393号公報、特開昭63−264692
号公報、特開昭63−295695号公報、アプライド
・フィジックス・レター第51巻第12号第913頁
(1987年)、およびジャーナル・オブ・アプライド
フィジックス第65巻第9号第3610頁(1989
年)等によれば、一般的には陽極、有機正孔注入輸送
層、有機発光層、陰極の順に構成され、以下のように作
られている。
2. Description of the Related Art C. of Eastman Kodak Company. W. T
The organic thin film EL device developed by Ang et al. is disclosed in JP-A-59-194393 and JP-A-63-264692.
Publication No. 63-295695, Applied Physics Letters Vol. 51 No. 12, 913 (1987), and Journal of Applied Physics Vol. 65 No. 9, 3610 (1989).
In general, the anode, the organic hole injecting and transporting layer, the organic light emitting layer, and the cathode are formed in this order, and are manufactured as follows.

【0003】図1に示すように、まず、ガラスや樹脂フ
ィルム等の透明絶縁性の基板(1)上に、蒸着又はスパ
ッタリング法等でインジウムとスズの複合酸化物(以下
ITOという)の透明導電性被膜の陽極(2)が形成さ
れる。次に有機正孔注入輸送層(3)として銅フタロシ
アニン(以下CuPcと略す)、あるいは(化1)で示
される化合物:
As shown in FIG. 1, first, on a transparent insulating substrate (1) such as glass or a resin film, a transparent conductive material of a complex oxide of indium and tin (hereinafter referred to as ITO) is formed by vapor deposition or sputtering. The positive electrode (2) of the functional coating is formed. Next, as the organic hole injecting and transporting layer (3), copper phthalocyanine (hereinafter abbreviated as CuPc) or a compound represented by the following (Chemical Formula 1):

【0004】[0004]

【化1】 [Chemical 1]

【0005】1,1−ビス(4−ジーpートリルアミノ
フェニル)シクロヘキサン(融点181.4℃〜18
2.4℃)、あるいは(化2)で示される化合物:
1,1-bis (4-di-p-tolylaminophenyl) cyclohexane (melting point 181.4 ° C.-18
2.4 ° C.) or a compound represented by (Chemical Formula 2):

【0006】[0006]

【化2】 [Chemical 2]

【0007】N,N,N’,N’−テトラ−p−トリル
−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(融点1
20℃)等のテトラアリールジアミンを、0.1μm程
度以下の厚さに単層または積層して蒸着して形成する。
N, N, N ', N'-tetra-p-tolyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (melting point 1
(20 ° C.) tetraaryldiamine or the like having a thickness of about 0.1 μm or less is formed as a single layer or a laminated layer by vapor deposition.

【0008】次に有機正孔注入輸送層(3)上にトリス
(8−キノリノール)アルミニウム(以下Alq3 と略
す)等の有機蛍光体を0.1μm程度以下の厚さで蒸着
し、有機発光層(4)を形成する。最後に、その上に陰
極(5)としてMg:Ag,Ag:Eu,Mg:Cu,
Mg:In,Mg:Sn等の合金を共蒸着法により20
0nm程度蒸着している。
Next, an organic phosphor such as tris (8-quinolinol) aluminum (hereinafter abbreviated as Alq 3 ) is vapor-deposited on the organic hole injecting and transporting layer (3) to a thickness of about 0.1 μm or less to emit organic light. Form the layer (4). Finally, as a cathode (5), Mg: Ag, Ag: Eu, Mg: Cu, and
An alloy of Mg: In, Mg: Sn, etc. is formed by a co-evaporation method.
The vapor deposition is about 0 nm.

【0009】また、安達らは有機発光層と陰極(5)の
間に、有機電子注入輸送層(6)を設け、素子を作製し
た。アプライド・フィズィックス・レター第57巻第6
号第531頁(1990年)によると、その素子は、I
TOの陽極上に有機正孔注入輸送層(3)としてN,
N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニ
ル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン〔融
点159〜163℃、ガラス転移温度67℃(窒素下、
20℃/分の昇温速度のDSCで測定);以下TPDと
略す〕、有機発光層(4)として1−〔4−N,N−ビ
ス(p−メトキシフェニル)アミノスチリル〕ナフタレ
ン、有機電子注入輸送層(6)として2−(4−ビフェ
ニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,
4−オキサジアゾール(以下、単にBPBDという)、
陰極(5)としてMgとAgの合金を順に積層してい
る。
Further, Adachi et al. Prepared an element by providing an organic electron injecting and transporting layer (6) between the organic light emitting layer and the cathode (5). Applied Physics Letter Vol. 57, Vol. 6
No. 531 (1990), the device is
As an organic hole injecting and transporting layer (3) on the anode of TO, N,
N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine [melting point 159 to 163 ° C., glass transition temperature 67 ° C. (under nitrogen,
Measured by DSC at a heating rate of 20 ° C./min); hereinafter abbreviated as TPD], 1- [4-N, N-bis (p-methoxyphenyl) aminostyryl] naphthalene as an organic light emitting layer (4), organic electron 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3 as the injecting and transporting layer (6)
4-oxadiazole (hereinafter simply referred to as BPBD),
An alloy of Mg and Ag is sequentially stacked as the cathode (5).

【0010】以上のように作られた素子は、透明電極側
を陽極として20〜30V以下の直流低電圧を印加する
ことにより発光層に正孔と電子が注入され、その再結合
により発光し1000cd/m2程度の輝度が得られる。
しかし、上記で示した正孔注入輸送材料は、CuPcは
耐熱性ではあるが可視光線波長領域の吸収が大きく、ま
た結晶性であるために蒸着膜が凸凹になり、CuPcの
みを有機正孔注入輸送材料として用いた素子はEL発光
の取り出し効率が低く、素子が電気短絡しやすくなる問
題があった。
In the device manufactured as described above, holes and electrons are injected into the light emitting layer by applying a direct current low voltage of 20 to 30 V or less with the transparent electrode side serving as an anode, and the light is recombined to emit light of 1000 cd. A brightness of about / m 2 can be obtained.
However, in the hole injecting and transporting material shown above, CuPc is heat resistant but has a large absorption in the visible light wavelength region, and since it is crystalline, the deposited film becomes uneven, and only CuPc is injected into the organic hole injecting material. The element used as a transport material has a low EL emission extraction efficiency, and thus has a problem that the element is easily electrically short-circuited.

【0011】(化1)(化2)で示した化合物およびT
PDは、非晶質で平滑な蒸着膜が得られ、可視波長領域
での吸収もないが、融点およびガラス転移温度が低いた
め、素子作成プロセスや素子駆動時の発熱により、発光
層と混合してしまったり、時間が経つにつれて膜が結晶
化し凸凹になる問題があった。例えば50nm程度の薄
膜にしてTPDとAlq3 層を積層した場合に於いては
95℃程度の温度で両層が混合してしまった。
Compounds represented by (Chemical Formula 1) and (Chemical Formula 2) and T
PD is an amorphous and smooth vapor-deposited film that does not absorb in the visible wavelength region, but has a low melting point and glass transition temperature, so it is mixed with the light-emitting layer due to heat generated during the device manufacturing process and device driving. There was a problem that the film crystallized and became uneven as time passed. For example, when a thin film having a thickness of about 50 nm and TPD and Alq 3 layers were laminated, both layers were mixed at a temperature of about 95 ° C.

【0012】また、低分子のみからなる正孔注入輸送層
は膜の機械的強度も弱く、有機層が低分子の蒸着のみで
形成された素子はITOのエッチングパターンの段差部
でショートしやすいという問題があった。
Further, the hole injecting and transporting layer consisting of only low molecular weight has a weak mechanical strength of the film, and an element in which the organic layer is formed only by vapor deposition of low molecular weight is likely to be short-circuited at the step portion of the etching pattern of ITO. There was a problem.

