JP2007335214A

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Publication number: JP2007335214A
Application number: JP2006165372A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Ide; 伸弘井出; Takuya Komoda; 卓哉菰田; Junji Kido; 淳二城戸
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: JP4833748B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic light-emitting element capable of exhibiting white light-emission having high efficiency/high quality in the organic light-emitting element combined with a light-emitting layer to exhibit phosphorescent light-emission. <P>SOLUTION: This organic light-emitting element is formed by having a light-emitting layer 3 between an anode 1 and a cathode 2. Light-emitting layers 3a, 3b, 3c having three or more layers for emitting light at least at two different wavelengths are provided by stacking them on each other, and the light-emitting layer to exhibit a long wavelength light-emission is formed into a laminated configuration pinched by the light-emitting layer to exhibit a short wavelength light-emission. A host material to constitute the light-emitting layer of the long wavelength light-emission is the same as that constituting the light-emitting layer of the short wavelength light-emission, and compounds showing light-emission from the spin multiplet term are added to the respective light-emitting layers as a dopant. The compound to increase electron transport properties of the light-emitting layer is added to at least a part of the light-emitting layer as the dopant. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

Translated fromJapanese

本発明は、照明光源、バックライト、フラットパネルディスプレイ等に用いられる有機発光素子に関するものであり、詳しくは、複数の発光性有機物質がドープされた有機発光層を備えた有機発光素子に関するものである。 The present invention relates to an organic light emitting device used for an illumination light source, a backlight, a flat panel display, and the like, and more particularly to an organic light emitting device including an organic light emitting layer doped with a plurality of light emitting organic substances. is there.

照明光源、バックライト、フラットパネルディスプレイなどとして用いられる発光体は、高効率照明器具の実現、照明器具形状の自由化、液晶表示機を備える電子機器の小型化、長時間駆動化、フラットパネルディスプレイの薄型化等のために、高効率であり、かつ薄く軽量であるものが近年強く要求されている。 Light emitters used as illumination light sources, backlights, flat panel displays, etc. realize high-efficiency lighting fixtures, liberalization of lighting fixture shapes, downsizing of electronic devices equipped with liquid crystal displays, longer drive times, flat panel displays In recent years, there has been a strong demand for high efficiency, thinness and light weight in order to reduce the thickness.

有機発光素子（有機ＥＬ素子）は以前より、上記の要求を満たす可能性を有する発光体として注目を集めており、盛んに研究開発が行われてきた。特に近年、電流−光変換効率１００％を原理的に有するリン光発光材料の登場に伴い、有機発光素子の効率は飛躍的に増大し、有機発光素子の実用化可能領域は大きく広がってきた。 Organic light-emitting elements (organic EL elements) have been attracting attention as light emitters that have a possibility of satisfying the above-mentioned requirements and have been actively researched and developed. Particularly in recent years, with the advent of phosphorescent light-emitting materials having a current-light conversion efficiency of 100% in principle, the efficiency of organic light-emitting elements has increased dramatically, and the practical area of organic light-emitting elements has greatly expanded.

これまで、緑、赤など、一部の単色発光素子に関しては、実デバイスとして電流−光変換効率１００％に相当すると考えられる高効率発光素子が実際に実現されている。青色発光素子に関しては、青色発光のエネルギーが大きいために、それに適した発光材料、周辺材料があまり進化しておらず、他の発光色を有する有機発光素子に対して開発が遅れていたが、最近になって、青色発光素子に適した発光材料や周辺材料が開発され、青色発光素子の効率も次第に向上しつつある。しかし、青色発光素子と、黄色〜赤色発光素子などを組み合わせることによって実現できる白色発光素子に関しては、まだまだ高効率のものが得られていないのが現状である。 So far, with respect to some monochromatic light emitting elements such as green and red, high efficiency light emitting elements considered to correspond to current-light conversion efficiency of 100% have been actually realized as actual devices. Regarding blue light-emitting elements, since the energy of blue light emission is large, suitable light-emitting materials and peripheral materials have not evolved much, and development has been delayed with respect to organic light-emitting elements having other light emission colors. Recently, light emitting materials and peripheral materials suitable for blue light emitting elements have been developed, and the efficiency of blue light emitting elements is gradually improving. However, as for the white light-emitting element that can be realized by combining the blue light-emitting element and the yellow to red light-emitting elements, a high-efficiency one has not yet been obtained.

これまでにリン光発光材料を用いた白色発光素子の構造としては、例えば、補色関係にある発光色を呈する複数の発光層を積層したもの、発光層の内部に励起エネルギーブロック層などを挿入したものなどが開示されている。しかし前者は、発光輝度により発光色が次第にシフトするという問題があり、また後者は、構造が比較的複雑であると共に、エネルギーブロック層を素子内に有するために駆動電圧が上昇するという問題があった。一方例えば特許文献１のように、発光層のキャリア輸送性に着目した発光層の配列に関する報告がなされているが、この方法では、発光層の特性に応じて発光層の積層順を変化させる必要があり、またリン光素子への応用に関しては言及されていない。 The structure of a white light emitting element using a phosphorescent light emitting material so far includes, for example, a structure in which a plurality of light emitting layers exhibiting complementary colors are laminated, and an excitation energy block layer is inserted inside the light emitting layer. Things are disclosed. However, the former has a problem that the emission color gradually shifts depending on the emission luminance, and the latter has a problem that the structure is relatively complicated and the drive voltage increases because the energy block layer is included in the element. It was. On the other hand, as disclosed in Patent Document 1, for example, there has been a report on the arrangement of the light emitting layer focusing on the carrier transport property of the light emitting layer, but in this method, it is necessary to change the stacking order of the light emitting layer according to the characteristics of the light emitting layer. There is no mention of application to phosphorescent devices.

このように、複数の異なるリン光発光を呈する発光層を組み合わせた多色発光白色素子に関しては、それに適した構造がほとんど知られていないのが現状である。
特開２００４−６１６５号公報As described above, regarding a multicolor light emitting white element in which a plurality of light emitting layers exhibiting different phosphorescence emission are combined, there is almost no known structure suitable for it.
JP 2004-6165 A

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、リン光発光を呈する発光層を組み合わせた有機発光素子において、高効率・高品位な白色発光を呈することができる有機発光素子を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an organic light-emitting element capable of exhibiting high-efficiency and high-quality white light emission in an organic light-emitting element that combines a light-emitting layer that exhibits phosphorescence emission. It is intended.

本発明の請求項１に係る有機発光素子は、陽極と陰極の間に発光層を備えて形成される有機発光素子において、少なくとも２つの異なる波長で発光する３層以上の発光層を積層して備えると共に、長波長の発光を呈する発光層が短波長の発光を呈する発光層で挟まれた積層構成に形成されており、長波長発光の発光層を構成するホスト材料と短波長発光の発光層を構成するホスト材料が同一のものであると共に各発光層にはスピン多重項からの発光を示す化合物がドーパントとして添加されており、且つ少なくとも一部の発光層に発光層の電子輸送性を高める化合物がドーパントとして添加されていることを特徴とするものである。 The organic light-emitting device according to claim 1 of the present invention is an organic light-emitting device formed by providing a light-emitting layer between an anode and a cathode, and includes at least two light-emitting layers that emit light at two different wavelengths. A host material constituting a long-wavelength light-emitting layer and a short-wavelength light-emitting layer, wherein the light-emitting layer exhibiting long-wavelength light emission is sandwiched between the light-emitting layers exhibiting short-wavelength light emission And the light emitting layer is added with a compound that emits light from the spin multiplet as a dopant, and at least a part of the light emitting layer enhances the electron transport property of the light emitting layer. The compound is added as a dopant.

