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JP2010205434A - Organic electroluminescent element - Google Patents

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JP2010205434A
JP2010205434A JP2009046586A JP2009046586A JP2010205434A JP 2010205434 A JP2010205434 A JP 2010205434A JP 2009046586 A JP2009046586 A JP 2009046586A JP 2009046586 A JP2009046586 A JP 2009046586A JP 2010205434 A JP2010205434 A JP 2010205434A
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JP
Japan
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light emitting
layer
emitting layer
electron
dopant
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009046586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Otogi
栄志 乙木
Yasuhiro Iiizumi
安広 飯泉
Hiroyoshi Nakajima
宏佳 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP2009046586A priority Critical patent/JP2010205434A/en
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Abstract

【課題】本発明は、高効率化および長寿命化を実現することが可能であり、色変化の少ない有機EL素子を提供することを主目的とする。
【解決手段】本発明は、陽極と正孔注入輸送層と陽極側発光層と中央発光層と電子注入輸送層と陰極とが順に積層された有機EL素子であって、上記正孔注入輸送層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が同一であり、上記中央発光層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が異なり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とする有機EL素子を提供する。
【選択図】図2
A main object of the present invention is to provide an organic EL element that can achieve high efficiency and long life and has little color change.
The present invention is an organic EL device in which an anode, a hole injecting and transporting layer, an anode side light emitting layer, a central light emitting layer, an electron injecting and transporting layer, and a cathode are laminated in order. And the host material of the anode side light emitting layer are the same, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are different, and the electron affinity of the material of the hole injection transport layer is expressed as Ea 1 , where Ea 2 is the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer, Ea 1 ≧ Ea 2 , the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2 , and the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Provided is an organic EL device characterized in that Ip 2 ≧ Ip 3 when the ionization potential is Ip 3 .
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、複数層の発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子に関するものである。   The present invention relates to an organic electroluminescence device having a plurality of light emitting layers.

有機エレクトロルミネッセンス(以下、エレクトロルミネッセンスをELと略す場合がある。)素子は、自発光型のディスプレイとしての使用が注目されており、高輝度、高効率、長寿命が求められている。   Organic electroluminescence (hereinafter, electroluminescence may be abbreviated as EL) elements are attracting attention for use as self-luminous displays, and high brightness, high efficiency, and long life are required.

有機EL素子の高輝度化の技術としては、ホスト材料および発光ドーパントを含有する発光層を用いることが知られている。この発光層では、陽極および陰極から注入された正孔および電子が発光層内のホスト材料で再結合し、そのエネルギーを発光ドーパントが受け取って発光する。このような発光層では、高輝度で色純度の良い発光を得ることが可能である。
また、ホスト材料および発光ドーパントを含有する発光層を有する有機EL素子においては、駆動電圧を低くすることを目的として、発光層と正孔輸送層や電子輸送層との界面にホスト材料のみからなる領域を設けることが提案されている(例えば特許文献1参照)。
As a technique for increasing the brightness of an organic EL element, it is known to use a light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant. In this light emitting layer, holes and electrons injected from the anode and the cathode recombine with the host material in the light emitting layer, and the light emitting dopant receives the energy to emit light. In such a light emitting layer, light emission with high luminance and good color purity can be obtained.
In addition, in an organic EL device having a light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant, only the host material is formed at the interface between the light emitting layer and the hole transport layer or the electron transport layer for the purpose of lowering the driving voltage. Providing a region has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

一方、有機EL素子の高効率化および長寿命化の技術としては、発光材料の他に、正孔もしくは電子の注入機能、輸送機能、ブロッキング機能を有する材料を用いて複数の層を積層した多層構造とすることが知られている。しかしながら、多層構造を有する有機EL素子では、駆動中に各層の界面にて劣化が生じることによって、発光効率が低下したり、素子が劣化して輝度が低下したりすることが懸念される。特に、ブロッキング層が設けられた有機EL素子では、発光層とブロッキング層との界面に電荷が蓄積しやすく、そのため界面にて劣化が生じやすい。   On the other hand, as a technology for improving the efficiency and extending the life of organic EL elements, in addition to a light emitting material, a multilayer in which a plurality of layers are stacked using a material having a hole or electron injection function, a transport function, and a blocking function It is known to have a structure. However, in an organic EL element having a multilayer structure, there is a concern that deterioration occurs at the interface of each layer during driving, resulting in a decrease in light emission efficiency or a decrease in luminance due to deterioration of the element. In particular, in an organic EL element provided with a blocking layer, charges are likely to accumulate at the interface between the light-emitting layer and the blocking layer, and therefore deterioration is likely to occur at the interface.