【0013】テレビジョン学会技術報告16巻、2号、
47頁(1992年)によると、脇本らは正孔注入輸送
層にTPDの単層蒸着膜を用い発光層にキナクリドン
(以下Qdという)を添加したAlq3蒸着膜を用いて
最高輝度68000cd/m2(融解破壊直前)を得てい
る。この素子の4mA/cm2 定電流駆動での初期輝度は
275cd/Mと低く、輝度半減寿命は130時間であ
った。一般に有機薄膜EL素子は電流密度を上げて輝度
を上げると、劣化速度が速くなるという問題があり、高
輝度と長寿命を両立した素子を得るのは難しかった。
Television Society Technical Report Vol. 16, No. 2,
According to P. 47 (1992), Wakimoto et al. Used a single-layer deposited film of TPD for the hole injecting and transporting layer and an Alq3 deposited film with quinacridone (hereinafter referred to as Qd) for the light emitting layer to obtain a maximum brightness of 68000 cd / m 2. (Just before melting and breaking). This device had a low initial luminance of 275 cd / M when driven at a constant current of 4 mA / cm 2 and a luminance half life of 130 hours. Generally, the organic thin film EL element has a problem that the deterioration rate becomes faster when the current density is increased to increase the brightness, and it is difficult to obtain an element having both high brightness and long life.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上で述べ
たような従来の有機薄膜EL素子用有機材料の耐熱性お
よび膜強度の不足と結晶化しやすさによる劣化の問題、
および耐熱性の高いCuPcやQdからなる層は透光性
が低いといった層構成上の問題を改善し、高輝度で長寿
命な有機薄膜EL素子を提供することを目的としてなさ
れたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention aims to solve the problems of heat resistance and film strength of the conventional organic thin film EL element organic materials described above, and deterioration due to crystallization.
The layer made of CuPc or Qd, which has high heat resistance, has been made for the purpose of providing an organic thin film EL element having high brightness and long life by improving the problem of the layer structure such as low translucency.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題に
鑑みてなされたものであって、少なくとも陽極、正孔注
入輸送層、有機発光層、陰極から構成される有機薄膜E
L素子において、陽極と陰極の間の有機化合物を含む層
が、正孔輸送性または発光性または電子輸送性の基を側
鎖に有するポリフォスファゼン化合物、または芳香族第
3級アミンを主鎖に有するポリエーテル化合物もしくは
ポリリン酸エステル化合物を含むことを特徴とする有機
薄膜EL素子である。
The present invention has been made in view of the above problems, and is an organic thin film E including at least an anode, a hole injecting and transporting layer, an organic light emitting layer, and a cathode.
In the L element, the layer containing an organic compound between the anode and the cathode comprises a polyphosphazene compound having a hole-transporting or light-emitting or electron-transporting group as a side chain, or an aromatic tertiary amine main chain. 2. An organic thin film EL device comprising the polyether compound or the polyphosphate ester compound according to 1.

【0016】さらに言えば、前記ポリフォスファゼン化
合物またはポリエーテル化合物もしくはポリリン酸エス
テル化合物が、正孔注入輸送層に用いられ、なおかつ必
要に応じて、正孔注入輸送層が多層構造を有することを
特徴とする有機薄膜EL素子である。本発明のさらなる
特徴は、上記の化合物、すなわちポリフォスファゼン化
合物またはポリエーテル化合物もしくはポリリン酸エス
テル化合物が、有機溶剤の溶液を塗布することにより製
膜されたことを特徴とする有機薄膜EL素子である。
Furthermore, the polyphosphazene compound, the polyether compound or the polyphosphoric acid ester compound is used for the hole injecting and transporting layer, and if necessary, the hole injecting and transporting layer has a multilayer structure. It is a characteristic organic thin film EL element. A further feature of the present invention is an organic thin film EL device characterized in that the above-mentioned compound, that is, a polyphosphazene compound or a polyether compound or a polyphosphate ester compound, is formed by coating a solution of an organic solvent. is there.

【0017】以下に本発明の有機薄膜EL素子を模式的
に示す図1から図4までに基いて説明する。図1は、本
発明における有機薄膜EL素子を、基板(1)上に陽極
(2)、正孔注入輸送層(3)、有機発光層(4)、陰
極(5)、封止層(7)の順に構成し、ガラス板(8)
を接着性樹脂(9)にて接着して密封した場合の例であ
り、本発明におけるポリフォスファゼン化合物またはポ
リエーテル化合物またはポリリン酸エステル化合物を正
孔注入輸送層(3)または有機発光層(4)のどちらか
または両方に用いることができる。
The organic thin film EL element of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 shows an organic thin film EL device according to the present invention, which comprises an anode (2), a hole injecting and transporting layer (3), an organic light emitting layer (4), a cathode (5) and a sealing layer (7) on a substrate (1). ) And glass plate (8)
This is an example in which the compound is adhered with an adhesive resin (9) and hermetically sealed, and the polyphosphazene compound, the polyether compound or the polyphosphate ester compound in the present invention is used for the hole injecting and transporting layer (3) or the organic light emitting layer ( It can be used for either or both of 4).

【0018】図2は、正孔注入輸送層が2層構成の場合
であり、第1正孔注入輸送層(10)として第2正孔注
入輸送層(11)と陽極の仕事関数の間の仕事関数の値
を持つ材料を用いることで有機発光層(4)への正孔注
入効率が向上し、低電圧でEL発光が得られるようにな
る。本発明におけるポリフォスファゼン化合物またはポ
リエーテル化合物またはポリリン酸エステル化合物を含
む層は、第1または第2正孔注入輸送層(11)のどち
らか、または第1正孔注入輸送層(10)が第2正孔注
入輸送層(11)の製膜時に使用する溶剤に不溶の場合
は両方の層に用いることもできる。
FIG. 2 shows the case where the hole injecting and transporting layer has a two-layer structure, and the first hole injecting and transporting layer (10) is between the second hole injecting and transporting layer (11) and the work function of the anode. By using a material having a work function value, hole injection efficiency into the organic light emitting layer (4) is improved, and EL light emission can be obtained at a low voltage. In the layer containing the polyphosphazene compound, the polyether compound, or the polyphosphate ester compound in the present invention, either the first or second hole injecting and transporting layer (11) or the first hole injecting and transporting layer (10) is used. When it is insoluble in the solvent used for forming the second hole injecting and transporting layer (11), it can be used for both layers.

【0019】図3はさらに素子の安定性を高めるために
第2正孔注入輸送層(11)と有機発光層(4)間に第
3正孔注入輸送層(12)を形成した場合であり、さら
に多層に形成することもできる。さらに、図4に示すよ
うに有機送発光層(4)と陰極(5)間に有機発光層と
の界面で正孔の流れを阻止する電子注入輸送層(6)を
設け、基板(1)上に陽極(2)、有機正孔注入輸送層
(3)、有機発光層(4)、有機電子注入輸送層
(6)、陰極(5)、封止層(7)の順に構成すること
もできるし、同様の構成を基板上に陰極から逆の順に構
成してもよい。以下、さらに詳しく材料および素子の製
造方法について説明する。
FIG. 3 shows a case where a third hole injecting and transporting layer (12) is formed between the second hole injecting and transporting layer (11) and the organic light emitting layer (4) to further improve the stability of the device. It is also possible to form more layers. Further, as shown in FIG. 4, an electron injecting and transporting layer (6) for blocking the flow of holes at the interface between the organic light emitting and emitting layer (4) and the cathode (5) is provided, and the substrate (1) is provided. An anode (2), an organic hole injecting and transporting layer (3), an organic light emitting layer (4), an organic electron injecting and transporting layer (6), a cathode (5), and a sealing layer (7) may be formed in this order. Alternatively, the same structure may be formed on the substrate in the reverse order from the cathode. Hereinafter, the material and the method of manufacturing the element will be described in more detail.