この発明によれば、少なくとも２つの異なる波長で発光する３層以上の発光層を積層し、長波長の発光を呈する発光層が短波長の発光を呈する発光層で挟まれた積層構成に形成
することによって、印加電圧や通電電流を変化させた際の、有機発光素子の発光色の変化を小さく抑えることができるものであり、また長波長発光の発光層を構成するホスト材料と短波長発光の発光層を構成するホスト材料を同一のものにすることによって、隣合う発光層のホスト間のエネルギー移動による発光効率の低下を回避し、またホスト間界面のエネルギー障壁によるキャリアバランスの崩れや電圧上昇を回避することが可能になるものである。さらに少なくとも一部の発光層に発光層の電子輸送性を高める化合物がドーパントとして添加されているために、発光層内のキャリアバランスを適正化して発光効率を高めることができると共に、駆動電圧を低減することができるものである。そして各発光層にはスピン多重項からの発光を示す化合物がドーパントとして添加してあり、リン光発光を呈する発光層を備えた有機発光素子において、高効率・高品位な発光を呈する有機発光素子を得ることができるものである。According to the present invention, at least two light emitting layers that emit light at two different wavelengths are laminated, and a light emitting layer that emits light having a long wavelength is sandwiched between light emitting layers that emit light having a short wavelength. Thus, it is possible to suppress a change in the light emission color of the organic light emitting element when the applied voltage or the energization current is changed, and the host material constituting the light emitting layer of the long wavelength light emission and the short wavelength light emission By using the same host material for the light-emitting layer, it is possible to avoid a decrease in light-emission efficiency due to energy transfer between hosts in adjacent light-emitting layers, and to disrupt carrier balance and increase voltage due to the energy barrier at the interface between hosts. Can be avoided. Furthermore, since a compound that increases the electron transport property of the light emitting layer is added as a dopant to at least a part of the light emitting layer, the carrier balance in the light emitting layer can be optimized to increase the light emission efficiency, and the driving voltage is reduced. Is something that can be done. Each light emitting layer is added with a compound that emits light from a spin multiplet as a dopant, and is an organic light emitting device having a light emitting layer that exhibits phosphorescence, and exhibits high efficiency and high quality light emission. Can be obtained.

また請求項２の発明は、請求項１において、３つ以上の異なる波長で発光する３層以上の発光層を積層して備えると共に、両端に位置する発光層の発光波長がこれらの間に挟まれる発光層の発光波長よりも短波長であることを特徴とするものである。 In addition, the invention ofclaim 2 comprises, in claim 1, three or more light-emitting layers that emit light at three or more different wavelengths, and the light emission wavelengths of the light-emitting layers located at both ends are sandwiched between them. The emission layer has a wavelength shorter than the emission wavelength of the light emitting layer.

この発明によれば、印加電圧や通電電流を変化させた際の、有機発光素子の発光色の変化を小さく抑えることができるものである。 According to the present invention, it is possible to suppress a change in the emission color of the organic light emitting element when the applied voltage or the energization current is changed.

また請求項３の発明は、請求項１又は２において、短波長発光のピーク波長が４３０ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲にあり、長波長発光のピーク波長が５２０〜６５０ｎｍの範囲にあり、各発光層から発光される光の混合色が白色であることを特徴とするものである。 Further, the invention of claim 3 is the light emitting device according toclaim 1 or 2, wherein the peak wavelength of short wavelength emission is in the range of 430 nm to 520 nm, the peak wavelength of long wavelength emission is in the range of 520 to 650 nm, and light is emitted from each light emitting layer. The mixed color of the emitted light is white.

この発明によれば、高効率・高品位な白色発光を呈する有機発光素子を得ることができるものである。 According to this invention, it is possible to obtain an organic light-emitting element that exhibits high-efficiency and high-quality white light emission.

本発明によれば、リン光発光を呈する複数の発光層を備えた多色発光有機発光素子において、高効率・高品位な発光を呈する有機発光素子を得ることができるものである。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the multicolor light emission organic light emitting element provided with the several light emitting layer which exhibits phosphorescence light emission, the organic light emitting element which exhibits highly efficient and high quality light emission can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.

本発明に係る有機発光素子は、陽極（アノード）と陰極（カソード）の間に発光層を備えて形成されるものである。図１はこのような有機発光素子の構造の一例を示すものであり、陽極となる電極１と陰極となる電極２の間に複数の発光層３ａ，３ｂ，３ｃを積層して形成される発光部３と、発光部３と電極１との間にホール輸送層４を、発光部３と電極２との間に電子輸送層５を形成する有機膜を備え、これらを透明基板６の表面に積層したものである。電極１は光透過性の電極として、電極２は光反射性の電極として形成してある。また、図１において、ホール輸送層４や電子輸送層５の電極１，２側には、ホール注入層や電子注入層などを設けるようにしてもよいが、これらの図示は省略してある。 The organic light emitting device according to the present invention is formed by providing a light emitting layer between an anode (anode) and a cathode (cathode). FIG. 1 shows an example of the structure of such an organic light-emitting device, in which light emission is formed by laminating a plurality of light-emittinglayers 3a, 3b, 3c between an electrode 1 serving as an anode and anelectrode 2 serving as a cathode. An organic film for forming ahole transporting layer 4 between the light emitting part 3 and the electrode 1 and anelectron transporting layer 5 between the light emitting part 3 and theelectrode 2. Laminated. The electrode 1 is formed as a light transmissive electrode, and theelectrode 2 is formed as a light reflective electrode. In FIG. 1, a hole injection layer, an electron injection layer, and the like may be provided on the side of theelectrodes 1 and 2 of thehole transport layer 4 and theelectron transport layer 5, but these are not shown.

本発明において発光部３は、３層以上の発光層３ａ，３ｂ，３ｃを積層して形成されるものである。積層数の上限は特に限定されるものではないが、実用上、概ね４層程度が上限である。そして３層以上の各発光層３ａ，３ｂ，３ｃは、少なくとも２つの異なる波長で発光するもの、すなわち少なくとも２つの発光色のものを組み合わせて用いるものであり、長波長の発光を呈する発光層が短波長の発光を呈する発光層に挟まれる位置関係になるように、発光層３ａ，３ｂ，３ｃを積層して発光部３を形成するようにしてある。In the present invention, the light emitting section 3 is formed by laminating three or morelight emitting layers 3a, 3b, 3c. The upper limit of the number of stacked layers is not particularly limited, but practically about 4layers is the upper limit. Each of the three or morelight emitting layers 3a, 3b, and 3c emits light at at least two different wavelengths, that is, uses a combination of at least two light emitting colors, and a light emitting layer that emits light having a long wavelength is used. The light-emitting portion 3 is formed by laminating the light-emittinglayers 3a, 3b, and 3c so as to be in a positional relationship between light-emitting layers that emit light having a short wavelength.

発光層の発光色の組み合わせは、特に限定されるものではないが、同一の短波長で発光する発光層の間にこれよりも長波長で発光する発光層を積層する場合、２つの異なる波長で発光する組み合わせのときには、青／赤／青、青／橙／青、青／黄／青、青／緑／青、緑／橙／緑などを各発光層の発光色の積層構成として例示することができ、３つの異なる波長で発光する組み合わせのときには、青／橙／緑／青、緑／黄／橙／緑などを各発光層の発光色の積層構成として例示することができる。 The combination of emission colors of the light emitting layer is not particularly limited, but when a light emitting layer emitting light having a longer wavelength is laminated between light emitting layers emitting light having the same short wavelength, two different wavelengths are used. For combinations that emit light, blue / red / blue, blue / orange / blue, blue / yellow / blue, blue / green / blue, green / orange / green, etc. shall be exemplified as the laminated structure of the emission color of each light emitting layer. In the case of a combination that emits light at three different wavelengths, blue / orange / green / blue, green / yellow / orange / green, and the like can be exemplified as the laminated structure of the emission colors of each light emitting layer.

また３層以上の発光層が３つ以上の異なる波長で発光する発光層の組み合わせの場合、積層の両端に位置する発光層の発光波長を異なる波長にし、両端の発光層の各発光波長がこの間に挟まれる発光層の発光波長よりも短波長になるような積層構成にすることもできる。このような発光層の組み合わせとしては、黄／橙／緑、青／橙／緑、青／黄／緑などの発光色の組み合わせや、あるいは前述のような青／橙／青などのように両端の発光層の発光色が同じでも、両端の発光色の発光波長が異なるようにしたものなどを、例として挙げることができる。 In the case of a combination of three or more light-emitting layers that emit light at three or more different wavelengths, the light-emitting wavelengths of the light-emitting layers located at both ends of the stack are set to different wavelengths. It is also possible to have a laminated structure in which the wavelength is shorter than the emission wavelength of the light emitting layer sandwiched between the layers. Such light emitting layer combinations include yellow / orange / green, blue / orange / green, blue / yellow / green, etc., or both ends such as blue / orange / blue as described above. Even if the luminescent color of the light emitting layer is the same, an example in which the emission wavelengths of the luminescent colors at both ends are different can be given.

