KR20170008683A - Organic electroluminescence element - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유기 일렉트로루미네센스 소자(본 명세서에 있어서, 「유기 EL 소자」라고 함)에 관한 것이다.The present invention relates to an organic electroluminescence element (referred to as " organic EL element " in this specification).
유기 EL 소자에 있어서는, 구동 전압의 안정성과 전류 효율의 안정성이 요구되고 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에는, 발광층, 해당 발광층에 접해서 설치된 불화나트륨만으로 이루어지는 층 및 해당 불화나트륨만으로 이루어지는 층에 접해서 설치된 바소큐프로인과 바륨만으로 이루어지는 전자 주입층을 갖는 유기 EL 소자가 개시되어 있다. In organic EL devices, stability of the driving voltage and stability of the current efficiency are required. For example,
그러나, 이 유기 EL 소자는 고온 환경 하에서 보관했을 때, 구동 전압의 안정성과 전류 효율의 안정성이 반드시 충분한 것은 아니었다.However, when the organic EL device is stored in a high temperature environment, the stability of the driving voltage and the stability of the current efficiency are not necessarily sufficient.
따라서, 본 발명은 고온 환경 하에서 보관했을 때, 구동 전압의 안정성과 전류 효율의 안정성이 우수한 유기 EL 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic EL device excellent in stability of a driving voltage and stability of a current efficiency when stored under a high-temperature environment.
본 발명은 이하의 [1] 내지 [4]를 제공한다.The present invention provides the following [1] to [4].
[1] 양극 및 음극과, 해당 양극 및 해당 음극 사이에 설치된 발광층을 갖는 유기 EL 소자이며,[1] An organic EL device having a positive electrode and a negative electrode, and a light emitting layer provided between the positive electrode and the corresponding negative electrode,
해당 음극과 해당 발광층 사이에, 해당 발광층과 접한 불화나트륨만으로 이루어지는 제1 층과, 제1 층에 접한 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속만으로 이루어지는 제2 층과, 제2 층에 접한 유기 전자 수송 재료를 포함하는 제3 층을 갖는, 상기 유기 EL 소자.A first layer made of only sodium fluoride in contact with the light emitting layer and a second layer made of only an alkali metal or an alkaline earth metal in contact with the first layer and an organic electron transporting material in contact with the second layer, And a third layer.
[2] 제2 층에 포함되는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속이 바륨, 나트륨 또는 칼륨인, [1]에 기재된 유기 EL 소자.[2] The organic EL device according to [1], wherein the alkali metal or alkaline earth metal contained in the second layer is barium, sodium or potassium.
[3] 제2 층의 두께가 0.1㎚ 내지 20㎚인, [1] 또는 [2]에 기재된 유기 EL 소자.[3] The organic EL device according to [1] or [2], wherein the thickness of the second layer is 0.1 nm to 20 nm.
[4] 제1 층의 두께가 0.1㎚ 내지 10㎚이고, 또한 제3 층의 두께가 1㎚ 내지 1000㎚인, [3]에 기재된 유기 EL 소자.[4] The organic EL device according to [3], wherein the thickness of the first layer is 0.1 nm to 10 nm and the thickness of the third layer is 1 nm to 1000 nm.
본 발명의 유기 EL 소자는 고온 환경 하에서 보관했을 때, 구동 전압의 안정성과 전류 효율의 안정성이 우수하다.The organic EL device of the present invention is excellent in the stability of the driving voltage and the stability of the current efficiency when stored in a high temperature environment.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 유기 EL 소자의 구성을 도시하는 모식도이다.1 is a schematic diagram showing a configuration of an organic EL device according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 동일한 요소에는 동일 번호를 붙인다. 중복된 설명은 생략한다. 도면의 치수 비율은 설명한 것과 반드시 일치하는 것은 아니다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Identical elements are numbered the same. Duplicate description will be omitted. The dimensional ratios in the drawings do not necessarily coincide with those described.
도 1에 모식적으로 도시한 한 바와 같이, 유기 EL 소자는 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 제1 층(6a), 제2 층(6b), 제3 층(6c), 전자 주입층(7) 및 음극(8)이 순서대로 설치되어 구성되어 있다. 유기 EL 소자는 예를 들어 곡면 형상 또는 평면 형상의 조명 장치(예를 들어, 스캐너의 광원으로서 사용되는 면상 광원), 표시 장치에 사용된다.1, the organic EL device includes an
먼저, 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 주입층(7) 및 음극(8)에 대해서 설명한다.First, the
<기판(1)>≪ Substrate (1) >
기판(1)에는, 통상 유기 EL 소자의 제조 공정에 있어서 화학적으로 변화하지 않는 기판이 사용된다. 이 기판(1)으로서는, 예를 들어 유리 기판, 실리콘 기판 등의 리지드 기판; 플라스틱 기판, 고분자 필름 등의 가요성 기판을 들 수 있다. 가요성 기판을 사용함으로써, 전체로서 가요성의 유기 EL 소자로 할 수 있다. 기판(1)에는, 유기 EL 소자를 구동하기 위한 전극 및 구동 회로가 미리 형성되어 있어도 된다.In the
<양극(2)>≪ anode (2) >
양극(2)에는, 통상 전기 저항이 낮은 막이 사용된다. 양극(2) 및 음극(8) 중 적어도 한쪽은 통상 투명하다. 예를 들어, 보텀 에미션형(bottom emission) 유기 EL 소자에서는, 기판(1)측에 배치되는 양극(2)은 투명하고, 또한 가시광 영역의 광에 대한 투과율이 높은 것이 사용된다.For the
양극(2)의 재료로서는, 예를 들어 도전성을 갖는 금속 산화물, 금속, 폴리아닐린 또는 그의 유도체, 폴리티오펜 또는 그의 유도체가 사용되고, 투과율이 양호하고, 또한 패터닝이 용이하므로, 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물(IZO); 금, 백금, 은, 구리, 알루미늄 또는 이들 금속을 포함하는 합금이 바람직하고, ITO, IZO 및 산화주석이 보다 바람직하다.As the material of the
또한 음극(8)측으로부터 광을 취출하는 경우, 양극(2)이 발광층(5)으로부터의 광을 음극(8)측으로 반사하는 재료(예를 들어, 일함수 3.0eV 이상의 금속, 금속 산화물, 금속 황화물)에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 양극(2)으로서는, 예를 들어 광을 반사할 수 있는 두께의 금속막이 사용된다.When the light is extracted from the cathode 8 side, the
양극(2)은, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 도금법에 의해 형성할 수 있다.The
양극(2)의 두께는 광의 투과성 및 전기 전도도를 고려해서 결정할 수 있고, 통상 10㎚ 내지 10㎛이고, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛이고, 보다 바람직하게는 50㎚ 내지 500㎚이다.The thickness of the
<정공 주입층(3)>≪ Hole injection layer (3) >
정공 주입층(3)은 양극(2)으로부터의 정공 주입 효율을 개선하는 기능을 갖는 층이다. 정공 주입층(3)을 구성하는 정공 주입 재료로서는, 예를 들어 산화바나듐, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화알루미늄 등의 산화물; 페닐아민 화합물, 스타버스트형 아민 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 비정질 카본, 폴리아닐린 및 폴리에틸렌디옥시티오펜(PEDOT) 등의 폴리티오펜 유도체를 들 수 있다.The hole injection layer (3) is a layer having a function of improving the hole injection efficiency from the anode (2). Examples of the hole injection material constituting the hole injection layer 3 include oxides such as vanadium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide and aluminum oxide; And polythiophene derivatives such as phenylamine compounds, starburst amine compounds, phthalocyanine compounds, amorphous carbon, polyaniline, and polyethylene dioxythiophene (PEDOT).
정공 주입 재료로서는, 공지된 전하 수송 재료와 전자 수용성 재료와 조합해서 사용해도 된다. 또한 전하 수송 재료는 후술하는 정공 수송 재료 및 전자 수송 재료이다.As the hole injecting material, a known charge transporting material and an electron-accepting material may be used in combination. The charge transporting material is a hole transporting material and an electron transporting material to be described later.