【0020】陽極(2)は、ガラスやプラスチックフィ
ルム等の透明絶縁性の基板(1)上にITO(仕事関数
4.6〜4.8eV)や酸化亜鉛アルミニウムのような
透明導電性物質を真空蒸着やスパッタリング法等で被覆
した表面抵抗10〜50Ω/□、可視光線透過率80%
以上の透明電極、又は金やプラチナを薄く蒸着した半透
明電極やポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン
等の高分子を被覆した半透明電極が望ましい。
The anode (2) is formed by vacuuming a transparent conductive material such as ITO (work function 4.6 to 4.8 eV) or zinc aluminum oxide on a transparent insulating substrate (1) such as glass or plastic film. Surface resistance covered by vapor deposition or sputtering method 10 to 50Ω / □, visible light transmittance 80%
The transparent electrode described above, a semitransparent electrode in which gold or platinum is thinly vapor-deposited, or a semitransparent electrode coated with a polymer such as polyaniline, polypyrrole, or polythiophene is preferable.

【0021】しかし、別の場合には、陽極(2)は不透
明で、正孔注入輸送層(3)を通して有機発光層(4)
へ正孔注入しやすい仕事関数の値の大きい金、プラチ
ナ、パラジウム、ニッケル等の金属板、シリコン、ガリ
ウムリン、アモルファス炭化シリコン等の仕事関数が
4.6eV以上の半導体基板、もしくはそれらの金属や
半導体を、絶縁性の基板(1)上に被覆した陽極(2)
に用い、陰極(5)を透明電極もしくは半透明電極とす
ることもできる。陰極(5)も不透明であれば、有機発
光層(4)の少なくとも一端が透明である必要がある。
In another case, however, the anode (2) is opaque and the organic light emitting layer (4) passes through the hole injecting and transporting layer (3).
A metal plate such as gold, platinum, palladium, nickel, or the like having a large work function value for easily injecting holes into a semiconductor substrate, a semiconductor substrate such as silicon, gallium phosphide, or amorphous silicon carbide having a work function of 4.6 eV or more, or a metal thereof. Anode (2) in which a semiconductor is coated on an insulating substrate (1)
The cathode (5) can also be used as a transparent electrode or a semitransparent electrode. If the cathode (5) is also opaque, at least one end of the organic light emitting layer (4) needs to be transparent.

【0022】次に本発明における有機正孔注入輸送層
(3)を陽極(2)上に形成する。本発明に用いる正孔
注入輸送層は、一般式(化3)で示されるポリフォスフ
ァゼン化合物をまたは一般式(化6)で示されるポリエ
ーテル化合物を含む単層で形成することができる。
Next, the organic hole injecting and transporting layer (3) of the present invention is formed on the anode (2). The hole injecting and transporting layer used in the present invention can be formed as a single layer containing the polyphosphazene compound represented by the general formula (Formula 3) or the polyether compound represented by the general formula (Formula 6).

【0023】[0023]

【化3】 [Chemical 3]

【0024】[0024]

【化4】 [Chemical 4]

【0025】[0025]

【化5】 [Chemical 5]

【0026】[0026]

【化6】 [Chemical 6]

【0027】しかし、陽極と発光層間の仕事関数の階段
の段差を小さくして正孔注入効率を向上させるため、層
間の密着性向上のため、劣化防止、色調の調整などの目
的で特願平4−72009号、特願平4−114692
号、特願平4−142791号、特開平4−23099
7号公報中に記載または言及されている材料や米国特許
第3,265,496 号明細書、同4,025,341 、同3,873,311 、
同3,873,312 、ヨーロッパ特許第295115号明細書、同29
5125、同295127の中で述べられている正孔輸送性ポリマ
ー材料の層またはCuPcやフタロシアニン等の金属お
よび無金属フタリシアニン類、Qd等の耐熱性の低分子
正孔注入輸送材料の層または(化7)で表される低分子
芳香族第三級アミン正孔輸送材料の層、またはアモルフ
ァスのSiやSiC、Seなどの無機化合物を含む層と
積層し、2層以上の多層の正孔注入輸送層を形成するこ
とができる。
However, in order to improve the hole injection efficiency by reducing the step difference of the work function between the anode and the light emitting layer, to improve the adhesion between the layers, to prevent deterioration, to adjust the color tone, etc. 4-72009, Japanese Patent Application No. 4-114692
Japanese Patent Application No. 4-142791, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-23099.
No. 7,265,496, US Pat. Nos. 3,265,496, 4,025,341, 3,873,311,
No. 3,873,312, European Patent No. 295115, No. 29.
5125 and 295127, a layer of a hole-transporting polymer material, a layer of a metal or metal-free phthalicyanine such as CuPc or phthalocyanine, a layer of a heat-resistant low-molecular-weight hole injecting and transporting material such as Qd, or ( A layer of a low molecular weight aromatic tertiary amine hole transporting material represented by Chemical formula 7) or a layer containing an inorganic compound such as amorphous Si, SiC, or Se, and is a multilayer hole injection of two or more layers. A transport layer can be formed.

【0028】[0028]

【化7】 [Chemical 7]

【0029】この際に各層は真空蒸着法、スピンコート
法、ディップコート法、ロールコート法、イオンプレー
チング法、プラズマCVD法等各種の製膜方法を適用す
ることができる。
At this time, various film forming methods such as a vacuum vapor deposition method, a spin coating method, a dip coating method, a roll coating method, an ion plating method and a plasma CVD method can be applied to each layer.

【0030】次に本発明の正孔輸送層に含まれる(化
3)で示されるポリフォスファゼン化合物R1 ,R2
具体的な化学構造の例とそのガラス転移温度(Tg)と
仕事関数の値を表1に示すが、ここに示した化学構造だ
けに、本発明の有機正孔注入輸送層に含まれるポリフォ
スファゼン化合物の種類を限定するものでない。
Next, examples of specific chemical structures of the polyphosphazene compounds R 1 and R 2 represented by (Chemical Formula 3) contained in the hole transport layer of the present invention, their glass transition temperatures (Tg) and work functions. Values are shown in Table 1, but the chemical structure shown here does not limit the kind of the polyphosphazene compound contained in the organic hole injecting and transporting layer of the present invention.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】ここで、Tgは窒素雰囲気下20℃/分の
昇温スピードでDSCにより、測定し、仕事関数は理研
計器(株)製表面分析装置AC−1により大気下で測定
した値である。分子の最低空軌道(LUMO)のエネル
ギーレベルは各材料の紫外−可視吸収スペクトルを測定
し、その吸収端エネルギー(Eg)を仕事関数から差し
引いて求めた。
Here, Tg is measured by a DSC in a nitrogen atmosphere at a temperature rising rate of 20 ° C./min, and the work function is a value measured in the atmosphere by a surface analyzer AC-1 manufactured by Riken Keiki Co., Ltd. . The energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the molecule was determined by measuring the ultraviolet-visible absorption spectrum of each material and subtracting the absorption edge energy (Eg) from the work function.