上記のような発光波長の関係を有する３層以上の発光層の組み合わせで発光部を形成することによって、有機発光素子への印加電圧や通電電流を変化させた際の、有機発光素子の発光色の変化を小さく抑えることができるものである。例えば、青／橙／青のような発光色の組み合わせで発光層を形成することによって、各発光層の発光領域が移動した場合にも、各発光層で発光される各色の発光バランスが比較的良好に保たれ、各色が混合されて有機発光素子から出射される色の変化を小さくすることができるのがその理由の一つである。また、小さいエネルギーギャップを有する長波長の発光層が大きなエネルギーギャップを有する短波長の発光層の間に配置されていることで、短波長の発光層から長波長の発光層への適切なエネルギー移動による発光バランスが向上する効果や、発光領域の電界強度依存性の抑制による効果もその理由の一つである。 The light emission color of the organic light emitting device when the applied voltage or the current applied to the organic light emitting device is changed by forming the light emitting portion with a combination of three or more light emitting layers having a light emission wavelength relationship as described above. Can be kept small. For example, by forming a light emitting layer with a combination of light emitting colors such as blue / orange / blue, even when the light emitting area of each light emitting layer moves, the light emission balance of each color emitted by each light emitting layer is relatively One of the reasons is that the color change emitted from the organic light emitting element can be reduced by keeping the colors well and mixing them. In addition, since the long wavelength light emitting layer having a small energy gap is disposed between the short wavelength light emitting layers having a large energy gap, appropriate energy transfer from the short wavelength light emitting layer to the long wavelength light emitting layer is achieved. One of the reasons is the effect of improving the light emission balance due to the light emission and the effect of suppressing the dependence of the light emitting region on the electric field strength.

本発明の有機発光素子において、長波長発光の発光層を構成するホスト材料と短波長発光の発光層を構成するホスト材料は同一のもので形成してある。短波長発光の発光層を構成するホスト材料としては、短波長発光を呈する発光ドーパントのエネルギーギャップ以上のエネルギーギャップを有する材料を用いるものであり、特に好ましい材料は、ホスト材料のＴ１レベル（三重項準位）が発光ドーパントのＴ１レベル以上のものである。青色発光ドーパント、例えばＦＩｒｐｉｃのＴ１レベル以上のＴ１レベルを有するホスト材料としては、例えば［化１］に示すような、分子骨格にねじりを加えることによって共役系を切断した構造、共役系の小さいトリアリールアミン骨格、非共役系骨格などを有し、かつキャリア輸送性部位としてカルバゾールなどを含有する材料を挙げることができる。そして長波長発光の発光層を構成するホスト材料を短波長発光の発光層を構成するホスト材料と同一のものとすることによって、素子構成を単純化することができると共に、隣合う発光層のホスト間のエネルギー移動による発光効率の低下を回避し、またホスト間界面のエネルギー障壁によるキャリアバランスの崩れや電圧上昇を回避することが可能になり、効率を高めることができるものである。 In the organic light emitting device of the present invention, the host material constituting the long wavelength light emitting layer and the host material constituting the short wavelength light emitting layer are formed of the same material. As the host material constituting the light emitting layer of short wavelength light emission, a material having an energy gap equal to or larger than the energy gap of the light emitting dopant exhibiting short wavelength light emission is used, and a particularly preferable material is the T1 level (triplet) of the host material. Level) is higher than the T1 level of the luminescent dopant. As a blue light emitting dopant, for example, a host material having a T1 level equal to or higher than the T1 level of FIrpic, for example, a structure in which a conjugated system is cut by twisting the molecular skeleton as shown in [Chemical Formula 1], a tria with a small conjugated system is used. Examples thereof include a material having a reelamine skeleton, a non-conjugated skeleton, and the like and containing carbazole or the like as a carrier transporting site. By making the host material constituting the long-wavelength light emitting layer the same as the host material constituting the short-wavelength light emitting layer, the device configuration can be simplified and the host of the adjacent light emitting layer can be simplified. It is possible to avoid a decrease in light emission efficiency due to energy transfer between them, and to avoid a loss of carrier balance and a voltage increase due to an energy barrier at the interface between the hosts, thereby improving efficiency.

また本発明の有機発光素子において、３層以上の各発光層にはスピン多重項からの発光を示す化合物がドーパントとして添加してある。スピン多重項からの発光を示す化合物としては、特に限定されないが、例えばイリジウム、オスミウム、白金、金、ルテニウム、ロジウムなどの金属種を分子内に有する金属錯体など、これまでに知られている化合物や、同等の機能を有する各種化合物を挙げることができる。このように発光層にスピン多重項からの発光を示す化合物をドーパントすることによって、各発光層はリン光発光を呈するものである。 In the organic light-emitting device of the present invention, a compound showing light emission from the spin multiplet is added as a dopant to each of the three or more light-emitting layers. The compound exhibiting light emission from the spin multiplet is not particularly limited. For example, a compound known so far, such as a metal complex having a metal species such as iridium, osmium, platinum, gold, ruthenium, or rhodium in the molecule. And various compounds having equivalent functions. Thus, each light emitting layer exhibits phosphorescence emission by doping the light emitting layer with a compound that emits light from the spin multiplet.

さらに本発明の有機発光素子において、３層以上の各発光層のうち少なくとも一部の発光層に、発光層の電子輸送性を高める化合物がドープしてある。発光層の電子輸送性を高める化合物としては、特に限定されないが、例えば、発光層を構成するホスト材料よりも電子輸送性が高い化合物や、金属錯体の配位子が電子輸送性を有し、その金属錯体を発光層に適した濃度でドープすることによって電子輸送性を高めることが可能な化合物などを、必要に応じて適宜用いることができる。また、それ単独ではさほど高い電子輸送性を持たないものであっても、発光ホスト（あるいはドーパント）との相互作用により全体として高い電子輸送性を発現するものであってもよい。 Furthermore, in the organic light emitting device of the present invention, at least a part of the light emitting layers of the three or more light emitting layers is doped with a compound that enhances the electron transport property of the light emitting layer. The compound that enhances the electron transport property of the light emitting layer is not particularly limited, for example, a compound having a higher electron transport property than the host material constituting the light emitting layer, or a ligand of the metal complex has an electron transport property, A compound that can increase the electron transporting property by doping the metal complex at a concentration suitable for the light emitting layer can be used as needed. Moreover, even if it does not have a very high electron transport property by itself, it may exhibit a high electron transport property as a whole by interaction with a light emitting host (or dopant).

スピン多重項からの発光を示す材料と電子輸送性を高める材料とは、別々のものとして添加してもよいし、スピン多重項からの発光を示す化合物が同時に発光層の電子輸送性を高められる化合物である場合には、この化合物を単独で用いても良い。例えば、前述の青色発光材料ＦＩｒｐｉｃもその一例である。別々に添加する場合には、電子輸送性を高める材料が発光に悪影響を与えないことが必要である。発光層の電子輸送性を高めることによって、発光部内のキャリアバランスを適正化して発光効率を高めることができると共に、駆動電圧を低減することができるものである。 The material that emits light from the spin multiplet and the material that enhances the electron transport property may be added separately, or a compound that emits light from the spin multiplet simultaneously improves the electron transport property of the light emitting layer. In the case of a compound, this compound may be used alone. For example, the blue light emitting material FIrpic described above is an example. When added separately, it is necessary that the material that enhances the electron transporting property does not adversely affect the light emission. By increasing the electron transport property of the light emitting layer, it is possible to optimize the carrier balance in the light emitting portion to increase the light emission efficiency and to reduce the driving voltage.