전자 수용성 재료로서는, 헤테로폴리산 화합물, 아릴술폰산, 또는 이들의 조합이 바람직하다.As the electron-accepting material, a heteropoly acid compound, an arylsulfonic acid, or a combination thereof is preferable.
헤테로폴리산 화합물이란, 케긴(Keggin)형 또는 도슨(Dawson)형의 화학 구조로 나타나는, 헤테로 원자가 분자의 중심에 위치하는 구조를 갖고, 바나듐, 몰리브덴, 텅스텐 등의 산소산인 이소폴리산과, 이종(異種) 원소의 산소산이 축합해서 이루어지는 폴리산이다. 이종 원소의 산소산으로서는, 예를 들어 규소, 인 또는 비소의 산소산을 들 수 있다.The heteropoly acid compound refers to a heteropolyacid compound which is represented by a chemical structure of Keggin type or Dawson type and has a structure in which a hetero atom is located at the center of a molecule and an isopoly acid which is an oxygen acid such as vanadium, molybdenum, tungsten, Is a polyacid formed by condensation of an oxygen atom of an element. Examples of the oxygen acid of the hetero-element include oxygen, such as silicon, phosphorus or arsenic.
헤테로폴리산 화합물로서는, 예를 들어 인몰리브덴산, 규몰리브덴산, 인텅스텐산, 인텅스토몰리브덴산, 규텅스텐산을 들 수 있다.As the heteropoly acid compound, for example, molybdic acid, silicomolybdic acid, tungstic acid, tungstomolybdic acid, and silicotungstic acid can be given.
아릴술폰산으로서는, 예를 들어 벤젠술폰산, 토실산, p-스티렌술폰산, 2-나프탈렌술폰산, 4-히드록시벤젠술폰산, 5-술포살리실산, p-도데실벤젠술폰산, 디헥실벤젠술폰산, 2,5-디헥실벤젠술폰산, 디부틸나프탈렌술폰산, 6,7-디부틸-2-나프탈렌술폰산, 도데실나프탈렌술폰산, 3-도데실-2-나프탈렌술폰산, 헥실나프탈렌술폰산, 4-헥실-1-나프탈렌술폰산, 옥틸나프탈렌술폰산, 2-옥틸-1-나프탈렌술폰산, 헥실나프탈렌술폰산, 7-헥실-1-나프탈렌술폰산, 6-헥실-2-나프탈렌술폰산, 디노닐나프탈렌술폰산, 2,7-디노닐-4-나프탈렌술폰산, 디노닐나프탈렌디술폰산, 2,7-디노닐-4,5-나프탈렌디술폰산을 들 수 있다.Examples of the arylsulfonic acid include benzenesulfonic acid, tosylic acid, p-styrenesulfonic acid, 2-naphthalenesulfonic acid, 4-hydroxybenzenesulfonic acid, 5 -sulfosalicylic acid, p-dodecylbenzenesulfonic acid, Dodecylbenzenesulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, dibutylnaphthalenesulfonic acid, dibutylnaphthalenesulfonic acid, 6,7-dibutyl-2-naphthalenesulfonic acid, dodecylnaphthalenesulfonic acid, 3-dodecyl-2-naphthalenesulfonic acid, hexylnaphthalenesulfonic acid, Hexyl-2-naphthalenesulfonic acid, dinonylnaphthalenesulfonic acid, 2,7-dinonyl-4-naphthalenesulfonic acid, 2-octylnaphthalenesulfonic acid, Naphthalene sulfonic acid, dinonylnaphthalene disulfonic acid and 2,7-dinonyl-4,5-naphthalene disulfonic acid.
정공 주입층(3)은, 예를 들어 정공 주입 재료를 포함하는 도포액을 사용한 도포법에 의해 형성할 수 있다. 도포액에 사용되는 용매는 정공 주입 재료를 용해하는 것이면 되고, 예를 들어 클로로포름, 물, 염화메틸렌, 디클로로에탄 등의 염소계 용매; 테트라히드로푸란 등의 에테르계 용매; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용매를 들 수 있다.The hole injecting layer 3 can be formed by a coating method using a coating liquid containing, for example, a hole injecting material. The solvent used for the coating liquid may be any one which dissolves the hole injecting material, for example, chlorinated solvents such as chloroform, water, methylene chloride, and dichloroethane; Ether solvents such as tetrahydrofuran; Aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; Ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; And ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and ethyl cellosolve acetate.
도포법으로서는, 예를 들어 스핀 코트법, 캐스팅법, 마이크로 그라비아 코트법, 그라비아 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 와이어 바 코트법, 딥 코트법, 스프레이 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법 및 잉크젯 프린트법을 들 수 있다. 이들 도포법을 사용하여, 양극(2) 위에 도포액을 도포함으로써, 정공 주입층(3)을 형성할 수 있다.Examples of the coating method include a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, a spray coating method, A printing method, an offset printing method, and an inkjet printing method. The hole injection layer 3 can be formed by applying a coating liquid onto the
또한 진공 증착법에 의해, 정공 주입층(3)을 형성할 수도 있다. 또한 금속 산화물만으로 이루어지는 정공 주입층(3)이면, 스퍼터링법 또는 이온 플레이팅법에 의해 형성할 수도 있다.Further, the hole injection layer 3 may be formed by a vacuum deposition method. The hole injection layer 3 made of only a metal oxide may be formed by a sputtering method or an ion plating method.
정공 주입층(3)의 두께는 소기 특성을 감안해서 결정하며, 통상 1㎚ 내지 1㎛이고, 바람직하게는 2㎚ 내지 500㎚이고, 보다 바람직하게는 5㎚ 내지 200㎚이다.The thickness of the hole injection layer 3 is determined in consideration of the desired characteristics, and is usually 1 nm to 1 탆, preferably 2 nm to 500 nm, and more preferably 5 nm to 200 nm.
<정공 수송층(4)>≪ Hole transport layer (4) >
정공 수송층(4)은 정공 수송층(4)의 양극(2)측의 계면에 접해 있는 층(도 1에서는, 정공 주입층(3)), 또는 양극(2)에 보다 가까운 정공 수송층(4)의 영역으로부터 발광층(5)에의 정공 주입을 개선하는 기능을 갖는 층이다. The hole transport layer 4 is formed on the side of the hole transport layer 4 which faces the
정공 수송층(4)을 구성하는 정공 수송 재료로서는, 예를 들어 폴리비닐카르바졸 및 그의 유도체, 폴리실란 및 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민 구조를 갖는 폴리실록산 및 그의 유도체, 피라졸린 및 그의 유도체, 아릴아민 및 그의 유도체, 스틸벤 및 그의 유도체, 트리페닐디아민 및 그의 유도체, 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체, 폴리아릴아민 및 그의 유도체, 폴리피롤 및 그의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 및 그의 유도체, 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 및 그의 유도체; 일본특허공개 제2012-144722호 공보에 기재된 정공 수송 재료를 들 수 있고, 폴리비닐카르바졸 및 그의 유도체, 폴리실란 및 그의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 및 그의 유도체가 바람직하다. 저분자량의 정공 수송 재료의 경우, 고분자 바인더에 분산시켜 사용하는 것이 바람직하다.Examples of the hole transporting material constituting the hole transporting layer 4 include polyvinylcarbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, polysiloxane and derivatives thereof having an aromatic amine structure in the side chain or main chain, pyrazoline and derivatives thereof, Polyamines and derivatives thereof, arylamine and derivatives thereof, stilbene and derivatives thereof, triphenyldiamine and derivatives thereof, polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polyarylamine and derivatives thereof, polypyrrole and derivatives thereof, And derivatives thereof, poly (2,5-thienylenevinylene) and derivatives thereof; A hole transporting material described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 144752/1994, and polyvinylcarbazole and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, and polysiloxane and derivatives thereof having an aromatic amine in the side chain or main chain are preferable. In the case of a hole transporting material having a low molecular weight, it is preferable that the hole transporting material is dispersed in a polymer binder.