【0033】表2には(化6)で示されるポリエーテル
化合物の具体的化学構造の一例(P9)およびポリリン
酸化合物の具体的化学構造の一例(P10)のTg,
W.F,LUMOのエネルギーレベルの値を載せたが、
これらの例に限定されるわけではない。また多層型の正
孔注入輸送層に用いることのできるCuPcとTPDの
値も表2に載せた。
In Table 2, Tg of an example (P9) of the specific chemical structure of the polyether compound represented by (Chemical Formula 6) and Tg of an example (P10) of the specific chemical structure of the polyphosphoric acid compound,
W. The energy level values of F and LUMO are listed,
It is not limited to these examples. Table 2 also shows the values of CuPc and TPD that can be used for the multilayer hole injecting and transporting layer.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】これらのポリマーは、トルエン、テトラヒ
ドロフラン、クロロホルム、ジオキサン、ジメチルアセ
トアミド、ジメチルホルムアミド、ミクロヘキサノン等
の一般の有機溶媒に溶かすことができ、スピンコート
法、ディップコート法、ロールコート法等の方法で基板
上に塗布することにより、平滑で透明な低分子からなる
膜よりも強度のある薄膜を得ることができる。
These polymers can be dissolved in general organic solvents such as toluene, tetrahydrofuran, chloroform, dioxane, dimethylacetamide, dimethylformamide, and microhexanone, and the spin coating method, dip coating method, roll coating method and the like can be used. A thin film having a strength stronger than that of a smooth and transparent low-molecular film can be obtained by applying it onto the substrate with.

【0036】有機薄膜EL素子の耐熱性を従来のTPD
を正孔輸送材料として用いた素子よりも向上させるため
には、TPDよりも結晶化し難い高いTgを持つ正孔輸
送材料を使うことが望まれる。しかし、P3のようにT
gが低い材料でも、層間の接着性向上の目的で数nm以
下の厚さで高Tg材料の層間に配することもできる。
The heat resistance of the organic thin film EL element is
In order to improve the properties of the device as compared with the device using as a hole transporting material, it is desired to use a hole transporting material having a high Tg which is more difficult to crystallize than TPD. However, like P3, T
Even a material having a low g may be disposed between the layers of the high Tg material with a thickness of several nm or less for the purpose of improving the adhesion between the layers.

【0037】また、TPDをポリマー化した型のP8〜
P10の材料では、ポリマー化することにより正孔輸送
単位の濃度が下がり、TPDより正孔移動度が下がると
考えられるが、素子中の正孔の流れの律速段階は仕事関
数の段差がある領域で生じると考えられるので、大きな
段差がある領域、例えば陽極と正孔注入輸送層間や正孔
注入輸送層と発光層間にのみ低分子の高い正孔移動度の
材料(CuPc,QdやTPD等)を第1正孔注入輸送
層または第3正孔注入輸送層として1〜30nm程度の
厚さで、好ましくは15nm以下の厚さで配すれば、全
体が高い正孔移動度の材料と同等の陽極への正孔注入輸
送能力を得ることができる。
In addition, a polymerized version of TPD P8-
In the material of P10, it is considered that the concentration of the hole transport unit is lowered by polymerizing, and the hole mobility is lower than that of TPD. However, the rate-determining step of the flow of holes in the device is a region having a work function step. It is considered that the material has a large step, for example, a material having a high hole mobility of a low molecule (CuPc, Qd, TPD, etc.) only between the anode and the hole injecting and transporting layer or between the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer. As a first hole injecting and transporting layer or a third hole injecting and transporting layer having a thickness of about 1 to 30 nm, preferably 15 nm or less, the whole is equivalent to a material having a high hole mobility. The ability to inject and transport holes to the anode can be obtained.

【0038】このように本発明による3層からなる正孔
注入輸送層において、TPDより高いTgの本発明のポ
リマーを含む層を第2正孔注入輸送層として10〜10
0nm程度の厚さで配すれば、耐熱性ではあるが、結晶
性で吸光度が大きいCuPcやQdのみからなる同じ厚
さの正孔注入輸送層よりも高い透光性、平滑性および膜
強度を持ち、また、同じ厚さのTPDのみからなる正孔
注入輸送層よりも耐熱性が高く結晶化しにくく膜強度の
高い正孔注入輸送層が得られ有機薄膜EL素子を安定化
することができる。
As described above, in the hole injecting and transporting layer composed of three layers according to the present invention, a layer containing the polymer of the present invention having a Tg higher than TPD is used as the second hole injecting and transporting layer in an amount of 10 to 10
When it is arranged with a thickness of about 0 nm, it has heat resistance, but it has higher translucency, smoothness, and film strength than the hole injecting and transporting layer of the same thickness made of only CuPc or Qd, which is crystalline and has high absorbance. Further, a hole injecting and transporting layer having the same thickness and having higher heat resistance and less crystallization and higher film strength than the hole injecting and transporting layer consisting of TPD alone can be obtained, and the organic thin film EL element can be stabilized.

【0039】次に、正孔注入輸送層(3)上に有機発光
層(4)を形成する。本発明のポリフォスファゼン化合
物を発光層として用いる場合は、ポリジクロロホスファ
ゼンにヒドロキシ基またはアミノ基、または1置換アミ
ノ基を1つ有する蛍光色素を側鎖として反応させて得ら
れるポリマーを用いることができる。
Next, the organic light emitting layer (4) is formed on the hole injecting and transporting layer (3). When the polyphosphazene compound of the present invention is used as a light emitting layer, it is preferable to use a polymer obtained by reacting polydichlorophosphazene with a fluorescent dye having one hydroxy group or amino group or one monosubstituted amino group as a side chain. it can.

【0040】反応に用いる蛍光色素の例としては、米国
ラムダフィズィック社のレーザーダイカタログに記載さ
れているクマリン4、クマリン120、クマリン2、ク
マリン151、クマリン307、クマリン500、フル
オロール7GA等があげられ、得られたポリマーは有機
溶剤に溶かしてスピンコート、ディップコート等の方法
で正孔輸送層(3)上に塗布される。また、条件によっ
ては前記(化3)で示したポリマーを有機発光層(4)
として使える場合もある。その他、有機発光層(4)に
用いる蛍光体は、可視領域に蛍光を有し、適当な方法で
成膜できる任意の蛍光体が可能である。
Examples of fluorescent dyes used in the reaction include Coumarin 4, Coumarin 120, Coumarin 2, Coumarin 151, Coumarin 307, Coumarin 500, Fluorol 7GA and the like, which are listed in the Laser Die Catalog of Lambda Fizzic Co., USA. The obtained polymer is dissolved in an organic solvent and applied on the hole transport layer (3) by a method such as spin coating or dip coating. In addition, depending on the conditions, the polymer shown in (Chemical Formula 3) may be added to the organic light emitting layer (4).
It can be used as In addition, the phosphor used for the organic light emitting layer (4) can be any phosphor that has fluorescence in the visible region and can be formed into a film by an appropriate method.

【0041】例えば、アントラセン、サリチル酸塩、ピ
レン、コロネン、ペリレン、テトラフェニルブタジエ
ン、9,10−ビス(フェニルエチニル)アントラセ
ン、8−キノリノールリチウム、Alq3 、トリス
(5,7−ジクロロ,8−キノリノール)アルミニウ
ム、トリス(5−クロロ−8−キノリノール)アルミニ
ウム、ビス(8−キノリノール)亜鉛、トリス(5−フ
ルオロ−8−キノリノール)アルミニウム、トリス(8
−キノリノール)スカンジウム、ビス〔8−(パラート
シル)アミノキノリン〕亜鉛錯体およびカドミウム錯
体、1,2,3,4−テトラフェニルシクロペンタジエ
ン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、ポリ−2.5
−ジヘプチルオキシ−P−フェニレンビニレン、あるい
は特開平4−31488号公報、米国特許第5,141,671
号明細書、同4,769,292 号明細書中で言及されている蛍
光物質等があげられる。
For example, anthracene, salicylate, pyrene, coronene, perylene, tetraphenylbutadiene, 9,10-bis (phenylethynyl) anthracene, lithium 8-quinolinol, Alq 3 , tris (5,7-dichloro, 8-quinolinol). ) Aluminum, tris (5-chloro-8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) zinc, tris (5-fluoro-8-quinolinol) aluminum, tris (8
-Quinolinol) scandium, bis [8- (paratosyl) aminoquinoline] zinc complex and cadmium complex, 1,2,3,4-tetraphenylcyclopentadiene, pentaphenylcyclopentadiene, poly-2.5
-Diheptyloxy-P-phenylene vinylene, or JP-A-4-31488, US Pat. No. 5,141,671
The fluorescent substances and the like referred to in the specification and No. 4,769,292 are mentioned.