発光層の電子輸送性を高める化合物をドープすることによって発光層の電子移動度が向上することは、発光層を構成するホスト材料とゲスト材料からなる膜の電子移動度を直接的にあるいは間接的に測定することによって確認できる。例えば、光照射によってキャリアを発生させ、一定の電界の下でのキャリア走行時間から移動度を見積もるいわゆるＴＯＦ法、パルス電界印加によってキャリアを注入し、一定の電界の下でのキャリア走行時間から移動度を見積もるいわゆるダークインジェクション法、その他、分光インピーダンス法や空間電荷制限電流から移動度を見積もる方法などや、ｎ型層で評価対象の膜をサンドイッチしたデバイスへの電子電流から電子移動度を見積もる方法などを挙げることができる。電子移動度は、必ずしも絶対値として算出する必要はなく、ドーパントの添加によって電子移動度が増大したか否かを判断できる方法であればかまわない。 The electron mobility of the light-emitting layer is improved by doping a compound that enhances the electron transport property of the light-emitting layer. This is because the electron mobility of the host material and guest material constituting the light-emitting layer is directly or indirectly increased. It can be confirmed by measuring. For example, the carrier is generated by light irradiation, the mobility is estimated from the carrier travel time under a constant electric field, the so-called TOF method, the carrier is injected by applying a pulse electric field, and the carrier travels from the carrier travel time under a constant electric field. The so-called dark injection method for estimating the degree of mobility, other methods such as the method for estimating the mobility from the spectral impedance method and the space charge limited current, and the method for estimating the electron mobility from the electron current to the device sandwiching the film to be evaluated by the n-type layer And so on. The electron mobility is not necessarily calculated as an absolute value, and any method can be used as long as it can be determined whether or not the electron mobility is increased by the addition of the dopant.

また、本発明の有機発光素子は、短波長発光の発光層において発光のピーク波長が４３０〜５２０ｎｍの範囲に、且つ長波長発光の発光層において発光のピーク波長が５２０〜６５０ｎｍの範囲になるように、各発光層の発光ピーク波長を設定するのが好ましい。このようなピーク波長を呈する発光層を組み合わせることによって、各発光層で発光した光が混合されて有機発光素子から出射される光を白色にすることができ、白色発光する有機発光素子を得ることができるものである。 Further, the organic light emitting device of the present invention has a light emission peak wavelength in the range of 430 to 520 nm in the short wavelength light emitting layer and a light emission peak wavelength in the range of 520 to 650 nm in the long wavelength light emitting layer. Further, it is preferable to set the emission peak wavelength of each light emitting layer. By combining the light emitting layers exhibiting such peak wavelengths, the light emitted from each light emitting layer can be mixed and the light emitted from the organic light emitting element can be made white, and an organic light emitting element that emits white light can be obtained. It is something that can be done.

本発明の有機発光素子（有機ＥＬ素子）は、発光層が上記のような構成のものであればよく、任意の構造に形成することができる。以下図１に示した、陽極／ホール輸送層／３層の発光層／電子注入層／陰極からなる構造の有機発光素子について、その材料の例を説明する。 The organic light emitting device (organic EL device) of the present invention may be formed in any structure as long as the light emitting layer has the above-described configuration. An example of the material of the organic light emitting device having a structure of anode / hole transport layer / 3 light emitting layer / electron injection layer / cathode shown in FIG. 1 will be described below.

上記のホール輸送層を構成する材料としては、ホールを輸送する能力を有し、陽極からのホール注入効果を有するとともに、有機発光層に対して優れたホール注入効果を有し、また電子のホール輸送層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。このような化合物としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、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（ＴＰＤ）、２−ＴＮＡＴＡ、４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）、スピロ−ＮＰＤ、スピロ−ＴＰＤ、スピロ−ＴＡＤ、ＴＮＢなどを代表例とするトリアリールアミン系化合物を挙げることができる。特に発光層のドーパントのエネルギーギャップ及び／又はＴ１準位、及び発光層ホストのエネルギーギャップ及び／又はＴ１準位より大きな、エネルギーギャップ及び／又はＴ１準位を有するワイドエネルギーギャップ材料であることが好ましく、このような化合物としては、例えば[化２]に示すような、テトラフェニルシラン骨格を持つトリアリールアミン誘導体、シクロヘキサン環等共役環を持たない部位をトリアリールアミン残基間に備えるトリアリールアミン誘導体、クオーターフェニレン骨格や、ヘキサフェニルベンゼン骨格など広いエネルギーギャップを有する骨格を持つトリアリールアミン誘導体などを挙げることができる。あるいは、カルバゾール基を含むアミン化合物、フルオレン誘導体を含むアミン化合物なども前述の特性に応じて適宜使用される。 The material constituting the hole transport layer has the ability to transport holes, has a hole injection effect from the anode, has an excellent hole injection effect for the organic light emitting layer, and has a hole hole for electrons. The compound which prevents the movement to a transport layer and was excellent in the thin film formation ability can be mentioned. Examples of such compounds include 4,4′-bis [N- (naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl (α-NPB or α-NPD), N, N′-bis (3-methylphenyl). )-(1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (TPD), 2-TNATA, 4,4 ′, 4 ″ -tris (N- (3-methylphenyl) N-phenylamino) triphenyl Examples include triarylamine compounds such as amine (MTDATA), 4,4′-N, N′-dicarbazolebiphenyl (CBP), spiro-NPD, spiro-TPD, spiro-TAD, TNB and the like. In particular, an energy gap larger than the energy gap and / or T1 level of the dopant of the light emitting layer and the energy gap and / or T1 level of the host of the light emitting layer. And / or a wide energy gap material having a T1 level. Examples of such a compound include a triarylamine derivative having a tetraphenylsilane skeleton, a cyclohexane ring, etc. Examples thereof include a triarylamine derivative having a portion not having a conjugated ring between triarylamine residues, a triphenyleneamine derivative having a wide energy gap such as a quarterphenylene skeleton and a hexaphenylbenzene skeleton. An amine compound containing a carbazole group, an amine compound containing a fluorene derivative, and the like are also appropriately used according to the above-described properties.

また、上記の電子輸送層を構成する材料としては、電子を輸送する能力を有し、陰極からの電子注入効果を有するとともに、有機発光層に対して優れた電子注入効果を有し、さらにホールの電子輸送層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物を挙げることができる。このような化合物としては、例えば、バソフェナントロリン、バソクプロイン、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ピリジン、フランなど、複素環を有する化合物およびそれらの誘導体を挙げることができる。特に発光層のドーパントのエネルギーギャップ及び／又はＴ１準位、及び発光層ホストのエネルギーギャップ及び／又はＴ１準位より大きな、エネルギーギャップ及び／又はＴ１準位を有するワイドエネルギーギャップ材料であることが好ましい。このような化合物としては、例えば、１，３，５−Tris[３，５−bis(３−pyridinyl)phenyl]benzeneなどピリジン環を含有する誘導体、トリメシチルボラン骨格を含有するピリジン誘導体などを挙げることができるが、勿論これらに限定されるものではない。 In addition, the material constituting the electron transport layer has the ability to transport electrons, has an electron injection effect from the cathode, has an excellent electron injection effect for the organic light emitting layer, and has a hole The compound which prevents the movement to an electron carrying layer and was excellent in the thin film formation ability can be mentioned. Examples of such compounds include compounds having a heterocyclic ring and derivatives thereof such as bathophenanthroline, bathocuproin, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, pyridine, and furan. In particular, the material is preferably a wide energy gap material having an energy gap and / or T1 level larger than the energy gap and / or T1 level of the dopant of the light emitting layer and the energy gap and / or T1 level of the host of the light emitting layer. . Examples of such compounds include derivatives containing a pyridine ring such as 1,3,5-Tris [3,5-bis (3-pyridinyl) phenyl] benzene, pyridine derivatives containing a trimesitylborane skeleton, and the like. Of course, the present invention is not limited to these.