そこで、本発明者らは、駆動中に各層の界面にて劣化が生じるのを抑制する手法として、各層のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の大小関係を規定し、ブロッキング層を有さない有機EL素子を提案している(特許文献2参照)。   Therefore, the present inventors have prescribed the magnitude relationship between the ionization potential and electron affinity of each layer as a method for suppressing the deterioration at the interface of each layer during driving, and developed an organic EL device having no blocking layer. It has been proposed (see Patent Document 2).

また近年、白色発光の有機EL素子が光源に適用できることから盛んに開発されている。白色光は、通常、2種類または3種類の発光材料の発光により得ることができる。しかしながら、発光層に複数種類の発光材料が含まれる場合には、発光材料間でエネルギー移動が起こり、色度が変化してしまうという問題がある。そこで、互いに異なる発光材料を含有する複数層の発光層を積層することが提案されている(例えば特許文献3〜7参照)。   In recent years, organic EL elements emitting white light have been actively developed because they can be applied to light sources. White light can usually be obtained by light emission of two or three kinds of light emitting materials. However, when the light emitting layer includes a plurality of types of light emitting materials, there is a problem that energy transfer occurs between the light emitting materials and chromaticity changes. Accordingly, it has been proposed to stack a plurality of light emitting layers containing different light emitting materials (see, for example, Patent Documents 3 to 7).

特開2007−134677号公報JP 2007-134777 A 国際公開第2008/102644号パンフレットInternational Publication No. 2008/102644 Pamphlet 特開2000−68057号公報JP 2000-68057 A 特開2003−282266号公報JP 2003-282266 A 国際公開第2005/91684号パンフレットInternational Publication No. 2005/91684 Pamphlet 特開2006−269232号公報JP 2006-269232 A 特開2006−127969号公報JP 2006-127969 A

複数層の発光層を積層すると、層の界面の数が増加するため、上述のような各層の界面での劣化が懸念される。特に、各層の界面での劣化は、複数層の発光層が積層されている場合には色変化を引き起こしやすい。よって、複数層の発光層が積層されている場合に色変化を少なくするためには、さらなる改善の余地がある。   When a plurality of light emitting layers are stacked, the number of interfaces between the layers increases, and there is a concern about the deterioration at the interfaces between the layers as described above. In particular, deterioration at the interface of each layer tends to cause a color change when a plurality of light emitting layers are laminated. Therefore, there is room for further improvement in order to reduce the color change when a plurality of light emitting layers are stacked.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、高効率化および長寿命化を実現することが可能であり、色変化の少ない有機EL素子を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide an organic EL element capable of realizing high efficiency and long life and having little color change.

上記目的を達成するために、本発明は、陽極と、上記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陽極側発光層と、上記陽極側発光層上に形成された中央発光層と、上記中央発光層上に形成された電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記正孔注入輸送層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が同一であり、上記中央発光層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が異なり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とする有機EL素子を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides an anode, a hole injection transport layer formed on the anode, and an anode side formed on the hole injection transport layer and containing a host material and a light emitting dopant. An organic EL having a light emitting layer, a central light emitting layer formed on the anode side light emitting layer, an electron injecting and transporting layer formed on the central light emitting layer, and a cathode formed on the electron injecting and transporting layer The element, wherein the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are different, and the hole When the electron affinity of the constituent material of the injection transport layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2, structure of the electron injection transport layer When the ionization potential of the material was Ip 3, to provide an organic EL element which is a Ip 2 ≧ Ip 3.