【0042】これらの有機発光層材料の成膜方法は真空
蒸着法、累積膜法、または適当な樹脂バインダー中に分
散させてスピンコートなどの方法でコーティングするこ
とにより行なわれる。
The film forming method of these organic light emitting layer materials is carried out by vacuum vapor deposition method, cumulative film method, or by dispersing them in a suitable resin binder and coating them by a method such as spin coating.

【0043】有機発光層(4)の膜厚は、単層または積
層により形成する場合においても1μm以下であり、好
ましくは1〜100nmである。また、これらの蛍光性
ポリマーや分子にビニル基、アクリル基、メタクリロイ
ルオキシメチル基、メタクリロイルオキシ基、メタクリ
ロイルオキシエチル基、アクリロイル基、アクリロイル
オキシメチル基、アクリロイルオキシエチル基、シンナ
モイル基、スチレンメチルオキシ基、プロピオロイル
基、プロパルギル基等の重合性、架橋性の基を導入した
材料を用いて成膜後に熱、光、放射線で重合、架橋する
こともできる。
The film thickness of the organic light emitting layer (4) is 1 μm or less, preferably 1 to 100 nm even when it is formed by a single layer or a laminated layer. In addition, these fluorescent polymers and molecules include vinyl group, acrylic group, methacryloyloxymethyl group, methacryloyloxy group, methacryloyloxyethyl group, acryloyl group, acryloyloxymethyl group, acryloyloxyethyl group, cinnamoyl group, styrenemethyloxy group. It is also possible to use a material having a polymerizable or crosslinkable group such as a propioloyl group or a propargyl group introduced therein, and polymerize or crosslink by heat, light or radiation after the film formation.

【0044】また、有機発光層(4)中の蛍光体は、発
光波長変換、発光効率向上のために、米国ラムダフィズ
ィック社またはイーストマンコダック社のレーザーダイ
カタログに記載されているクマリン系やキナクリドン
系、ペリレン系、ピラン系等の、2種類以上の蛍光体を
ドーピングするか、多種類の蛍光体の発光層を2層以上
積層してもよく、そのうちの一方は赤外域または紫外域
に蛍光を示すものであってもよい。
Further, the phosphor in the organic light emitting layer (4) is a coumarin-based material described in a laser die catalog of Lambda Fizzick Co. or Eastman Kodak Co., Ltd. in order to convert emission wavelength and improve luminous efficiency. You may dope two or more kinds of phosphors such as quinacridone type, perylene type, pyran type, etc., or stack two or more light emitting layers of various kinds of phosphors, one of which is in the infrared region or the ultraviolet region. It may exhibit fluorescence.

【0045】表3に代表的な有機発光層材料であるAl
3 と発光効率向上用ドーピング色素であるクマリン6
(C6)とQdの仕事関数とLUMOのエネルギーレベ
ルの値をまとめた。
Table 3 shows Al, which is a typical organic light emitting layer material.
q 3 and coumarin 6 which is a doping dye for improving luminous efficiency
The values of the work function of (C6) and Qd and the energy level of LUMO are summarized.

【0046】[0046]

【表3】 [Table 3]

【0047】次に、有機発光層(4)上に有機電子注入
輸送層(6)を積層する場合、有機電子注入輸送材料の
好ましい条件は、電子移動度が大きく、LUMOのエネ
ルギーレベルが有機発光層材料のLUMOのエネルギー
レベルと同程度から陰極材料のフェルミレベル(仕事関
数)の間にあり、仕事関数が有機発光層材料より大き
く、成膜性が良いことがある。さらに陽極(2)が不透
明で、透明もしくは半透明の陰極(5)から光を取り出
す構成の素子においては少なくとも有機発光層材料の蛍
光波長領域において実質的に透明である必要がある。
Next, when the organic electron injecting and transporting layer (6) is laminated on the organic light emitting layer (4), the preferable conditions of the organic electron injecting and transporting material are that the electron mobility is high and the LUMO energy level is organic light emitting. It may be between the LUMO energy level of the layer material and the Fermi level (work function) of the cathode material, the work function is larger than that of the organic light emitting layer material, and the film forming property may be good. Further, in the element in which the anode (2) is opaque and the light is extracted from the transparent or semitransparent cathode (5), it is necessary that it is substantially transparent at least in the fluorescence wavelength region of the organic light emitting layer material.

【0048】本発明における電子注入輸送層は、(化
3)で表わされるポリフォスファゼン化合物のR1 およ
びR2 基が(化8)で表わされるポリマーや、BPB
D、2,5−ビス(1−ナフチル)−1、3、4−オキ
サジアゾール、および浜田らの合成したオキサジアゾー
ル誘導体(日本化学会誌、1540頁、1991年)等
があげられるが、上記例に特に限定されるものではな
く、場合によっては有機発光層材料の例にあげた化合物
を用いることが可能な場合もある。
The electron injecting and transporting layer in the present invention comprises a polymer in which the R 1 and R 2 groups of the polyphosphazene compound represented by (Chemical formula 3) are represented by (Chemical formula 8), and BPB.
D, 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, oxadiazole derivatives synthesized by Hamada et al. (Journal of the Chemical Society of Japan, page 1540, 1991), etc. It is not particularly limited to the above examples, and in some cases, it may be possible to use the compounds described in the examples of the organic light emitting layer material.

【0049】[0049]

【化8】 [Chemical 8]

【0050】有機電子注入輸送層(6)の成膜方法は、
スピンコート法等の方法で塗布、または真空蒸着法、累
積膜法等の方法により行なわれ、1〜100nmの厚さ
に成膜される。
The method for forming the organic electron injecting and transporting layer (6) is as follows.
It is applied by a method such as a spin coat method or a method such as a vacuum vapor deposition method or a cumulative film method to form a film having a thickness of 1 to 100 nm.

【0051】次に陰極(5)を有機発光層(4)または
有機電子注入輸送層(6)上に形成する。陰極は、電子
注入を効果的に行なうために有機発光層(4)または電
子注入輸送層(6)と接する面に低仕事関数の物質が使
われ、Li,Na,Mg,La,Ce,Ca,Sr,A
l,Ag,In,Sn,Zn,Zr等の金属元素単体、
または安定性を向上させるためにそれらを含む2成分、
3成分の合金系が用いられる。
Next, the cathode (5) is formed on the organic light emitting layer (4) or the organic electron injecting and transporting layer (6). For the cathode, a material having a low work function is used on the surface in contact with the organic light emitting layer (4) or the electron injecting and transporting layer (6) to effectively inject electrons, and Li, Na, Mg, La, Ce, Ca are used. , Sr, A
Metal element simple substance such as l, Ag, In, Sn, Zn, Zr,
Or two components containing them to improve stability,
A ternary alloy system is used.