정공 수송층(4)은, 예를 들어 저분자량의 정공 수송 재료에서는, 고분자 바인더와의 혼합 용액으로부터 형성할 수 있고, 고분자량의 정공 수송 재료에서는, 용액으로부터 형성할 수 있다.The hole transporting layer 4 can be formed from, for example, a mixed solution with a polymer binder in a hole transporting material having a low molecular weight, and from a solution in a hole transporting material having a high molecular weight.
정공 수송층(4)을 용액으로부터 형성하는 경우에 사용되는 용매는 정공 수송 재료를 용해시키는 것이면 되고, 예를 들어 클로로포름, 염화메틸렌, 디클로로에탄 등의 염소계 용매; 테트라히드로푸란 등의 에테르계 용매; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소계 용매; 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤계 용매; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에스테르계 용매를 들 수 있다.The solvent used when the hole transport layer 4 is formed from a solution is not particularly limited as long as it dissolves the hole transport material, and examples thereof include chlorinated solvents such as chloroform, methylene chloride, and dichloroethane; Ether solvents such as tetrahydrofuran; Aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; Ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; And ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, and ethyl cellosolve acetate.
정공 수송층(4)을 용액으로부터 형성하는 경우, 정공 주입층의 형성과 마찬가지의 도포법을 사용할 수 있다.When the hole transport layer 4 is formed from a solution, the same coating method as that for forming the hole injection layer can be used.
고분자 바인더로서는, 예를 들어 전하 수송을 극도로 저해하지 않고, 가시광에 대한 흡수가 약한 화합물을 들 수 있고, 폴리카르보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리실록산이 바람직하다.The polymer binder includes, for example, a compound which does not extremely inhibit charge transport and is weakly absorbed by visible light, and examples thereof include polycarbonate, polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polystyrene, Polyvinyl chloride, and polysiloxane are preferable.
정공 수송층(4)의 두께는 구동 전압과 발광 효율을 감안해서 결정하며, 통상 1㎚ 내지 1㎛이고, 바람직하게는 2㎚ 내지 500㎚이고, 보다 바람직하게는 5㎚ 내지 200㎚이다.The thickness of the hole transport layer 4 is determined in consideration of the driving voltage and the light emitting efficiency, and is usually 1 nm to 1 탆, preferably 2 nm to 500 nm, and more preferably 5 nm to 200 nm.
<발광층(5)>≪ Light-emitting layer (5) >
발광층(5)은, 통상 형광 및/또는 인광을 발광하는 유기 화합물, 또는 해당 유기 화합물과 이것을 보조하는 도펀트를 포함한다. 도펀트는, 예를 들어 발광 효율을 향상시키거나, 발광 파장을 변화시키거나 하기 위해서 가해진다. 유기 화합물은 용해성이 우수하므로, 고분자 화합물인 것이 바람직하고, 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량이 103 내지 108인 고분자 화합물이 보다 바람직하다. 발광층(5)을 구성하는 발광 재료로서는, 예를 들어 색소계 발광 재료, 금속 착체계 발광 재료, 고분자계 발광 재료를 들 수 있다.The light-emitting
색소계 발광 재료로서는, 예를 들어 시클로펜타민 및 그의 유도체, 테트라페닐부타디엔 및 그의 유도체, 트리페닐아민 및 그의 유도체, 옥사디아졸 및 그의 유도체, 피라졸로퀴놀린 및 그의 유도체, 디스티릴벤젠 및 그의 유도체, 디스티릴 아릴렌 및 그의 유도체, 피롤 및 그의 유도체, 티오펜 화합물, 피리딘 화합물, 페리논 및 그의 유도체, 페릴렌 및 그의 유도체, 올리고티오펜 및 그의 유도체, 옥사디아졸 이량체, 피라졸린 이량체, 퀴나크리돈 및 그의 유도체, 쿠마린 및 그의 유도체를 들 수 있다. Examples of the dye-based light emitting material include cyclopentamine and derivatives thereof, tetraphenylbutadiene and derivatives thereof, triphenylamine and derivatives thereof, oxadiazole and derivatives thereof, pyrazoloquinoline and derivatives thereof, distyrylbenzene and derivatives thereof , Distyrylarylene and derivatives thereof, pyrrole and derivatives thereof, thiophene compounds, pyridine compounds, perinone and derivatives thereof, perylene and derivatives thereof, oligothiophene and derivatives thereof, oxadiazole dimer, pyrazoline dimer , Quinacridone and its derivatives, coumarin and its derivatives.
금속 착체계 발광 재료로서는, 예를 들어 Tb, Eu, Dy 등의 희토류 금속, 또는 Al, Zn, Be, Pt, Ir 등을 중심 금속에 갖고, 또한 옥사디아졸, 티아디아졸, 페닐피리딘, 페닐벤즈이미다졸, 퀴놀린 구조 등을 배위자에 갖는 금속 착체를 들 수 있고, 이리듐 착체, 백금 착체 등의 삼중항 여기 상태로부터의 발광을 갖는 금속 착체; 알루미늄 퀴놀리놀 착체, 벤조퀴놀리놀 베릴륨 착체, 벤조옥사졸릴 아연 착체, 벤조티아졸 아연 착체, 아조메틸아연 착체, 포르피린 아연 착체, 페난트롤린 유로퓸 착체가 바람직하다.Examples of the metal complex-based light emitting material include a rare-earth metal such as Tb, Eu, and Dy or a metal such as Al, Zn, Be, Pt, and Ir in a central metal, and also oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenyl A benzimidazole, a quinoline structure, and the like can be given, and metal complexes having luminescence from triplet excited states such as iridium complexes and platinum complexes; An aluminum quinolinol complex, a benzoquinolinol beryllium complex, a benzoxazolyl zinc complex, a benzothiazole zinc complex, an azomethyl zinc complex, a porphyrin zinc complex, and a phenanthroline euram complex are preferable.
고분자계 발광 재료로서는, 예를 들어 폴리파라페닐렌비닐렌 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체, 폴리파라페닐렌 및 그의 유도체, 폴리실란 및 그의 유도체, 폴리아세틸렌 및 그의 유도체, 폴리플루오렌 및 그의 유도체, 폴리비닐카르바졸 및 그의 유도체; 색소계 발광 재료 또는 금속 착체계 발광 재료를 고분자화한 재료를 들 수 있다.Examples of the polymeric light emitting material include polyparaphenylenevinylene and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, polyparaphenylene and derivatives thereof, polysilane and derivatives thereof, polyacetylene and derivatives thereof, polyfluorene and derivatives thereof, Derivatives thereof, polyvinylcarbazole and derivatives thereof; A dye-based light-emitting material or a material obtained by polymerizing a metal complex-based light-emitting material.
도펀트로서는, 예를 들어 루브렌 및 그의 유도체, 스쿠아릴리움 및 그의 유도체, 테트라센 및 그의 유도체, 피라졸론 및 그의 유도체, 데카시클렌, 페녹사존을 들 수 있다.Examples of the dopant include rubrene and its derivatives, squarylium and its derivatives, tetracene and its derivatives, pyrazolone and its derivatives, decacyclene, and phenoxazone.
발광층(5)은 발광 재료를 포함하는 용액을 정공 수송층(4) 위에 도포하는 도포법, 진공 증착법, 전사법 등에 의해 형성할 수 있다. 이들 중에서도, 유기 EL 소자의 제조가 용이하므로, 발광층(5)은 도포법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 발광 재료를 포함하는 용액에 사용되는 용매로서는, 예를 들어 정공 주입층(3)을 형성하기 위한 도포액에 사용되는 용매로서 예시한 용매를 들 수 있다.The
도포법에 의한 발광층의 형성에는, 정공 주입층의 형성과 마찬가지의 도포법을 사용할 수 있다. 또한 발광 재료가 승화성을 나타내는 저분자 화합물의 경우, 진공 증착법 외에, 레이저 또는 마찰에 의한 전사 또는 열전사를 사용할 수 있다.For forming the light emitting layer by the coating method, the same coating method as the formation of the hole injection layer can be used. In the case of a low-molecular compound in which the luminescent material exhibits sublimation properties, besides the vacuum evaporation method, laser or friction transfer or thermal transfer can be used.