また、ホール輸送層と陽極の間にはホール注入層を、電子輸送層と陰極との間には電子注入層を設けてもよい。これらのホール注入層や電子注入層は、上記のホール輸送層や電子輸送層を構成する物質やその他の材料で電極からのキャリア注入に優れる材料を単独で用いて構成してもよく、あるいは、有機材料と電荷移動錯体を形成する金属、半導体、有機材料、金属酸化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属窒化物、アクセプタガス等、ルイス酸やルイス塩基としてあるいはブレンステッド酸やブレンステッド塩基として機能する材料を混合または積層して構成してもよい。例えば、ホール注入層は、フタロシアニン化合物、ポルフィリン化合物、スターバーストアミン誘導体、トリアリールアミン誘導体、チオフェン誘導体等の電子供与が可能な低分子化合物、高分子化合物など任意のものを、単独で、あるいは、例えば酸化モリブデン、酸化レニウム、酸化タングステン、酸化バナジウム、臭素、塩化鉄、塩化チタン、Ｆ４ＴＣＮＱ、ＤＤＱなどと混合または積層して形成することができ。また電子輸送層は例えば、上記の電子輸送層を構成する材料やフタロシアニン類、ポルフィリン類その他の電子受容が可能な低分子化合物、高分子化合物など任意のものを単独で、あるいはアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、あるいは［化３］のような有機ドナー類を混合もしくは積層した状態で用いて形成することができる。また、金属化合物を成膜時もしくは成膜後に分解や還元することによって金属成分を遊離させることによって混合もしくは積層膜を形成するような構造でもかまわない。例えば、ＢＣＰ（バソクプロイン）にＣｓを混合する場合、ＡｌｑにＬｉｑ（［化４］）を積層した後にＡｌを蒸着することによってその還元によるＬｉ金属を界面に発生させる場合、ＢＣＰにＣｓ_２ＣＯ_３を積層または混合する場合、などがその例である。A hole injection layer may be provided between the hole transport layer and the anode, and an electron injection layer may be provided between the electron transport layer and the cathode. These hole injection layer and electron injection layer may be composed of a material that constitutes the hole transport layer and electron transport layer and other materials and other materials that are excellent in carrier injection from the electrode, or Metals, semiconductors, organic materials, metal oxides, metal carbides, metal borides, metal nitrides, acceptor gases, etc. that form charge transfer complexes with organic materials, such as Lewis acids or Lewis bases, or as Bronsted acids or Bronsted bases It may be configured by mixing or laminating functional materials. For example, the hole injection layer is a phthalocyanine compound, a porphyrin compound, a starburst amine derivative, a triarylamine derivative, a thiophene derivative or other low molecular compound capable of donating electrons, a high molecular compound, etc. For example, it can be formed by mixing or stacking with molybdenum oxide, rhenium oxide, tungsten oxide, vanadium oxide, bromine, iron chloride, titanium chloride, F4TCNQ, DDQ, or the like. The electron transport layer may be, for example, any material such as the above-described electron transport layer, phthalocyanines, porphyrins, other low molecular compounds capable of accepting electrons, high molecular compounds, alone, alkali metals, alkaline earths, or the like. It can be formed by using a mixed metal or a laminated state of an organic donor such as a similar metal, a rare earth metal, or [Chemical Formula 3]. Further, a structure in which a mixed or laminated film is formed by releasing a metal component by decomposing or reducing a metal compound at the time of film formation or after film formation may be used. For example, when Cs is mixed with BCP (Bathocuproine), Liq ([Chemical Formula 4]) is laminated on Alq and then Al is deposited to generate Li metal by reduction, and Cs₂ CO_{3 is} added to BCP. An example of this is when layers are laminated or mixed.

さらに、有機発光素子を構成するその他の部材である、積層された素子を保持する基板、陽極、陰極等には、従来から使用されているものをそのまま使用することができる。 Furthermore, conventionally used materials can be used as they are for the substrate, anode, cathode, and the like that hold the stacked elements, which are other members constituting the organic light emitting element.

基板は、発光層で発光した光が基板を通して出射される場合には、光透過性を有するものであり、無色透明の他に、多少着色されているものであっても、すりガラス状のものであってもよい。例えば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどの透明ガラス板や、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ、フッ素系樹脂等の樹脂、有機無機バイブリッド材料などから任意の方法によって作製されたプラスチックフィルムやプラスチック板などを用いることができる。またさらに、基板内に基板の母剤と屈折率の異なる粒子、粉体、泡等を含有することによって、光拡散効果を有するものも使用可能である。表面形状を付与することによって光の取り出し効果を高くしたものも好ましい。また、基板を通さずに光を射出させる場合、基板は必ずしも光透過性を有するものでなくてもかまわないものであり、素子の発光特性、寿命特性等を損なわない限り、任意の基板を使用することができる。特に、通電時の素子の発熱による温度上昇を軽減するために、熱伝導性の高い基板を使うことが好ましい。 When the light emitted from the light emitting layer is emitted through the substrate, the substrate is light-transmitting. There may be. For example, a transparent glass plate such as soda lime glass or alkali-free glass, a plastic film or a plastic plate produced by an arbitrary method from a resin such as polyester, polyolefin, polyamide, epoxy, fluorine resin, or an organic / inorganic hybrid material. Etc. can be used. Furthermore, a material having a light diffusion effect by containing particles, powder, bubbles or the like having a refractive index different from that of the base material of the substrate can be used. It is also preferable to enhance the light extraction effect by imparting a surface shape. In addition, when light is emitted without passing through the substrate, the substrate does not necessarily have to be light transmissive, and any substrate can be used as long as the light emission characteristics, life characteristics, etc. of the element are not impaired. can do. In particular, it is preferable to use a substrate having high thermal conductivity in order to reduce a temperature rise due to heat generation of the element during energization.

上記陽極は、素子中にホールを注入するための電極であり、仕事関数の大きい金属、合金、電気伝導性化合物、あるいはこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が４ｅＶ以上のものを用いるのがよい。このような陽極の材料としては、例えば、金などの金属、ＣｕＩ、ＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）等、導電性高分子、カーボンナノチューブなどの導電性光透過性材料を挙げることができる。陽極は、例えば、これらの電極材料を、基板の表面に真空蒸着法やスパッタリング法、塗布等の方法により薄膜に形成することによって作製することができる。また、発光層における発光を陽極を透過させて外部に照射するためには、陽極の光透過率を７０％以上にすることが好ましい。さらに、陽極のシート抵抗は数百Ω／□以下とすることが好ましく、特に好ましくは１００Ω／□以下とするものである。ここで、陽極の膜厚は、陽極の光透過率、シート抵抗等の特性を上記のように制御するために、材料により異なるが、５００ｎｍ以下、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲に設定するのがよい。尚、前記好適条件は、ホール注入層の使用や、補助電極の使用によって適宜変化してもよい。The anode is an electrode for injecting holes into the device, and an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof having a high work function is preferably used, and the work function is 4 eV or more. It is better to use something. Examples of the material for such an anode include metals such as gold, CuI, ITO (indium-tin oxide), SnO₂ , ZnO, IZO (indium-zinc oxide), conductive polymers, carbon nanotubes, and the like. The conductive light transmissive material can be exemplified. The anode can be produced, for example, by forming these electrode materials into a thin film on the surface of the substrate by a method such as vacuum deposition, sputtering, or coating. In order to transmit light emitted from the light emitting layer to the outside through the anode, the light transmittance of the anode is preferably set to 70% or more. Furthermore, the sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω / □ or less, and particularly preferably 100 Ω / □ or less. Here, the film thickness of the anode varies depending on the material in order to control the characteristics such as light transmittance and sheet resistance of the anode as described above, but it is set to 500 nm or less, preferably 10 to 200 nm. Good. The preferred conditions may be appropriately changed depending on the use of the hole injection layer or the auxiliary electrode.

また上記陰極は、発光層中に電子を注入するための電極であり、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物からなる電極材料を用いることが好ましく、仕事関数が５ｅＶ以下のものであることが好ましい。このような陰極の電極材料としては、アルカリ金属、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属等、およびこれらと他の金属との合金、例えばナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム、マグネシウム、マグネシウム−銀混合物、マグネシウム−インジウム混合物、アルミニウム−リチウム合金、Ａｌ／ＬｉＦ混合物を例として挙げることができる。またアルミニウム、Ａｌ／Ａｌ_２Ｏ_３混合物なども使用可能である。また、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、あるいは金属酸化物を陰極の下地として用い、さらに上記の仕事関数が５ｅＶ以下である材料（あるいはこれらを含有する合金）を１層以上積層するようにしてもよい。例えば、アルカリ金属／Ａｌの積層、アルカリ金属のハロゲン化物／アルカリ土類金属／Ａｌの積層、Ａｌ_２Ｏ_３／Ａｌの積層などを例として挙げることができ。また、ＩＴＯ、ＩＺＯなどに代表される透明電極を用い、陰極側から光を取り出す構成にしても良い。The cathode is an electrode for injecting electrons into the light emitting layer, and it is preferable to use an electrode material made of a metal, an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof having a low work function, and the work function is 5 eV or less. It is preferable that. Such cathode electrode materials include alkali metals, alkali metal halides, alkali metal oxides, alkaline earth metals, etc., and alloys of these with other metals such as sodium, sodium-potassium alloys, lithium Examples include magnesium, magnesium-silver mixture, magnesium-indium mixture, aluminum-lithium alloy, and Al / LiF mixture. Aluminum, Al / Al₂ O₃ mixture, etc. can also be used. In addition, an alkali metal oxide, an alkali metal halide, or a metal oxide is used as a base of the cathode, and one or more materials (or alloys containing them) having a work function of 5 eV or less are stacked. You may do it. For example, an alkali metal / Al laminate, an alkali metal halide / alkaline earth metal / Al laminate, an Al₂ O₃ / Al laminate, and the like can be cited as examples. Further, a transparent electrode typified by ITO, IZO or the like may be used to extract light from the cathode side.