本発明によれば、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が同一であり、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力がEa1≧Ea2であるので、駆動中における正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。また、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp2≧Ip3であるので、駆動中における中央発光層および電子注入輸送層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。さらに、中央発光層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が異なるので、中央発光層および陽極側発光層の界面には正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面や中央発光層および電子注入輸送層の界面に比べて電荷が蓄積されやすくなり、中央発光層および陽極側発光層の界面にて集中的に発光させることができる。したがって、高効率および長寿命で色変化の少ない有機EL素子とすることが可能である。 According to the present invention, the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, and the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 Therefore, there is no charge accumulation at the interface between the hole injection transport layer and the anode side light emitting layer during driving, and deterioration can be suppressed. In addition, since the ionization potential of the constituent materials of the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer is Ip 2 ≧ Ip 3 , there is no charge accumulation at the interface between the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer during driving, suppressing deterioration can do. Furthermore, since the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are different, the interface between the central light emitting layer and the anode side light emitting layer is the interface between the hole injection transport layer and the anode side light emitting layer, the central light emitting layer and the electrons. Charges are more easily accumulated than at the interface of the injection transport layer, and light can be emitted intensively at the interface between the central light emitting layer and the anode side light emitting layer. Therefore, it is possible to obtain an organic EL element with high efficiency and long life and little color change.

また、本発明は、陽極と、上記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成された中央発光層と、上記中央発光層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陰極側発光層と、上記陰極側発光層上に形成された電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記電子注入輸送層の構成材料および上記陰極側発光層のホスト材料が同一であり、上記中央発光層の構成材料および上記陰極側発光層のホスト材料が異なり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とする有機EL素子を提供する。 The present invention also provides an anode, a hole injection transport layer formed on the anode, a central light emitting layer formed on the hole injection transport layer, and a host material formed on the central light emitting layer. And a cathode-side light-emitting layer containing a light-emitting dopant, an electron injection / transport layer formed on the cathode-side light-emitting layer, and a cathode formed on the electron injection / transport layer, The constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different, and the constituent material of the hole injection transport layer is When the electron affinity is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2 . Ionization potion of the constituent materials of When the interstitial was Ip 3, to provide an organic EL element which is a Ip 2 ≧ Ip 3.

本発明によれば、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力がEa1≧Ea2であるので、駆動中における正孔注入輸送層および中央発光層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。また、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が同一であり、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp2≧Ip3であるので、駆動中における陰極側発光層および電子注入輸送層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。さらに、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が異なるので、中央発光層および陰極側発光層の界面には正孔注入輸送層および中央発光層の界面や陰極側発光層および電子注入輸送層の界面に比べて電荷が蓄積されやすくなり、中央発光層および陰極側発光層の界面にて集中的に発光させることができる。したがって、高効率および長寿命で色変化の少ない有機EL素子とすることが可能である。 According to the present invention, since the electron affinity of the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , charge accumulation at the interface between the hole injecting and transporting layer and the central light emitting layer during driving No deterioration can be suppressed. In addition, since the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, and the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer and the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 3 , There is no charge accumulation at the interface between the side light emitting layer and the electron injecting and transporting layer, and deterioration can be suppressed. Further, since the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different, the interface between the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer is the interface between the hole injection transport layer and the central light emitting layer, the cathode side light emitting layer and Charges are more easily accumulated than at the interface of the injection transport layer, and light can be emitted intensively at the interface between the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer. Therefore, it is possible to obtain an organic EL element with high efficiency and long life and little color change.

さらに、本発明は、陽極と、上記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陽極側発光層と、上記陽極側発光層上に形成された中央発光層と、上記中央発光層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陰極側発光層と、上記陰極側発光層上に形成された電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記正孔注入輸送層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が同一であり、上記電子注入輸送層の構成材料および上記陰極側発光層のホスト材料が同一であり、上記中央発光層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が異なり、上記中央発光層の構成材料および上記陰極側発光層のホスト材料が異なり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とする有機EL素子を提供する。 Furthermore, the present invention provides an anode, a hole injection transport layer formed on the anode, an anode side light emitting layer formed on the hole injection transport layer and containing a host material and a light emitting dopant, and the anode A central light emitting layer formed on the side light emitting layer, a cathode side light emitting layer formed on the central light emitting layer and containing a host material and a light emitting dopant, and an electron injection transport layer formed on the cathode side light emitting layer And a cathode formed on the electron injecting and transporting layer, wherein the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, and the electron injecting and transporting The constituent material of the layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are different, and the constituent material of the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer of Different strike material, Ea 1 electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer, when an electron affinity of the constituent material of the central light-emitting layer was changed to Ea 2, a Ea 1 ≧ Ea 2, the central light-emitting layer Ip 2 and an ionization potential of a constituent material, when the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer was Ip 3, to provide an organic EL element which is a Ip 2 ≧ Ip 3.