발광층(5)의 두께는 통상 2㎚ 내지 200㎚이다.The thickness of the
<전자 주입층(7)>≪
전자 주입층(7)은 음극과의 계면에 있어서 전자 주입의 에너지 장벽을 낮게 하는 기능을 갖는 층이다. The
전자 주입층(7)에 사용되는 전자 주입 재료로서는, 예를 들어 유기 전자 주입 재료, 무기 전자 공여성 재료를 들 수 있다. Examples of the electron injecting material used for the
유기 전자 주입 재료로서는, 예를 들어 유기 금속 착체를 들 수 있다. 유기 금속 착체는, 예를 들어 금속 이온으로서, 알칼리 금속 이온, 알칼리 토금속 이온 및 희토류 금속 이온 중 적어도 1개를 함유하고, 또한 배위자로서, 퀴놀리놀, 벤조퀴놀리놀, 아크리디놀, 페난트리디놀, 히드록시페닐옥사졸, 히드록시페닐티아졸, 히드록시디아릴옥사디아졸, 히드록시디아릴티아디아졸, 히드록시페닐피리딘, 히드록시페닐벤즈이미다졸, 히드록시벤조트리아졸, 히드록시플루보란, 비피리딜, 페난트롤린, 프탈로시아닌, 포르피린, 시클로펜타디엔, β-디케톤, 아조메틴 및 그들의 유도체를 갖는 것을 들 수 있다.The organic electron injecting material includes, for example, an organic metal complex. The organometallic complex contains, for example, at least one of an alkali metal ion, an alkaline earth metal ion and a rare earth metal ion as a metal ion, and also includes, as ligands, quinolinol, benzoquinolinol, But are not limited to, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicumyl peroxide, dicyclohexylcarbodiimide, dicumyl peroxide, Fluoroborane, bipyridyl, phenanthroline, phthalocyanine, porphyrin, cyclopentadiene,? -Diketone, azomethine and derivatives thereof.
무기 전자 공여성 재료로서는, 예를 들어 Ba, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Mg, Ca, Sr, Ra, Be 등의 금속, 이들의 금속염, 이들 금속 함유 화합물, 이들 금속을 포함하는 합금을 들 수 있고, 금속이 바람직하고, Ba, Li, Cs, Mg, Ca가 보다 바람직하다.Examples of inorganic electron donating materials include metals such as Ba, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Mg, Ca, Sr, Ra and Be, metal salts thereof, , And a metal is preferable, and Ba, Li, Cs, Mg, and Ca are more preferable.
전자 주입층(7)은 정공 주입층(3)과 마찬가지의 방법에 의해 형성할 수 있다.The
전자 주입층(7)의 두께는 구동 전압과 발광 효율을 감안해서 결정하며, 통상 0.01㎚ 내지 1㎛이고, 바람직하게는 0.02㎚ 내지 500㎚이고, 보다 바람직하게는 0.05㎚ 내지 100㎚이다.The thickness of the
<음극><Cathode>
음극(8)의 재료는 일함수가 작고, 제1 층(6a), 제2 층(6b) 및 제3 층(6c)에의 전자 주입이 용이하고, 또한 전기 전도도가 높은 재료인 것이 바람직하다. 양극(2)측으로부터 광을 취출하는 경우, 발광층(5)으로부터의 광을 음극(8)에서 양극(2)측으로 반사하기 위해서, 음극(8)의 재료는 가시광 반사율이 높은 재료인 것이 바람직하다.It is preferable that the material of the cathode 8 is a material having a small work function and easy injection of electrons into the
음극(8)의 재료로서는, 예를 들어 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 전이 금속 및 주기율표 13족 금속을 들 수 있고, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트륨, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등의 금속, 상기 금속 중의 2종 이상의 합금, 상기 금속 중 1종 이상과, 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐 중 1종과의 합금, 또는 그래파이트 혹은 그래파이트 층간 화합물이 바람직하다. 본 명세서에 있어서는, 알칼리 토금속에 마그네슘을 포함한다.Examples of the material of the cathode 8 include an alkali metal, an alkaline earth metal, a transition metal and a Group 13 metal of the periodic table. Examples of the material of the cathode 8 include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, At least one metal selected from the group consisting of gold, silver, platinum, copper, manganese, and gold; at least one metal selected from the group consisting of gold, silver, scandium, vanadium, zinc, yttrium, indium, cerium, samarium, europium, terbium, Titanium, cobalt, nickel, and tungsten, or a graphite or graphite intercalation compound. In this specification, magnesium is contained in an alkaline earth metal.
합금으로서는, 예를 들어 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 인듐-은 합금, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-마그네슘 합금, 리튬-인듐 합금, 칼슘-알루미늄 합금을 들 수 있다.Examples of the alloys include magnesium-silver alloys, magnesium-indium alloys, magnesium-aluminum alloys, indium-silver alloys, lithium-aluminum alloys, lithium-magnesium alloys, lithium-indium alloys and calcium-aluminum alloys.
음극(8)측으로부터 광을 취출하는 소자로는, 음극(8)으로서 투명 도전성 전극을 사용할 수 있다. 투명 도전성 전극의 재료로서는, 예를 들어 산화인듐, 산화아연, 산화주석, ITO 및 IZO 등의 도전성 금속 산화물; 폴리아닐린 및 그의 유도체, 폴리티오펜 및 그의 유도체 등의 도전성 유기물을 들 수 있다.As the element for taking out light from the cathode 8 side, a transparent conductive electrode can be used as the cathode 8. Examples of the material of the transparent conductive electrode include conductive metal oxides such as indium oxide, zinc oxide, tin oxide, ITO and IZO; Polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, and the like.
음극(8)은, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법 및 금속 박막을 열 압착하는 라미네이트법에 의해 형성할 수 있다.The cathode 8 can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, and a lamination method in which a metal thin film is thermally bonded.
음극(8)의 두께는 전기 전도도와 내구성을 감안해서 결정하며, 통상 10㎚ 내지 10㎛이고, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛이고, 보다 바람직하게는 50㎚ 내지 500㎚이다.The thickness of the cathode 8 is determined in consideration of electrical conductivity and durability, and is usually 10 nm to 10 탆, preferably 20 nm to 1 탆, and more preferably 50 nm to 500 nm.