【0052】仕事関数の例としてはMg単体で約3.6
eVであり、MgにLi等アルカリ金属を添加した場合
は3.1〜3.2eVに低下する。アルカリ金属を含む
低仕事関数陰極を用いた場合には、さらにその上にアル
カリ金属を含まないMg.Al.Ag等の金属層を積層
し保護層としてもよい。陰極(5)の形成方法は、抵抗
加熱方法により10-5Torrオーダー以下の真空度の
下で成分ごとに別々の蒸着源から水晶振動子式膜厚計で
モニターしながら共蒸着する。この時、0.01〜0.
3μm程度の膜厚で形成されるが、電子ビーム蒸着法、
イオンプレーティング法やスパッタリング法により共蒸
着ではなく、合金ターゲットを用いて成膜するこもでき
る。
As an example of the work function, Mg alone is about 3.6.
It is eV and decreases to 3.1 to 3.2 eV when an alkali metal such as Li is added to Mg. When a low work function cathode containing an alkali metal is used, Mg. Al. You may laminate | stack a metal layer, such as Ag, as a protective layer. The cathode (5) is formed by co-evaporation by a resistance heating method under a vacuum of the order of 10 -5 Torr or less while monitoring each component with a crystal oscillator film thickness meter from different vapor deposition sources. At this time, 0.01-0.
Although formed with a film thickness of about 3 μm, an electron beam evaporation method,
It is also possible to form a film by using an alloy target instead of co-evaporation by the ion plating method or the sputtering method.

【0053】次に素子の有機層や電極の酸化を防ぐため
に素子上に封止層(7)を形成する。封止層(7)は、
陰極(5)の形成後直ちに形成する。封止層材料の例と
しては、SiO2 ,SiO,GeO,MgO,Al2
3 ,TiO2 ,GeO3 ,ZnO,TeO2 ,Sb
3 ,SnO,B2 3 等の酸化物、MgF2 ,Li
F,BaF2 ,AlF3 ,FeF3 ,CaF2 等の沸化
物、ZnS,GeS,SnS等の硫化物等のガスおよび
水蒸気バリアー性の高い無機化合物があげられるが、上
記例に限定されるものではない。これらを単体または複
合して蒸着、スパッタリング法、イオンプレーティング
法等により成膜する。抵抗加熱方式で蒸着する場合に
は、低温で蒸着できるGeOが優れている。陰極保護の
ために、封止層中、または封止層に接する面上に封止用
無機化合物とLi等のアルカリ金属やCa等のアルカリ
土類金属との混合層を設けてもよい。
Next, a sealing layer (7) is formed on the device in order to prevent oxidation of the organic layers and electrodes of the device. The sealing layer (7) is
It is formed immediately after the formation of the cathode (5). Examples of the sealing layer material include SiO 2 , SiO, GeO, MgO, and Al 2 O.
3 , TiO 2 , GeO 3 , ZnO, TeO 2 , Sb
O 3, SnO, oxides such as B 2 O 3, MgF 2, Li
Examples include fluorides such as F, BaF 2 , AlF 3 , FeF 3 , and CaF 2 , gases such as sulfides such as ZnS, GeS, and SnS, and inorganic compounds having a high water vapor barrier property, but are not limited to the above examples. is not. These are used alone or in combination to form a film by vapor deposition, sputtering, ion plating or the like. In the case of vapor deposition by the resistance heating method, GeO, which can be vapor-deposited at low temperature, is excellent. In order to protect the cathode, a mixed layer of a sealing inorganic compound and an alkali metal such as Li or an alkaline earth metal such as Ca may be provided in the sealing layer or on the surface in contact with the sealing layer.

【0054】さらに湿気の浸入を防ぐ為に市販の低吸湿
性の光硬化性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系
接着剤、架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シー
ト等の接着性樹脂層(9)を用いて、ガラス板等の封止
板(8)を接着し密封する。ガラス板以外にも金属板、
プラスチック板等を用いることもできる。
Further, an adhesive resin layer such as a commercially available low hygroscopic photo-curable adhesive, epoxy adhesive, silicone adhesive, cross-linked ethylene-vinyl acetate copolymer adhesive sheet, etc. for preventing invasion of moisture. Using (9), a sealing plate (8) such as a glass plate is adhered and sealed. In addition to glass plates, metal plates,
A plastic plate or the like can also be used.

【0055】以上のように構成した有機薄膜EL素子
は、有機正孔注入輸送層(3)側を正として電源(1
3)にリード線(14)で接続し直流電圧を印加するこ
とにより発光するが、交流電圧を印加した場合にも正孔
注入輸送層(3)側の電極が正に電圧印加されている間
は発光する。特に本発明による3層構造の正孔注入輸送
層を有する有機薄膜EL素子は長期間安定なEL発光を
得ることが出来る。本発明による有機薄膜EL素子を基
板上に2次元に配列することにより文字や画像を表示可
能な薄型ディスプレーをすることができる。
In the organic thin film EL element constructed as described above, the organic hole injecting and transporting layer (3) side is positive and the power source (1
3) is connected by a lead wire (14) to apply a DC voltage, and emits light, but even when an AC voltage is applied, while the electrode on the hole injecting and transporting layer (3) side is positively applied with voltage. Emits light. In particular, the organic thin film EL device having the three-layer structure hole injection / transport layer according to the present invention can obtain stable EL light emission for a long period of time. By arranging the organic thin film EL device according to the present invention two-dimensionally on the substrate, a thin display capable of displaying characters and images can be obtained.

【0056】[0056]

【実施例】【Example】

〈実施例1〉透明絶縁性の基板(1)として、厚さ1.
1mmの青板ガラス板を用い、この上に120〜220n
mのITOを被覆して陽極(2)とした。この透明導電
性基板を使用前に水洗、紫外線洗浄、プラズマ洗浄によ
り十分に洗浄後、第1正孔注入輸送層(10)としてC
uPcを15nm蒸着した。次に第2正孔注入輸送層
(11)としてP1のトルエン溶液(60mg/5m
l)を1000rpmでスピンコーティングを行ない7
2nmの厚さで成膜した。
<Example 1> As a transparent insulating substrate (1), a thickness of 1.
Use a 1mm blue plate glass plate, and 120-220n on it.
m of ITO was coated to form an anode (2). This transparent conductive substrate was thoroughly washed with water, ultraviolet rays, and plasma before use, and then C was used as the first hole injecting and transporting layer (10).
uPc was vapor-deposited with a thickness of 15 nm. Next, as a second hole injecting and transporting layer (11), a toluene solution of P1 (60 mg / 5 m
l) is spin coated at 1000 rpm 7
The film was formed to a thickness of 2 nm.

【0057】次に、有機発光層(4)としてAlq3
50nm蒸着し、その上面に陰極(5)としてMgとA
gを蒸着速度比10:1で220nm蒸着した。最後
に、封止層(7)としてGeOを1.8μm蒸着後、ガ
ラス板(8)を光硬化性樹脂(9)で接着し密封した。
この素子は3V以上の直流電圧により緑色に発光し、最
高輝度は12Vにおいて385cd/m2 、電流密度は
94mA/cm2 であった。
Next, 50 nm of Alq 3 was vapor-deposited as an organic light emitting layer (4), and Mg and A as a cathode (5) were formed on the upper surface thereof.
220 g was vapor-deposited at a vapor deposition rate ratio of 10: 1. Finally, after depositing GeO as a sealing layer (7) by 1.8 μm, the glass plate (8) was adhered and sealed with a photocurable resin (9).
This device emitted green light by a DC voltage of 3 V or more, had a maximum luminance of 385 cd / m 2 at 12 V and a current density of 94 mA / cm 2 .