陰極は、例えば、これらの電極材料を真空蒸着法やスパッタリング法等の方法により、薄膜に形成することによって作製することができる。発光層における発光を陽極側に照射するためには、陰極の光透過率を１０％以下にすることが好ましい。また反対に、陰極を透明電極として形成して、陰極側から発光を取り出す場合には、陰極の光透過率を７０％以上にすることが好ましい。この場合の陰極の膜厚は、陰極の光透過率等の特性を制御するために、材料により異なるが、通常５００ｎｍ以下、好ましくは１００〜２００ｎｍの範囲とするのがよい。これらについても陽極と同様、電子注入層や補助電極の使用によって、好適な条件が適宜変化してもよい。 The cathode can be produced, for example, by forming these electrode materials into a thin film by a method such as vacuum deposition or sputtering. In order to irradiate light emitted from the light emitting layer to the anode side, the light transmittance of the cathode is preferably 10% or less. Conversely, when the cathode is formed as a transparent electrode and light emission is taken out from the cathode side, the light transmittance of the cathode is preferably 70% or more. The film thickness of the cathode in this case varies depending on the material in order to control the characteristics such as light transmittance of the cathode, but is usually 500 nm or less, preferably 100 to 200 nm. In these cases, as in the case of the anode, suitable conditions may be appropriately changed depending on the use of the electron injection layer or the auxiliary electrode.

さらに、陰極上にＡｌ等の金属をスパッタで積層したり、フッ素系化合物、フッ素系高分子、その他の有機分子、高分子等を蒸着、スパッタ、ＣＶＤ、プラズマ重合、塗布した後の紫外線硬化、熱硬化その他の方法で薄膜として形成し、保護膜としての機能をもたせるようにすることも可能である。 Furthermore, a metal such as Al is sputtered on the cathode, or a fluorine compound, a fluorine polymer, other organic molecules, a polymer, etc. are deposited, sputtered, CVD, plasma polymerization, UV curing after coating, It can be formed as a thin film by thermosetting or other methods so as to have a function as a protective film.

また、本発明の有機発光素子は、複数の発光部が中間層である等電位面を形成する層もしくは電荷発生層を介して積層された、いわゆるマルチフォトン型、マルチユニット型、積層型、タンデム型構造を有するものであってもよい。等電位面形成層もしくは電荷発生層の材料としては、例えばＡｇ、Ａｕ、Ａｌ等の金属薄膜、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化レニウム、酸化タングステン等の金属酸化物、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＡＴＯ、ＳｎＯ_２等の透明導電膜、いわゆるｎ型半導体とｐ型半導体の積層体、金属薄膜もしくは透明導電膜とｎ型半導体及び／又はｐ型半導体との積層体、ｎ型半導体とｐ型半導体の混合物、ｎ型半導体及び／又はｐ型半導体と金属との混合物、などを挙げることができる。ｎ型半導体やｐ型半導体としては、無機材料であっても、有機材料であってもよく、あるいは有機材料と金属との混合物や、有機材料と金属酸化物や、有機材料と有機系アクセプタ／ドナー材料や、無機系アクセプタ／ドナー材料等の組合わせによって得られるものであってもよく、特に制限されることなく必要に応じて選定して使用することができる。In addition, the organic light emitting device of the present invention is a so-called multiphoton type, multi unit type, laminated type, tandem, in which a plurality of light emitting portions are laminated via an equipotential surface layer or charge generation layer as an intermediate layer. It may have a mold structure. Examples of the material of the equipotential surface forming layer or the charge generation layer include metal thin films such as Ag, Au, and Al, metal oxides such as vanadium oxide, molybdenum oxide, rhenium oxide, and tungsten oxide, ITO, IZO, AZO, GZO, Transparent conductive film such as ATO, SnO₂ , so-called n-type semiconductor and p-type semiconductor laminate, metal thin film or transparent conductive film and n-type semiconductor and / or p-type semiconductor laminate, n-type semiconductor and p-type semiconductor And a mixture of an n-type semiconductor and / or a p-type semiconductor and a metal. The n-type semiconductor or p-type semiconductor may be an inorganic material or an organic material, or a mixture of an organic material and a metal, an organic material and a metal oxide, an organic material and an organic acceptor / It may be obtained by a combination of a donor material, an inorganic acceptor / donor material, etc., and can be selected and used as needed without any particular limitation.

次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。尚、材料の電子移動度は、波長３３７ｎｍに於ける吸光度が約２になる膜厚（１０μｍ以下）の単独膜もしくはドープ膜を備えた素子（厚み１１０ｎｍのＩＴＯの上に単独膜もしくはドープ膜の試料材料の膜を形成し、さらにその上に厚み２０ｎｍのＡｌを形成したもの）を作製し、住友重機械アドバンストマシナリー株式会社製のタイムオブフライト法測定装置「ＴＯＦ４０１型」を用いて測定を行った。測定時の電圧は、電界強度が３．６×１０^５Ｖ／ｃｍとなるように、ＩＴＯ側に正、Ａｌ側に負の電圧を印加し、Ａｌ電極側からＮ_２レーザの入射を行なった。Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. The electron mobility of the material is an element having a single film or a doped film having a thickness (10 μm or less) at which the absorbance at a wavelength of 337 nm is about 2 (on a 110 nm thick ITO film having a single film or a doped film). A sample material film is formed, and 20 nm thick Al is further formed thereon, and measurement is performed using a time-of-flight method measuring device “TOF401 type” manufactured by Sumitomo Heavy Industries Advanced Machinery Co., Ltd. It was. The voltage at the time of measurement was such that a positive voltage was applied to the ITO side and a negative voltage was applied to the Al side so that the electric field strength was 3.6 × 10⁵ V / cm, and an N₂ laser was incident from the Al electrode side. .

（実施例１）
基板として、厚み１，１００ÅのＩＴＯが成膜された０．７ｍｍ厚のガラス基板を用意した。陽極を形成するＩＴＯのシート抵抗は、約１２Ω／□である。これを洗剤、イオン交換水、アセトンで各１０分間超音波洗浄をした後、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）で蒸気洗浄して乾燥した。(Example 1)
As a substrate, a 0.7 mm thick glass substrate on which an ITO film having a thickness of 1,100 mm was formed was prepared. The sheet resistance of ITO forming the anode is about 12Ω / □. This was subjected to ultrasonic cleaning for 10 minutes each with detergent, ion-exchanged water, and acetone, and then steam-washed with IPA (isopropyl alcohol) and dried.

さらにＵＶ／Ｏ_３処理した後、この基板を真空蒸着装置にセットし、１×１０^−４Ｐａ以下の減圧雰囲気下で、ホール注入層として、４，４’−ビス［Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）と酸化モリブデンの共蒸着体（モル比１：１）を膜厚２００Åで蒸着した。次にホール輸送層としてα−ＮＰＤを膜厚１００Å、ＤＴＡＳｉ（［化５］）を膜厚１００Åで蒸着した。Further, after UV / O₃ treatment, this substrate was set in a vacuum deposition apparatus, and 4,4′-bis [N- (naphthyl)-as a hole injection layer under a reduced pressure atmosphere of 1 × 10⁻⁴ Pa or less. N-phenyl-amino] biphenyl (α-NPD) and molybdenum oxide co-evaporated body (molar ratio 1: 1) was deposited with a film thickness of 200 mm. Next, α-NPD was deposited as a hole transporting layer with a thickness of 100 mm and DTASi ([Chemical Formula 5]) with a thickness of 100 mm.