이어서, 제1 층(6a), 제2 층(6b) 및 제3 층(6c)에 대해서 설명한다.Next, the
<제1 층(6a)>≪ First Layer (6a) >
제1 층(6a)은 발광층(5)에 접한 불화나트륨만으로 이루어지는 층이고, 음극(8)과 발광층(5) 사이에 있는 층이다. 불화나트륨의 순도는 95중량% 이상이 바람직하고, 98중량% 이상이 보다 바람직하고, 99중량% 이상이 더욱 바람직하고, 99.9중량% 이상이 특히 바람직하다.The
제1 층(6a)은, 예를 들어 진공 증착, 도포, 전사에 의해 형성할 수 있다.The
제1 층(6a)의 두께는 유기 EL 소자의 수명과 구동 전압이 우수하므로, 바람직하게는 0.1㎚ 내지 10㎚이고, 보다 바람직하게는 2.0㎚ 내지 8.0㎚이고, 더욱 바람직하게는 3.0㎚ 내지 6.0㎚이다.The thickness of the
<제2 층(6b)>≪ Second Layer (6b) >
제2 층(6b)은 제1 층(6a)에 접한 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속만으로 이루어지는 층이다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 순도는 95질량% 이상이 바람직하고, 98중량% 이상이 보다 바람직하고, 99중량% 이상이 더욱 바람직하고, 99.9질량% 이상이 특히 바람직하다. The
제2 층(6b)에 포함되는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속은 환원성의 관점에서는, 바람직하게는 바륨, 나트륨 또는 칼륨이고, 보다 바람직하게는 바륨이다.The alkali metal or alkaline earth metal contained in the
또한, 제2 층(6b)에 포함되는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속은 전자 주입성의 관점에서는, 바람직하게는 일함수가 2.8eV보다 낮은 금속이고, 보다 바람직하게는 일함수가 2.2eV 내지 2.6eV인 금속이다.The alkali metal or alkaline earth metal contained in the
알칼리 금속의 일함수는 리튬이 2.93eV, 나트륨이 2.36eV, 칼륨이 2.28eV, 루비듐이 2.16eV, 세슘이 1.95eV다. 알칼리 토금속의 일함수는 마그네슘이 3.70eV, 칼슘이 2.9eV, 스트론튬이 2.0eV 이상 2.5eV 이하이다.The work function of the alkali metal is 2.93 eV for lithium, 2.36 eV for sodium, 2.28 eV for potassium, 2.16 eV for rubidium and 1.95 eV for cesium. The work function of the alkaline earth metal is 3.70 eV for magnesium, 2.9 eV for calcium, and 2.0 eV to 2.5 eV for strontium.
제2 층(6b)의 두께는 통상 0.1 내지 20㎚이고, 바람직하게는 0.5㎚ 내지 10㎚이고, 보다 바람직하게는 1㎚ 내지 8㎚이다.The thickness of the
<제3 층(6c)>≪ Third Layer (6c) >
제3 층(6c)은 제2 층(6b)에 접한 유기 전자 수송 재료를 포함하는 층이다.The
유기 전자 수송 재료로서는, 공지된 전자 수송 재료 중 유기 화합물인 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 나프탈렌, 안트라센 등의 축합 아릴환을 갖는 화합물 및 그의 유도체; 4,4-비스(디페닐에테닐)비페닐 등의 스티릴계 방향환 유도체; 페릴렌 및 그의 유도체, 페리논 및 그의 유도체, 쿠마린 및 그의 유도체, 나프탈이미드 및 그의 유도체, 안트라퀴논, 나프토퀴논, 디페노퀴논, 안트라퀴노디메탄, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 등의 퀴논 유도체; 인옥사이드 및 그의 유도체, 카르바졸 및 그의 유도체, 및, 인돌 및 그의 유도체; 트리스(8-퀴놀리놀레이트), 알루미늄(III) 등의 퀴놀리놀 착체; 히드록시페닐옥사졸 착체 등의 히드록시아졸 착체; 아조메틴 착체, 트로폴론 금속 착체 및 플라보놀 금속 착체; 전자 수용성 질소를 갖는 헤테로아릴환을 포함하는 화합물을 들 수 있다.As the organic electron transporting material, an organic compound of a known electron transporting material can be used, and for example, a compound having a condensed aryl ring such as naphthalene or anthracene and derivatives thereof; Styryl-based aromatic ring derivatives such as 4,4-bis (diphenylethenyl) biphenyl; There may be mentioned perylene and its derivatives, perinone and its derivatives, coumarin and its derivatives, naphthalimide and its derivatives, anthraquinone, naphthoquinone, diphenoquinone, anthraquinodimethane and tetracyanoanthraquinodimethane. Quinone derivatives; Oxides and derivatives thereof, carbazole and derivatives thereof, and indole and derivatives thereof; Quinolinol complexes such as tris (8-quinolinolate) and aluminum (III); A hydroxyazole complex such as a hydroxyphenyloxazole complex; Azomethine complexes, tropolone metal complexes and flavonol metal complexes; A compound containing a heteroaryl ring having electron-accepting nitrogen.
전자 수용성 질소란, 인접 원자와의 사이에 다중 결합을 형성하고 있는 질소 원자를 나타낸다.The electron-accepting nitrogen means a nitrogen atom forming a multiple bond with adjacent atoms.
전자 수용성 질소를 갖는 헤테로아릴환을 포함하는 화합물로서는, 예를 들어 벤즈이미다졸 및 그의 유도체, 벤조티아졸 및 그의 유도체, 옥사디아졸 및 그의 유도체, 티아디아졸 및 그의 유도체, 트리아졸 및 그의 유도체, 피리딘 및 그의 유도체, 피라진 및 그의 유도체, 페난트롤린 및 그의 유도체, 퀴녹살린 및 그의 유도체, 퀴놀린 및 그의 유도체, 벤조퀴놀린 및 그의 유도체, 비피리딘, 터피리딘 등의 올리고피리딘 및 그의 유도체, 퀴녹살린 및 그의 유도체, 및, 나프티리딘 및 그의 유도체, 페난트롤린 및 그의 유도체를 들 수 있다.Examples of the compound containing a heteroaryl ring having electron-accepting nitrogen include benzimidazole and its derivatives, benzothiazole and its derivatives, oxadiazole and its derivatives, thiadiazole and its derivatives, triazole and its derivatives , Pyridine and derivatives thereof, pyrazine and derivatives thereof, phenanthroline and derivatives thereof, quinoxaline and derivatives thereof, quinoline and derivatives thereof, benzoquinoline and derivatives thereof, oligopyridines and derivatives thereof such as bipyridines and terpyridines, And derivatives thereof, and naphthyridine and derivatives thereof, phenanthroline and derivatives thereof.
유기 전자 수송 재료로서는, 최저 공궤도(LUMO)가 3.0eV보다 낮은 재료가 바람직하고, 2.0eV 내지 2.8eV인 재료가 보다 바람직하다.As the organic electron transporting material, a material having a lowest through-orbit (LUMO) of 3.0 eV or less is preferable, and a material having 2.0 eV to 2.8 eV is more preferable.
제3 층(6c)은 유기 전자 수송 재료만으로 이루어져도 되지만, 유기 전자 수송 재료 이외의 다른 재료를 포함해도 된다. 제3 층(6c)이 유기 전자 수송 재료 이외의 다른 재료를 포함하는 경우, 다른 재료의 함유량은 유기 전자 수송 재료 100 부피부에 대하여, 0.1 내지 100 부피부일 수 있고, 0.1 내지 30 부피부일 수도 있고, 0.1 내지 10 부피부일 수도 있다. 예를 들어, 유기 전자 수송 재료는 상기 무기 전자 공여 재료와 병용해도 된다. 제3 층(6c)이 무기 전자 공여 재료를 포함하는 경우, 무기 전자 공여 재료의 함유량은 유기 전자 수송 재료 100 부피부에 대하여, 0.1 내지 100 부피부가 바람직하고, 0.1 내지 30 부피부가 보다 바람직하고, 0.1 내지 10 부피부가 더욱 바람직하다.The
제3 층(6c)은 저분자량의 유기 전자 수송 재료를 사용하는 경우, 진공 증착법, 용액 또는 용융 상태로부터 형성할 수 있고, 고분자량의 유기 전자 수송 재료를 사용하는 경우, 용액 또는 용융 상태로부터 형성할 수 있다. 제3 층(6c)을 용액 또는 용융 상태로부터 형성하는 경우, 고분자 바인더를 병용해도 된다.When a low molecular weight organic electron transporting material is used, the
제3 층(6c)의 두께는 통상 1㎚ 내지 1000㎚이고, 바람직하게는 2㎚ 내지 500㎚이고, 보다 바람직하게는 3㎚ 내지 200㎚이다.The thickness of the
<제1 층(6a), 제2 층(6b), 제3 층(6c)의 관계>≪ Relation between the
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 제1 층(6a), 제2 층(6b) 및 제3 층(6c)의 두께는 제1 층(6a)의 두께를 1로 했을 때, 제2 층(6b)의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 5.0이고, 보다 바람직하게는 0.2 내지 2.0이고, 제3 층(6c)의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 100이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 50이다. In the organic EL device of the present invention, the thicknesses of the
본 발명의 유기 EL 소자는 예를 들어 기판(1) 위에 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 제1 층(6a), 제2 층(6b), 제3 층(6c), 전자 주입층(7) 및 음극(8)을 순서대로 형성함으로써 제조할 수 있다.The organic EL device of the present invention is characterized in that the
<기타><Others>
본 발명의 유기 EL 소자의 구성은 도 1에서 나타낸 구성에 한정되지 않고, 예를 들어 이하의 a) 내지 f)의 구성이어도 된다. 여기에서는, 편의적으로, 제1 층, 제2 층 및 제3 층을 모두 다적층형 전자 수수층이라고 한다.The constitution of the organic EL device of the present invention is not limited to the constitution shown in Fig. 1, but may be constituted of the following a) to f), for example. Here, for convenience, the first layer, the second layer and the third layer are all referred to as multi-layered electron-transporting layers.