【0058】〈実施例2〉実施例1素子の第2正孔注入
輸送層(11)としてP1の代わりにP2の層を57n
m形成した以外は実施例1と同様に素子を作製した。こ
の素子は4V以上の直流印加電圧により発光し、最高輝
度は16Vにおいて514cd/m2 、電流密度121
mA/cm2 であった。
Example 2 Example 1 As the second hole injecting and transporting layer (11) of the device, a layer of P2 was used instead of P1 of 57n.
An element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the layer was formed. This device emits light by applying a direct current voltage of 4 V or more, and the maximum brightness is 514 cd / m 2 at 16 V and the current density is 121.
It was mA / cm 2 .

【0059】〈実施例3〉実施例1素子の第1および第
2正孔注入輸送層(11)の代わりにP9のクロロホル
ム溶液(41mg/5ml)を1000rpmでスピン
コートし、膜厚55nmの単層の有機正孔注入輸送層
(3)を形成した以外は実施例1と同様に素子を作製し
た。この素子の最高輝度は21Vにおいて1153cd
/m2 電流密度115mA/cm2 であった。
Example 3 Example 1 Instead of the first and second hole injecting and transporting layers (11) of the device, a chloroform solution of P9 (41 mg / 5 ml) was spin-coated at 1000 rpm to form a single layer having a thickness of 55 nm. An element was produced in the same manner as in Example 1 except that the organic hole injecting and transporting layer (3) was formed. The maximum brightness of this device is 1153 cd at 21V
/ M 2 The current density was 115 mA / cm 2 .

【0060】〈実施例4〉実施例3素子のP9からなる
有機正孔注入輸送層(3)の代わりにP8のトルエン溶
液(60mg/5ml)を1000rpmでスピンコー
トし膜厚45nmの単層の有機正孔注入輸送層(3)を
形成した以外は実施例3と同様に素子を作製した。この
素子の最高輝度は15Vにおいて4023cd/m2
流密度270mA/cm2 であった。
Example 4 In place of the organic hole injecting and transporting layer (3) made of P9 of Example 3, a toluene solution of P8 (60 mg / 5 ml) was spin-coated at 1000 rpm to form a single layer having a thickness of 45 nm. An element was produced in the same manner as in Example 3 except that the organic hole injecting and transporting layer (3) was formed. The maximum brightness of this device was 4023 cd / m 2 at 15 V and a current density of 270 mA / cm 2 .

【0061】〈実施例5〉実施例1の素子の第2正孔注
入輸送層(11)としてP1の代わりにP8の層を48
nm形成した後、有機発光層(4)としてC6を0.5
モル%含むAlq 3 を50nm蒸着した。その上面に陰
極(5)としてAlとLiを蒸着速度比3:1で40n
m形成した後にAlのみ170nm積層した。その後
は、実施例1と同様に素子を作製した。
<Embodiment 5> Second hole injection of the device of Embodiment 1
As a transport layer (11), a layer of P8 is used instead of P1.
nm, and then C6 of 0.5 is formed as the organic light emitting layer (4).
Alq containing mol% 3Was deposited to a thickness of 50 nm. Shade on its top
Al and Li as the electrode (5) at a deposition rate ratio of 3: 1 of 40n
After forming m, only 170 nm of Al was laminated. afterwards
A device was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0062】この素子は3V以上で発光し、最高輝度は
10Vにおいて7926cd/m2、電流密度434m
A/cm2 であった。また、この素子を20mA/cm
2 の定電流密度で駆動した場合の初期輝度は6.1Vに
おいて560cd/m2 、輝度半減時間は約6時間であ
った。
This device emits light at 3 V or more, and has a maximum brightness of 7926 cd / m 2 at 10 V and a current density of 434 m.
It was A / cm 2 . In addition, this element is 20 mA / cm
The initial luminance when driven at a constant current density of 2 was 560 cd / m 2 at 6.1 V, and the luminance half time was about 6 hours.

【0063】〈実施例6〉実施例5素子の有機発光層
(4)の代わりにQdを0.5モル%含むAlq3を共
蒸着法により5nm形成した後、Alq3 を有機電子注
入輸送層(12)として45nm蒸着した。それ以外は
実施例5と同様に素子を作製した。
Example 6 In place of the organic light emitting layer (4) of the device of Example 5, Alq 3 containing 0.5 mol% of Qd was formed to a thickness of 5 nm by the co-evaporation method, and then Alq 3 was added to the organic electron injecting and transporting layer. As (12), 45 nm was vapor-deposited. Other than that produced the element similarly to Example 5.

【0064】この素子は3V以上で発光し、10Vにお
いて5980cd/m2 の輝度と電流密度184mA/
cm2 を示し、最高輝度は12Vにおいて11090c
d/m2 、電流密度649mA/cm2 であった。ま
た、この素子の20mA/cm2 の定電流密度で駆動し
た場合の初期輝度は7.5Vにおいて675cd/
2 、輝度半減時間は約0.6時間であった。
This device emits light at 3 V or more and has a luminance of 5980 cd / m 2 and a current density of 184 mA / 10 V at 10 V.
cm 2 and the maximum brightness is 11090c at 12V
It was d / m 2 and the current density was 649 mA / cm 2 . The initial luminance of this device when driven at a constant current density of 20 mA / cm 2 is 675 cd / d at 7.5V.
m 2 , and the luminance half-life was about 0.6 hours.

【0065】〈実施例7〉実施例6の素子の第2正孔注
入輸送層(11)と有機発光層(4)の間に第3正孔注
入輸送層(12)としてTPDを5nm蒸着した以外は
実施例6の素子と同様に素子を作製した。この素子は3
V以上で発光し、最高輝度は、11Vにおいて1831
0cd/m2 、電流密度は434mA/cm2 であっ
た。
Example 7 TPD of 5 nm was vapor-deposited as a third hole injecting and transporting layer (12) between the second hole injecting and transporting layer (11) and the organic light emitting layer (4) of the device of Example 6. An element was produced in the same manner as the element of Example 6 except for the above. This element is 3
It emits light above V and the maximum brightness is 1831 at 11V.
The current density was 0 cd / m 2 and the current density was 434 mA / cm 2 .

【0066】また、この素子を20mA/cm2 の定電
流密度で駆動した場合の初期輝度は7.2Vにおいて6
60cd/m2 、146秒後に757cd/m2 に達し
た後に減少し、初期輝度の半減時間は141時間であっ
た。輝度は駆動時間の対数に反比例することから、10
0cd/m2 までの予想減衰時間は約4000時間とな
った。
When the device was driven at a constant current density of 20 mA / cm 2 , the initial brightness was 6 at 7.2V.
After reaching 757 cd / m 2 after 60 cd / m 2 and 146 seconds, it decreased and the half-time of the initial luminance was 141 hours. Since the brightness is inversely proportional to the logarithm of the driving time, 10
The expected decay time up to 0 cd / m 2 was about 4000 hours.

【0067】〈実施例8〉実施例1の第2正孔注入輸送
層(11)としてP1のかわりにP10のトルエン溶液
(24mg/2ml)を1300rpmでスピンコート
し、膜厚50nmの第2正孔注入輸送層(11)を形成
した後に、第3正孔注入輸送層(12)としてTPDを
5nm蒸着した。次に有機発光層(4)としてAlq3
を5nm蒸着し、その上面に陰極(5)としてAlとL
iを蒸着速度比3:1で30nm蒸着した後にAlのみ
190nm蒸着し積層した。その後は実施例1と同様に
封止を行い素子を作製した。この素子は4V以上の直流
電圧により緑色に発光し、最高輝度は17Vにおいて1
219cd/m2 、その時の電流密度は570mA/c
2 であった。
<Example 8> As the second hole injecting and transporting layer (11) of Example 1, a toluene solution of P10 (24 mg / 2 ml) was spin-coated at 1300 rpm instead of P1, and the second positive electrode having a film thickness of 50 nm was formed. After forming the hole injecting and transporting layer (11), TPD was vapor-deposited with a thickness of 5 nm as the third hole injecting and transporting layer (12). Next, as an organic light emitting layer (4), Alq 3
Is vapor-deposited to a thickness of 5 nm and Al and L are used as a cathode (5) on the upper surface
After i was deposited to a thickness of 30 nm at a deposition rate ratio of 3: 1, only Al was deposited to a thickness of 190 nm and laminated. After that, sealing was performed in the same manner as in Example 1 to fabricate an element. This element emits green light with a DC voltage of 4V or more, and the maximum brightness is 1V at 17V.
219 cd / m 2 , current density at that time is 570 mA / c
It was m 2 .