次いで、第１の発光層として、４ＣｚＰＢＰ（［化６］）にＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚４０Åの層を、第２の発光層として、同一ホストの４ＣｚＰＢＰにＰＱ２Ｉｒ(ａｃａｃ)（［化７］）を３質量％ドープした膜厚５Åの層を、第３の発光層として、さらに同一ホストの４ＣｚＰＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚５５Åの層を、この順に蒸着して、３層の発光層からなる発光部を形成した。 Next, as a first light-emitting layer, a layer having a thickness of 40 mm obtained by doping 15% by mass of FIrpic into 4CzPBP ([Chem. 6]) is used as a second light-emitting layer, and PQ2Ir (acac) ([Chem. 7]) as a third light-emitting layer, and a layer with a thickness of 55 mm doped with 15 mass% of FIrpic on 4CzPBP of the same host is vapor-deposited in this order. A light emitting portion composed of a light emitting layer was formed.

次に電子輸送層として、ＴｍＰｙＰｈＢ（［化８］）を６００Åの膜厚で成膜し、さらに陰極として、ＬｉＦを膜厚５Å、アルミニウムを膜厚８００Åで成膜することによって、有機発光素子を得た。尚、有機発光素子の形状は図２に示す通りである。 Next, as an electron transport layer, TmPyPhB ([Chemical Formula 8]) is formed to a thickness of 600 mm, and as a cathode, LiF is formed to a thickness of 5 mm, and aluminum is formed to a thickness of 800 mm, thereby forming an organic light emitting device. Obtained. The shape of the organic light emitting device is as shown in FIG.

ここで、第１と第３の発光層のドーパントであるＦＩｒｐｉｃの発光ピーク波長は４８０ｎｍ前後であり、第２の発光層のドーパントであるＰＱ２Ｉｒ(ａｃａｃ)の発光ピーク波長は６００ｎｍ前後であり、第１と第３の発光層は短波長発光、第２の発光層は長波長発光である。 Here, the emission peak wavelength of FIrpic, which is the dopant of the first and third light emitting layers, is around 480 nm, and the emission peak wavelength of PQ2Ir (acac), which is the dopant of the second light emitting layer, is around 600 nm. The first and third light emitting layers emit light with a short wavelength, and the second light emitting layer emits light with a long wavelength.

また、第１〜第３の各発光層のホスト材料である４ＣｚＰＢＰの電子移動度は２×１０^−３ｃｍ／Ｖｓであり、この４ＣｚＰＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜の電子移動度は４×１０^−３ｃｍ／Ｖｓである。従って、４ＣｚＰＢＰにドーパントとしてＦＩｒｐｉｃを添加することによって電子移動度が高められ、第１と第３の発光層は電子輸送性が高められていることが確認される。The electron mobility of 4CzPBP, which is the host material of each of the first to third light-emitting layers, is 2 × 10⁻³ cm / Vs, and the electron mobility of a film obtained by doping 4CzPBP with 15 mass% FIrpic is 4 × 10⁻³ cm / Vs. Therefore, it is confirmed that the electron mobility is increased by adding FIrpic as a dopant to 4CzPBP, and the first and third light emitting layers have improved electron transport properties.

（実施例２）
第１の発光層として、４ＣｚＰＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚４０Åの層を、第２の発光層として、同一ホストの４ＣｚＰＢＰにＢｔｐ２Ｉｒ(ａｃａｃ)（［化９］）を３質量％ドープした膜厚５Åの層を、第３の発光層として、さらに同一ホストの４ＣｚＰＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚５５Åの層を、この順に蒸着して、３層の発光層からなる発光部を形成した。これ以外は実施例１と同様にして、有機発光素子を得た。(Example 2)
As a first light emitting layer, a layer having a film thickness of 40 mm in which 4CzPBP is doped with 15% by mass of FIrpic is used. As a second light emitting layer, 4CzPBP of the same host is doped with 3% by mass of Btp2Ir (acac) ([Chem. 9]). The layer having a thickness of 5 mm is used as the third light emitting layer, and a layer having a thickness of 55 mm in which FIrpic is doped by 15% by mass on 4CzPBP of the same host is vapor-deposited in this order, so that a light emitting portion comprising three light emitting layers Formed. Except this, it carried out similarly to Example 1, and obtained the organic light emitting element.

ここで、第１と第３の発光層のドーパントであるＦＩｒｐｉｃの発光ピーク波長は４８０ｎｍ前後であり、第２の発光層のドーパントであるＢｔｐ２Ｉｒ(ａｃａｃ)の発光ピーク波長は６２０ｎｍ近傍であり、第１と第３の発光層は短波長発光、第２の発光層は長波長発光である。 Here, the emission peak wavelength of FIrpic which is the dopant of the first and third light emitting layers is around 480 nm, the emission peak wavelength of Btp2Ir (acac) which is the dopant of the second light emitting layer is around 620 nm, The first and third light emitting layers emit light with a short wavelength, and the second light emitting layer emits light with a long wavelength.

（実施例３）
第１の発光層として、ＣＤＢＰ（［化１０］）にＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚４０Åの層を、第２の発光層として、同一ホストのＣＤＢＰにＰＱ２Ｉｒ(ａｃａｃ)を３質量％ドープした膜厚５Åの層を、第３の発光層として、さらに同一ホストのＣＤＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚５５Åの層を、この順に蒸着して、３層の発光層からなる発光部を形成した。これ以外は実施例１と同様にして、有機発光素子を得た。Example 3
As a first light emitting layer, a CDBP ([Chemical Formula 10]) doped with 15% by mass of FIrpic is used, and a layer having a thickness of 40 mm is used as a second light emitting layer, and CDBP of the same host is doped with 3% by mass of PQ2Ir (acac). The layer having a thickness of 5 mm is used as the third light-emitting layer, and a layer having a thickness of 55 mm in which 15% by mass of FIrpic is doped on the CDBP of the same host is vapor-deposited in this order. Formed. Except this, it carried out similarly to Example 1, and obtained the organic light emitting element.

また、第１〜第３の各発光層のホスト材料であるＣＤＢＰの電子移動度は５×１０^−４ｃｍ／Ｖｓであり、このＣＤＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜の電子移動度は７×１０^−４ｃｍ／Ｖｓである。従って、ＣＤＢＰにドーパントとしてＦＩｒｐｉｃを添加することによって電子移動度が高められ、第１と第３の発光層は電子輸送性が高められていることが確認される。The electron mobility of CDBP, which is the host material of each of the first to third light emitting layers, is 5 × 10⁻⁴ cm / Vs, and the electron mobility of a film obtained by doping 15% by mass of FIrpic into this CDBP is 7 × 10⁻⁴ cm / Vs. Therefore, it is confirmed that by adding FIrpic as a dopant to CDBP, the electron mobility is increased, and the first and third light-emitting layers have improved electron transport properties.

（実施例４）
第１の発光層として、４ＣｚＰＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚４０Åの層を、第２の発光層として、同一ホストの４ＣｚＰＢＰにＰＱ２Ｉｒ(ａｃａｃ)を３質量％ドープした膜厚５Åの層を、第３の発光層として、同一ホストの４ＣｚＰＢＰにＦＩｒ６（［化１１］）を１３質量％ドープした膜厚５５Åの層を、この順に蒸着して、３層の発光層からなる発光部を形成した。これ以外は実施例１と同様にして、有機発光素子を得た。Example 4
As a first light emitting layer, a layer having a thickness of 40 mm obtained by doping 15 mass% of 4CzPBP with FIrpic, and as a second light emitting layer, a layer having a thickness of 5 mm obtained bydoping 4 CzPBP of the same host with 3 mass% of PQ2Ir (acac). As a third light-emitting layer, a layer having a thickness of 55 mm in which 13 mass% of FIr6 ([Chemical Formula 11]) is doped into 4CzPBP of the same host is deposited in this order to form a light-emitting portion composed of three light-emitting layers. Formed. Except this, it carried out similarly to Example 1, and obtained the organic light emitting element.