a) 양극/정공 주입층/발광층/다적층형 전자 수수층/음극a) anode / hole injecting layer / light emitting layer / multilayer electron transporting layer / cathode
b) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/다적층형 전자 수수층/음극b) anode / hole injecting layer / hole transporting layer / light emitting layer / multilayer electron transporting layer / cathode
c) 양극/발광층/다적층형 전자 수수층/음극c) anode / light emitting layer / multilayer electron transport layer / cathode
d) 양극/정공 주입층/발광층/다적층형 전자 수수층/전자 주입층/음극d) anode / hole injecting layer / light emitting layer / multilayer electron transporting layer / electron injecting layer / cathode
e) 양극/정공 주입층/정공 수송층/발광층/다적층형 전자 수수층/전자 주입층/음극e) anode / hole injecting layer / hole transporting layer / light emitting layer / multilayer electron transporting layer / electron injecting layer / cathode
f) 양극/발광층/다적층형 전자 수수층/전자 주입층/음극f) anode / light emitting layer / multilayer electron transport layer / electron injection layer / cathode
(기호 「/」는 기호 「/」의 양측의 층끼리 접합되어 있는 것을 의미한다)(The symbol " / " means that the layers on both sides of the symbol " / "
제1 층 내지 제3 층 중 어느 하나가 정공의 수송을 막는 기능을 갖는 경우, 그 층은 정공 블록층이라 불리는 경우가 있다. 그 기능은, 예를 들어 정공 전류만이 흐르는 유기 EL 소자를 제작하여, 측정된 전류값의 감소로부터 확인할 수 있다.When any one of the first to third layers has a function of blocking the transport of holes, the layer may be referred to as a hole blocking layer. This function can be confirmed by, for example, fabricating an organic EL element in which only a hole current flows and reducing the measured current value.
또한, a) 및 b)에 있어서, 정공 주입층 및/또는 정공 수송층이 전자의 수송을 막는 기능을 갖는 경우, 이들 층이 전자 블록층이라 칭해지는 경우가 있다. 그 기능은, 예를 들어 전자 전류만이 흐르는 유기 EL 소자를 제작하여, 측정된 전류값의 감소로부터 확인할 수 있다. 또한 정공 주입층 및/또는 정공 수송층과는 별도로, 전자 블록층을 양극과 발광층 사이에 설치해도 된다.In addition, when the hole injecting layer and / or the hole transporting layer have a function of blocking electrons from being transported in a) and b), these layers may be referred to as an electron blocking layer. The function can be confirmed from a decrease in the measured current value by manufacturing an organic EL element in which only an electron current flows, for example. In addition to the hole injection layer and / or the hole transport layer, an electronic block layer may be provided between the anode and the light emitting layer.
또한, 상기 a) 내지 f)의 구성 중 어느 하나에 있어서, 양극과 음극 사이에 배치된 적층체를 「적층 구조 A」라 하면, 본 발명의 유기 EL 소자는 이하의 g)의 층 구성(2층 발광 유기 EL 소자)으로 해도 된다. 2개 있는 적층 구조 A의 구성은, 동일해도 되고 달라도 된다.In any one of the structures a) to f), when the laminate disposed between the anode and the cathode is referred to as a " laminated structure A ", the organic EL device of the present invention has the
g) 양극/적층 구조 A/전하 발생층/적층 구조 A/음극g) anode / laminated structure A / charge generation layer / laminated structure A / cathode
여기서, 전하 발생층이란, 전계를 인가함으로써, 정공과 전자를 발생하는 층이다. 전하 발생층에 사용되는 재료로서는, 예를 들어 산화바나듐, ITO, 산화몰리브덴을 들 수 있다.Here, the charge generation layer is a layer that generates holes and electrons by applying an electric field. Examples of the material used for the charge generation layer include vanadium oxide, ITO, and molybdenum oxide.
「적층 구조 A/전하 발생층」을 「적층 구조 B」라 하면, 본 발명의 유기 EL 소자는 이하의 h)의 층 구성(3층 이상 발광 유기 EL 소자)으로 해도 된다.The layered structure A / charge generation layer " is referred to as a " layered structure B ", the organic EL element of the present invention may be a layer structure (three or more layered organic EL elements)
h) 양극/적층 구조 B/적층 구조 A/음극h) anode / laminated structure B / laminated structure A / cathode
여기서, 적층 구조 B는 동일하거나 또는 상이한 적층 구조가 복수 반복되어도 된다.Here, the laminated structure B may have a plurality of laminated structures which are the same or different.
또한, 전하 발생층을 설치하지 않고, 복수의 발광층을 직접적으로 적층시켜도 된다.Alternatively, a plurality of light emitting layers may be directly laminated without providing a charge generating layer.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 상술한 각 층에 사용되는 재료는 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다. 또한 본 발명의 유기 EL 소자에 있어서, 양극, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층 및 음극은 단층이어도 되고 복수층이어도 된다.In the organic EL device of the present invention, the materials used for the respective layers described above may be used singly or two or more of them may be used in combination. In the organic EL device of the present invention, the anode, the hole injecting layer, the hole transporting layer, the light emitting layer, the electron injecting layer, and the cathode may be a single layer or a plurality of layers.
본 발명의 유기 EL 소자에 있어서는, 상술한 양극을 기판측에 배치한 예뿐만 아니라, 음극을 기판측에 배치해도 된다. 이 경우, 예를 들어 a) 내지 h)의 층 구성의 유기 EL 소자를 기판 위에 제작할 때, 음극부터 순서대로 각 층을 기판 위에 적층하면 된다.In the organic EL device of the present invention, not only the above-described anode may be disposed on the substrate side, but also the cathode may be disposed on the substrate side. In this case, for example, when the organic EL devices having the layer structures a) to h) are formed on a substrate, the respective layers may be laminated on the substrate in order from the cathode.
[실시예][Example]
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.
<실시예 1>≪ Example 1 >
도 1에 도시하는 바와 같이, 기판(1) 위에, 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 제1 층(6a), 제2 층(6b), 제3 층(6c), 전자 주입층(7) 및 음극(8)을 순서대로 적층하고, 유기 EL 소자를 제작한 후, 유리에 의해 밀봉함으로써, 유리 밀봉 유기 EL 소자(이하, 「유기 EL 소자 1」이라고 함)를 제작하였다.1, the
유리 기판 위에 양극으로서 ITO 박막을 소정의 패턴으로 형성했다. ITO 박막은 스퍼터링법에 의해 두께가 45㎚가 되도록 형성했다. ITO 박막이 표면에 형성된 유리 기판을, 유기 용매, 알칼리 세제 및 초순수로 초음파 세정한 후, 유기 용매로 10분간 자비하고, 건조시켰다. 이어서, 자외선 오존(UV-O3) 장치를 사용하여, ITO 박막이 형성된 면에 자외선 오존 처리를 약 15분간 행하였다.An ITO thin film was formed as a positive electrode on a glass substrate in a predetermined pattern. The ITO thin film was formed so as to have a thickness of 45 nm by a sputtering method. The glass substrate on which the ITO thin film was formed was ultrasonically cleaned with an organic solvent, an alkaline detergent and ultrapure water, and was then brazed with an organic solvent for 10 minutes and dried. Subsequently, ultraviolet ozone treatment was performed for about 15 minutes on the surface of the ITO thin film formed using the ultraviolet ozone (UV-O 3 ) apparatus.