【0068】[0068]

【発明の効果】本発明におけるポリフォスファゼン化合
物またはポリエーテル化合物またはポリリン酸化合物
は、透明でTPDよりも高いTgを持つものを得られる
ため、それらを用いた単層膜または他の材料と積層して
得た多層膜は膜強度および透光性が高く、TPD単層か
らなる膜よりも結晶化し難い効果がある。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The polyphosphazene compound, the polyether compound or the polyphosphoric acid compound according to the present invention is transparent and has a Tg higher than that of TPD. Therefore, a monolayer film or another material using them is laminated. The multilayer film thus obtained has high film strength and translucency, and has an effect of being less likely to be crystallized than a film composed of a TPD single layer.

【0069】特に、本発明におけるポリフォスファゼン
化合物を第2正孔注入輸送層とした3層構成の正孔注入
輸送層を用いた場合には、有機薄膜EL素子の高輝度発
光と安定化に非常に効果があった。
Particularly, when the hole injecting and transporting layer having a three-layer structure in which the polyphosphazene compound in the present invention is used as the second hole injecting and transporting layer is used, the organic thin film EL device can emit light with high brightness and can be stabilized. It was very effective.

【0070】また、単独では結晶性で平滑な膜を形成で
きないクマリンやオキサジアゾール等の化合物をポリフ
ォスファゼンの側鎖基として導入し低結晶性とすること
により、膜強度のある平滑な膜を形成できるようにな
り、有機薄膜EL素子の有機発光層や有機電子注入輸送
層に用いることも可能となる。
Further, by introducing a compound such as coumarin or oxadiazole, which cannot form a crystalline and smooth film by itself, as a side chain group of polyphosphazene to have low crystallinity, a smooth film having film strength can be obtained. Can be formed, and it can be used for an organic light emitting layer or an organic electron injecting and transporting layer of an organic thin film EL element.

【0071】[0071]

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

【図1】本発明の有機薄膜EL素子の一実施例を示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an organic thin film EL element of the present invention.

【図2】本発明の有機薄膜EL素子の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing another embodiment of the organic thin film EL element of the present invention.

【図3】本発明の有機薄膜EL素子の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the organic thin film EL element of the present invention.

【図4】本発明の有機薄膜EL素子の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing another embodiment of the organic thin film EL element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1)…基板 (2)…陽極 (3)…正孔注入輸送層 (4)…有機発光層 (5)…陰極 (6)…有機電子注入輸送層 (7)…封止層 (8)…ガラス板 (9)…接着性樹脂層 (10)…第1正孔注入輸送層 (11)…第2正孔注入輸送層 (12)…第3正孔注入輸送層 (13)…電源 (14)…リード線 (15)…陰極取り出し口 (1) ... Substrate (2) ... Anode (3) ... Hole injecting and transporting layer (4) ... Organic light emitting layer (5) ... Cathode (6) ... Organic electron injecting and transporting layer (7) ... Sealing layer (8) Glass plate (9) Adhesive resin layer (10) First hole injecting and transporting layer (11) Second hole injecting and transporting layer (12) Third hole injecting and transporting layer (13) Power supply ( 14) ... Lead wire (15) ... Cathode outlet

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも陽極、正孔注入輸送層、有機発
光層、陰極から構成される有機薄膜EL素子において、
陽極と陰極の間の有機化合物を含む層が、正孔輸送性ま
たは発光性または電子輸送性の基を側鎖に有するポリフ
ォスファゼン化合物を含むことを特徴とする有機薄膜E
L素子。
1. An organic thin film EL device comprising at least an anode, a hole injecting and transporting layer, an organic light emitting layer and a cathode,
An organic thin film E characterized in that the layer containing an organic compound between the anode and the cathode contains a polyphosphazene compound having a side chain having a hole transporting or light emitting or electron transporting group.
L element.
【請求項2】少なくとも陽極、正孔注入輸送層、有機発
光層、陰極から構成される有機薄膜EL素子において、
陽極と陰極の間の有機化合物を含む層が、芳香族第3級
アミンを主鎖に有するポリエーテル化合物またはポリリ
ン酸エステル化合物を含むことを特徴とする有機薄膜E
L素子。
2. An organic thin film EL device comprising at least an anode, a hole injecting and transporting layer, an organic light emitting layer and a cathode,
An organic thin film E characterized in that the layer containing an organic compound between the anode and the cathode contains a polyether compound or a polyphosphate compound having an aromatic tertiary amine in the main chain.
L element.
【請求項3】有機薄膜EL素子の陽極と陰極のあいだの
有機化合物を含む層が、正孔注入輸送層である場合であ
って、正孔注入輸送層が2層以上の多層構造からなるこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の有機薄膜EL
素子。
3. A layer containing an organic compound between an anode and a cathode of an organic thin film EL element is a hole injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer has a multi-layer structure of two or more layers. 3. The organic thin film EL according to claim 1 or 2,
element.
【請求項4】有機薄膜EL素子の発光層と接する側の正
孔注入輸送層が、10nm以下の厚さであることを特徴
とする請求項1,2または3に記載の有機薄膜EL素
子。
4. The organic thin film EL element according to claim 1, wherein the hole injecting and transporting layer on the side in contact with the light emitting layer of the organic thin film EL element has a thickness of 10 nm or less.
【請求項5】有機薄膜EL素子の陽極と接する側の正孔
注入輸送層が、30nm以下の厚さのフタロシアニン化
合物であることを特徴とする請求項1,2,3または4
に記載の有機薄膜EL素子。
5. The hole injecting and transporting layer on the side of the organic thin film EL element which is in contact with the anode is a phthalocyanine compound having a thickness of 30 nm or less.
The organic thin film EL device as described in 1.
【請求項6】有機薄膜EL素子の発光層と接する側の正
孔注入輸送層が、低分子芳香族第3級アミン正孔注入輸
送材料からなることを特徴とする請求項1,2,3,4
または5に記載の有機薄膜EL素子。
6. The hole injecting and transporting layer on the side of the organic thin film EL device that is in contact with the light emitting layer is made of a low molecular weight aromatic tertiary amine hole injecting and transporting material. , 4
Alternatively, the organic thin film EL element described in 5 above.
【請求項7】有機薄膜EL素子の正孔輸送性または発光
性または電子輸送性の基を側鎖に有するポリフオスファ
ゼン化合物を含む層、または芳香族第3級アミンを主鎖
に有するポリエーテル化合物またはポリリン酸化合物を
含む層が、それらの化合物を含む有機溶剤の溶液を塗布
することにより製膜されたものであることを特徴とする
請求項1から6までに記載の有機薄膜EL素子。
7. A layer containing a polyphosphazene compound having a hole-transporting or light-emitting or electron-transporting group in a side chain of an organic thin film EL device, or a poly-containing aromatic tertiary amine in a main chain. 7. The organic thin film EL device according to claim 1, wherein the layer containing the ether compound or the polyphosphoric acid compound is formed by applying a solution of an organic solvent containing the compound. .
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