ここで、第１の発光層のドーパントであるＦＩｒｐｉｃの発光ピーク波長は４８０ｎｍ前後、第２の発光層のドーパントであるＰＱ２Ｉｒ(ａｃａｃ)の発光ピーク波長は６００ｎｍ前後、第３の発光層のドーパントであるＦＩｒ６の発光ピーク波長は４５０ｎｍと４９５ｎｍ近傍であり、第１と第３の発光層は短波長発光、第２の発光層は長波長発光である。 Here, the emission peak wavelength of FIrpic which is the dopant of the first emission layer is around 480 nm, the emission peak wavelength of PQ2Ir (acac) which is the dopant of the second emission layer is around 600 nm, and the dopant of the third emission layer. The emission peak wavelength of a certain FIr6 is around 450 nm and 495 nm, the first and third light emitting layers emit short wavelengths, and the second light emitting layer emits long wavelengths.

（比較例１）
第１の発光層として、ホスト材料４ＣｚＰＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚４０Åの層を、第２の発光層として、ホスト材料ＣＢＰにＰＱ２Ｉｒ(ａｃａｃ)を３質量％ドープした膜厚５Åの層を、第３の発光層として、ホスト材料４ＣｚＰＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚５５Åの層を、この順に蒸着して、３層の発光層からなる発光部を形成した。これ以外は実施例１と同様にして、有機発光素子を得た。(Comparative Example 1)
As a first light emitting layer, a layer having a thickness of 40 mm obtained by doping 15 mass% of FIrpic into the host material 4CzPBP, and as a second light emitting layer, having a film thickness of 5 mm obtained by doping PQ2Ir (acac) with 3 mass% of the host material CBP. As a third light-emitting layer, a layer having a thickness of 55 mm in which FIrpic was doped by 15 mass% on the host material 4CzPBP was deposited in this order to form a light-emitting portion composed of three light-emitting layers. Except this, it carried out similarly to Example 1, and obtained the organic light emitting element.

（比較例２）
第１の発光層として、４ＣｚＰＢＰにＰＱ２Ｉｒ(ａｃａｃ)を３質量％ドープした膜厚１０Åの層を、第２の発光層として４ＣｚＰＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚９０Åの層を、この順に蒸着して、２層の発光層からなる発光部を形成した。これ以外は実施例１と同様にして、有機発光素子を得た。(Comparative Example 2)
As a first light emitting layer, a layer having a thickness of 10 mm doped with 3% by mass of PQ2Ir (acac) in 4CzPBP, and as a second light emitting layer, a layer having a thickness of 90 mm having 4CzPBP doped with 15% by mass of FIrpic in this order. Evaporation was performed to form a light-emitting portion composed of two light-emitting layers. Except this, it carried out similarly to Example 1, and obtained the organic light emitting element.

（比較例３）
第１の発光層として、ＣＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚４０Åの層を、第２の発光層として、ＣＢＰにＢｔｐ２Ｉｒ(ａｃａｃ)を３質量％ドープした膜厚５Åの層を、第３の発光層として、ＣＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜厚５５Åの層を、この順に蒸着して、３層の発光層からなる発光部を形成した。これ以外は実施例１と同様にして、有機発光素子を得た。(Comparative Example 3)
As the first light emitting layer, a layer having a thickness of 40 mm obtained by doping CBP with 15 wt% FIrpic, and as the second light emitting layer, a layer having a thickness of 5 mm obtained by doping CBP with 3 wt% Btp2Ir (acac), As the third light emitting layer, a layer having a thickness of 55 mm, in which CBP was doped with 15% by mass of FIrpic, was deposited in this order to form a light emitting portion composed of three light emitting layers. Except this, it carried out similarly to Example 1, and obtained the organic light emitting element.

また、第１〜第３の各発光層のホスト材料であるＣＢＰの電子移動度は７×１０^−４ｃｍ／Ｖｓであり、ＣＢＰにＦＩｒｐｉｃを１５質量％ドープした膜の電子移動度は５×１０^−５ｃｍ／Ｖｓ、ＣＢＰにＢｔｐ２Ｉｒ(ａｃａｃ)を３質量％ドープした膜の電子移動度は１×１０^−６ｃｍ／Ｖｓである。従って、ＣＢＰにドーパントとしてＦＩｒｐｉｃやＢｔｐ２Ｉｒ(ａｃａｃ)を添加すると電子移動度は低下するものであり、第１〜第３の各発光層は電子輸送性が低下していることが確認される。The electron mobility of CBP, which is the host material of each of the first to third light-emitting layers, is 7 × 10⁻⁴ cm / Vs, and the electron mobility of the film obtained by doping CBP with 15 mass% FIrpic is 5 ×. 10^-5 cm / Vs, the electron mobility of a film 3 wt% doping Btp2Ir (acac) to CBP is 1 ×¹⁰ -6 cm / Vs. Therefore, when FIrpic or Btp2Ir (acac) is added as a dopant to CBP, the electron mobility decreases, and it is confirmed that the electron transport properties of the first to third light emitting layers are decreased.

上記のように実施例１〜４及び比較例１〜３で得た有機発光素子の色度変化を、ＣＩＥ色度座標上での座標シフト量で評価した。測定は、有機発光素子を電源（ＫＥＹＴＨＬＥＹ２４００）に接続し、マルチチャンネルアナライザー（浜松ホトニクス株式会社製「ＰＭＡ-１１」）を用いて行なった。そして輝度５０ｃｄ／ｍ^２、１０００ｃｄ／ｍ^２、４０００ｃｄ／ｍ^２になるように通電したときの正面発光のＣＩＥ色座標を表１に示す。また、輝度１００ｃｄ／ｍ^２時の電流効率も併せて表１に示す。As described above, the chromaticity change of the organic light emitting devices obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was evaluated by the coordinate shift amount on the CIE chromaticity coordinates. The measurement was performed using an organic light emitting device connected to a power source (KEYTHLEY 2400) and a multi-channel analyzer (“PMA-11” manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.). Table 1 shows the CIE color coordinates of front emission when power is supplied so that the luminance is 50 cd / m² , 1000 cd / m² , and 4000 cd / m² . Table 1 also shows the current efficiency when the luminance is 100 cd / m² .

表１にみられるように、各実施例の有機発光素子は、輝度変化に伴う色度変化量が小さく、また高い電流効率を示すものであった、一方、３層の発光層の全てに同じホスト材料を用いなかった比較例１の有機発光素子、２層の発光層で形成した比較例２の有機発光素子、発光層に電子輸送性を高めるドーパントを添加しない比較例３の有機発光素子は、輝度変化に伴う色度変化量が大きく、また電流効率も実施例のものに比して劣るものであった。 As can be seen from Table 1, the organic light-emitting devices of each example had a small amount of change in chromaticity associated with a change in luminance and high current efficiency, while the same for all three light-emitting layers. The organic light emitting device of Comparative Example 1 that does not use a host material, the organic light emitting device of Comparative Example 2 formed of two light emitting layers, and the organic light emitting device of Comparative Example 3 that does not add a dopant that enhances electron transport properties to the light emitting layer The amount of change in chromaticity accompanying the change in luminance was large, and the current efficiency was inferior to that of the example.

本発明の実施の形態の一例における有機発光素子の層構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the layer structure of the organic light emitting element in an example of embodiment of this invention.同上の実施例における有機発光素子の形状を示す平面図である。It is a top view which shows the shape of the organic light emitting element in an Example same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

１電極（陽極）
２電極（陰極）
３発光部
３ａ，３ｂ，３ｃ発光層
４ホール輸送層
５電子輸送層1 Electrode (Anode)
2 Electrode (cathode)
3Light emitting part 3a, 3b, 3cLight emitting layer 4Hole transport layer 5 Electron transport layer

Claims

Translated fromJapanese

３つ以上の異なる波長で発光する３層以上の発光層を積層して備えると共に、両端に位置する発光層の発光波長がこれらの間に挟まれる発光層の発光波長よりも短波長であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。 Three or more light-emitting layers that emit light at three or more different wavelengths are stacked, and the light emission wavelengths of the light-emitting layers located at both ends are shorter than the light emission wavelengths of the light-emitting layers sandwiched between them. The organic light-emitting device according to claim 1.

短波長発光のピーク波長が４３０ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲にあり、長波長発光のピーク波長が５２０〜６５０ｎｍの範囲にあり、各発光層から発光される光の混合色が白色であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機発光素子。
The short wavelength emission peak wavelength is in the range of 430 nm to 520 nm, the long wavelength emission peak wavelength is in the range of 520 to 650 nm, and the mixed color of the light emitted from each light emitting layer is white. The organic light emitting device according to claim 1.