전하 수송 재료와 전자 수용성 재료와 조합한 정공 주입 재료를, 스핀 코트법으로 ITO 박막 위에 도포함으로써, 35㎚의 두께가 되도록 막을 형성했다. 이 막을 대기 중, 핫 플레이트 위에서, 80℃에서 4분간 가열하고, 또한 230℃에서 15분간 가열해서 건조시킴으로써, 정공 주입층을 형성했다.A hole injection material in combination with a charge transporting material and an electron-accepting material was applied to the ITO thin film by a spin coating method to form a film having a thickness of 35 nm. This film was heated in the air and on a hot plate at 80 DEG C for 4 minutes and further heated at 230 DEG C for 15 minutes to dry to form a hole injection layer.
고분자량의 정공 수송 재료와 크실렌을 혼합하고, 정공 수송 재료의 농도가 0.6중량%인 정공 수송층 형성용 조성물을 얻었다. 정공 수송층 형성용 조성물을, 스핀 코트법으로 정공 주입층 위에 도포함으로써, 20㎚의 두께가 되도록 막을 형성했다. 이 막을 형성한 유리 기판을 질소 분위기 하에서, 핫 플레이트 위에서, 180℃에서 60분간 가열함으로써 용매를 증발시킨 후, 실온까지 자연 냉각함으로써, 정공 수송층을 형성했다.A high molecular weight hole transporting material and xylene were mixed to obtain a composition for forming a hole transporting layer having a hole transporting material concentration of 0.6 wt%. A composition for forming a hole transport layer was applied on the hole injection layer by a spin coating method to form a film having a thickness of 20 nm. The glass substrate on which the film was formed was heated on a hot plate at 180 캜 for 60 minutes in a nitrogen atmosphere to evaporate the solvent and then naturally cooled to room temperature to form a hole transporting layer.
플루오렌·아민 공중합체(고분자계 발광 재료(청색))와 크실렌을 혼합하여, 플루오렌·아민 공중합체의 농도가 1.3중량%인 발광층 형성용 조성물을 얻었다. 발광층 형성용 조성물을, 스핀 코트법으로 정공 수송층 위에 도포함으로써, 50㎚의 두께가 되도록 막을 형성했다. 이 막을 형성한 유리 기판을 질소 분위기 하에서, 핫 플레이트 위에서, 150℃에서 10분간 가열함으로써 용매를 증발시킨 후, 실온까지 자연 냉각함으로써, 발광층을 얻었다.A fluorene-amine copolymer (polymeric light-emitting material (blue)) and xylene were mixed to obtain a composition for forming a light-emitting layer having a fluorene-amine copolymer concentration of 1.3 wt%. The composition for forming a light emitting layer was applied on the hole transporting layer by spin coating to form a film having a thickness of 50 nm. The glass substrate on which the film was formed was heated on a hot plate at 150 캜 for 10 minutes in a nitrogen atmosphere to evaporate the solvent and then naturally cooled to room temperature to obtain a light emitting layer.
발광층이 형성된 유리 기판을 증착 챔버로 옮겨서, 증착 챔버 내의 진공도가 1.0×10-5㎩ 이하가 될 때까지 배기했다. 계속해서, 불화나트륨을 진공 증착법으로 발광층 위에, 3㎚의 두께가 되도록 증착 속도 0.3Å/s로 성막함으로써, 불화나트륨만으로 이루어지는 제1 층을 형성했다.The glass substrate on which the light emitting layer was formed was transferred to the deposition chamber and exhausted until the degree of vacuum in the deposition chamber was 1.0 x 10 < -5 > Pa or less. Subsequently, a first layer made of only sodium fluoride was formed by depositing sodium fluoride at a deposition rate of 0.3 Å / s to a thickness of 3 nm on the light emitting layer by a vacuum deposition method.
다음에, 증착 챔버 내에서, 제1 층 위에 바륨을 진공 증착법으로 증착하여, 2㎚의 두께가 되도록 증착 속도 0.5Å/s로 제2 층을 형성했다. Next, in the deposition chamber, barium was deposited on the first layer by vacuum evaporation to form a second layer at a deposition rate of 0.5 ANGSTROM / s to a thickness of 2 nm.
다음에, 증착 챔버 내에서, 제2 층 위에 유기 전자 수송 재료를 진공 증착법으로 증착하여, 10㎚의 두께가 되도록 증착 속도 0.6Å/s로 성막함으로써, 제3 층을 형성했다.Then, in the deposition chamber, an organic electron transporting material was deposited on the second layer by a vacuum deposition method, and a film was formed at a deposition rate of 0.6 ANGSTROM / s so as to have a thickness of 10 nm, thereby forming a third layer.
다음에, 증착 챔버 내에서, 제3 층 위에 불화리튬을 진공 증착법으로 증착하여, 0.5㎚의 두께가 되도록 증착 속도 0.2Å/s로 성막함으로써, 전자 주입층을 형성했다.Next, in the deposition chamber, lithium fluoride was vapor deposited on the third layer by a vacuum deposition method to form a film with a deposition rate of 0.2 ANGSTROM / s so as to have a thickness of 0.5 nm, thereby forming an electron injection layer.
다음에, 금속 전용 증착 챔버 내에서, 전자 주입층 위에 알루미늄을 진공 증착법으로 증착하여, 100㎚의 두께가 되도록 성막함으로써, 음극을 형성했다.Next, in the metal-only deposition chamber, aluminum was deposited on the electron injecting layer by a vacuum evaporation method to form a film having a thickness of 100 nm, thereby forming a cathode.
그 후, 음극을 형성한 유리 기판을, 대기에 폭로시키지 않고 증착실로부터 밀봉 처리실로 반송하여, 질소 분위기 하에서, 자외선 경화 수지를 주위에 도포한 밀봉 유리와 접합하고, 자외광을 조사해서 자외선 경화 수지를 경화시킴으로써, 유기 EL 소자 1을 제작하였다.Thereafter, the glass substrate on which the negative electrode is formed is transported from the evaporation chamber to the sealing treatment chamber without being exposed to the atmosphere, and the glass substrate is bonded to the sealing glass coated with the ultraviolet ray hardening resin under nitrogen atmosphere, By curing the resin, the
유기 EL 소자 1을 사용하여, 구동 전압 및 전류 효율의 안정성을 평가했다.The stability of the driving voltage and current efficiency was evaluated using the
구동 전압은 유기 EL 소자 1을 10mA/㎠의 정전류로 구동하고 있을 때의 전압이다. 전류 효율은 유기 EL 소자 1의 휘도가 1000cd/㎡일 때 값이다. 이들의 안정성은, 유기 EL 소자 1을 80℃에서 보온할 수 있는 보존고에 보관하여, 보관 시간 0시간, 24시간, 48시간, 168시간 경과 후의 구동 전압 및 전류 효율을 측정하였다.The driving voltage is a voltage when the
유기 EL 소자 1의 전류 효율(보관 시간 0시간)은 9.9cd/A이고, 구동 전압(보관 시간 0시간)은 3.4V였다. 또한 유기 EL 소자 1의 전류 효율은 보관 시간이 24시간에서는 10.1cd/A이고, 48시간에서는 10.1cd/A이고, 168시간에서는 10.2cd/A이고, 구동 전압은 보관 시간이 24시간에서는 3.4V이고, 48시간에서는 3.4V이고, 168시간에서는 3.4V였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.The current efficiency (storage time 0 hours) of the
<비교예 1>≪ Comparative Example 1 &
실시예 1에 있어서, 제2 층 및 제3 층 대신에, 바륨과 유기 전자 수송 재료 (실시예 1과 동일한 재료)를 혼합한 층을 설치한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 유리 밀봉 유기 EL 소자(이하, 「유기 EL 소자 C1」이라고 함)를 제작하여, 구동 전압 및 전류 효율의 안정성을 평가했다.A glass sealing organosilicate glass was produced in the same manner as in Example 1 except that a layer obtained by mixing barium and an organic electron transporting material (the same material as in Example 1) was provided instead of the second and third layers in Example 1, (Hereinafter referred to as " organic EL element C1 ") was fabricated, and the stability of the driving voltage and current efficiency was evaluated.
바륨과 유기 전자 수송 재료를 혼합한 층은, 구체적으로는, 실시예 1에 있어서, 제1 층을 형성한 유리 기판에 대하여, 증착 챔버 내에서, 제1 층 위에서, 바륨과 유기 전자 수송 재료를 10:90(부피비)로 진공 증착법으로 증착하여, 10㎚의 두께가 되도록 증착 속도 0.05Å/s 및 0.45Å/s로 성막함으로써, 혼합층을 형성했다. 그 외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하였다.Specifically, a layer in which barium and an organic electron transporting material are mixed is formed in the same manner as in Example 1 except that barium and an organic electron transporting material Deposited at a deposition rate of 0.05 Å / s and 0.45 Å / s so as to have a thickness of 10 nm by vacuum evaporation at a deposition rate of 10:90 (volume ratio). Otherwise, the same procedure as in Example 1 was carried out.
유기 EL 소자 C1의 전류 효율(보관 시간 0시간)은 9.0cd/A이고, 구동 전압(보관 시간 0시간)은 4.2V였다. 또한 유기 EL 소자 C1의 전류 효율은 보관 시간이 24시간에서는 7.3cd/A이고, 48시간에서는 7.1cd/A이고, 168시간에서는 6.9cd/A이고, 구동 전압은 보관 시간이 24시간에서는 4.9V이고, 48시간에서는 5.0V이고, 168시간에서는 5.0V였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.The current efficiency (storage time 0 hours) of the organic EL element C1 was 9.0 cd / A, and the driving voltage (storage time 0 hours) was 4.2 V. The current efficiency of the organic EL device C1 was 7.3 cd / A at a storage time of 24 hours, 7.1 cd / A at 48 hours, 6.9 cd / A at 168 hours, and 4.9 V 5.0 V at 48 hours, and 5.0 V at 168 hours. The obtained results are shown in Table 1.
<비교예 2>≪ Comparative Example 2 &
실시예 1에 있어서, 제1 층 및 제2 층을 설치하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 유리 밀봉 유기 EL 소자(이하, 「유기 EL 소자 C2」라고 함)를 제작하여, 구동 전압 및 전류 효율의 안정성을 평가했다.A glass-sealed organic EL element (hereinafter referred to as " organic EL element C2 ") was produced in the same manner as in Example 1 except that the first layer and the second layer were not provided in Example 1, And stability of current efficiency were evaluated.
유기 EL 소자 C2의 전류 효율(보관 시간 0시간)은 8.5cd/A이고, 구동 전압(보관 시간 0시간)은 3.7V였다. 또한 유기 EL 소자 C1의 전류 효율은 보관 시간이 24시간에서는 3.8cd/A이고, 48시간에서는 2.4cd/A이고, 168시간에서는 1.5cd/A이고, 구동 전압은 보관 시간이 24시간에서는 4.0V이고, 48시간에서는 4.0V이고, 168시간에서는 4.2V였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.The current efficiency (storage time 0 hours) of the organic EL device C2 was 8.5 cd / A, and the driving voltage (storage time 0 hours) was 3.7 V. The current efficiency of the organic EL device C1 was 3.8 cd / A at a storage time of 24 hours, 2.4 cd / A at a time of 48 hours, 1.5 cd / A at a time of 168 hours, and 4.0 volts at a storage time of 24 hours , 4.0 V at 48 hours, and 4.2 V at 168 hours. The obtained results are shown in Table 1.
<비교예 3>≪ Comparative Example 3 &
실시예 1에 있어서, 제2 층을 설치하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 유리 밀봉 유기 EL 소자(이하, 「유기 EL 소자 C3」이라고 함)를 제작하여, 구동 전압 및 전류 효율의 안정성을 평가했다.A glass-sealed organic EL element (hereinafter referred to as " organic EL element C3 ") was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the second layer was not provided in Example 1, The stability was evaluated.
유기 EL 소자 C3의 전류 효율(보관 시간 0시간)은 6.6cd/A이고, 구동 전압(보관 시간 0시간)은 4.7V였다. 또한 유기 EL 소자 C1의 전류 효율은 보관 시간이 24시간에서는 5.6cd/A이고, 48시간에서는 5.7cd/A이고, 168시간에서는 5.9cd/A이고, 구동 전압은 보관 시간이 24시간에서는 5.2V이고, 48시간에서는 5.3V이고, 168시간에서는 5.5V였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.The current efficiency (storage time 0 hours) of the organic EL element C3 was 6.6 cd / A, and the driving voltage (storage time 0 hours) was 4.7 V. The current efficiency of the organic EL device C1 was 5.6 cd / A at the storage time of 24 hours, 5.7 cd / A at the storage time of 48 hours, 5.9 cd / A at the storage time of 168 hours, , 5.3 V at 48 hours, and 5.5 V at 168 hours. The obtained results are shown in Table 1.
<비교예 4>≪ Comparative Example 4 &
실시예 1에 있어서, 제1 층을 설치하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 유리 밀봉 유기 EL 소자(이하, 「유기 EL 소자 C4」라고 함)를 제작하여, 구동 전압 및 전류 효율의 안정성을 평가했다.A glass-sealed organic EL element (hereinafter referred to as " organic EL element C4 ") was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the first layer was not provided in Example 1, The stability was evaluated.
유기 EL 소자 C4의 전류 효율(보관 시간 0시간)은 1.1cd/A이고, 구동 전압(보관 시간 0시간)은 5.9V였다. 또한 유기 EL 소자 C1의 전류 효율은 보관 시간이 24시간에서는 0.5cd/A이고, 48시간에서는 0.5cd/A이고, 168시간에서는 0.5cd/A이고, 구동 전압은 보관 시간이 24시간에서는 6.0V이고, 48시간에서는 6.0V이고, 168시간에서는 6.1V였다. 얻어진 결과를 표 1에 나타낸다.The current efficiency (storage time 0 hour) of the organic EL device C4 was 1.1 cd / A, and the driving voltage (storage time 0 hour) was 5.9 V. The current efficiency of the organic EL device C1 was 0.5 cd / A at the storage time of 24 hours, 0.5 cd / A at the 48 hours, 0.5 cd / A at the 168 hours, and 6.0 volts at the storage time of 24 hours 6.0 V at 48 hours, and 6.1 V at 168 hours. The obtained results are shown in Table 1.
1 : 기판
2 : 양극
3 : 정공 주입층
4 : 정공 수송층
5 : 발광층
6a : 제1 층
6b : 제2 층
6c : 제3 층
7 : 전자 주입층
8 : 음극1: substrate
2: anode
3: Hole injection layer
4: hole transport layer
5: light emitting layer
6a: First layer
6b: Second layer
6c: Third floor
7: electron injection layer
8: cathode
Claims (4)
해당 음극과 해당 발광층 사이에, 해당 발광층과 접한 불화나트륨만으로 이루어지는 제1 층과, 제1 층에 접한 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속만으로 이루어지는 제2 층과, 제2 층에 접한 유기 전자 수송 재료를 포함하는 제3 층을 갖는, 상기 유기 일렉트로루미네센스 소자.An organic electroluminescent device having a positive electrode and a negative electrode, and a light emitting layer provided between the positive electrode and the negative electrode,
A first layer made of only sodium fluoride in contact with the light emitting layer and a second layer made of only an alkali metal or an alkaline earth metal in contact with the first layer and an organic electron transporting material in contact with the second layer, And a third layer on the organic electroluminescent device.
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