本発明によれば、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が同一であり、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力がEa1≧Ea2であるので、駆動中における正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。また、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が同一であり、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp2≧Ip3であるので、駆動中における陰極側発光層および電子注入輸送層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができる。さらに、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が異なり、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が異なるので、中央発光層および陽極側発光層の界面と中央発光層および陰極側発光層の界面とには、正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面や陰極側発光層および電子注入輸送層の界面に比べて電荷が蓄積されやすくなり、中央発光層および陽極側発光層の界面ならびに中央発光層および陰極側発光層の界面にて集中的に発光させることができる。したがって、高効率および長寿命で色変化の少ない有機EL素子とすることが可能である。 According to the present invention, the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, and the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 Therefore, there is no charge accumulation at the interface between the hole injection transport layer and the anode side light emitting layer during driving, and deterioration can be suppressed. In addition, since the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, and the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer and the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 3 , There is no charge accumulation at the interface between the side light emitting layer and the electron injecting and transporting layer, and deterioration can be suppressed. Furthermore, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different, and the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different. Compared with the interface of the hole injection transport layer and the anode side light emitting layer and the interface of the cathode side light emitting layer and the electron injection transport layer, the charge is easily accumulated in the interface between the layer and the cathode side light emitting layer. Light can be emitted intensively at the interface of the anode side light emitting layer and at the interface of the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer. Therefore, it is possible to obtain an organic EL element with high efficiency and long life and little color change.

上述の発明においては、上記正孔注入輸送層および上記電子注入輸送層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、上記正孔注入輸送層および上記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料が同一であることが好ましい。正孔注入輸送層および電子注入輸送層が同一のバイポーラ材料を含有することにより、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、駆動中における各層の界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。   In the above invention, the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer contain a bipolar material capable of transporting holes and electrons, and the bipolar contained in the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer. The materials are preferably the same. When the hole injection / transport layer and the electron injection / transport layer contain the same bipolar material, even if holes penetrate into the electron injection / transport layer or electrons penetrate into the hole injection / transport layer, each layer during driving This is because deterioration at the interface can be effectively suppressed.

また、上記発明においては、上記中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有し、上記電子注入輸送層の構成材料および上記中央発光層のホスト材料が同一であり、上記正孔注入輸送層の構成材料および上記電子注入輸送層の構成材料が異なることも好ましい。電子注入輸送層の構成材料および中央発光層のホスト材料が同一であることにより、電子注入輸送層から中央発光層への電子注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。   Moreover, in the said invention, the said center light emitting layer contains host material and a light emission dopant, the constituent material of the said electron injection transport layer and the host material of the said center light emitting layer are the same, The structure of the said hole injection transport layer It is also preferable that the materials and the constituent materials of the electron injecting and transporting layer are different. This is because when the constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the central light emitting layer are the same, the electron injection barrier from the electron injecting and transporting layer to the central light emitting layer is reduced, and the driving voltage can be lowered.

さらに、上記発明においては、上記中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有し、上記正孔注入輸送層の構成材料および上記中央発光層のホスト材料が同一であり、上記正孔注入輸送層の構成材料および上記電子注入輸送層の構成材料が異なることも好ましい。正孔注入輸送層の構成材料および中央発光層のホスト材料が同一であることにより、正孔注入輸送層から中央発光層への正孔注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。   Furthermore, in the said invention, the said center light emitting layer contains host material and a light emission dopant, the constituent material of the said positive hole injection transport layer and the host material of the said central light emission layer are the same, It is also preferable that the constituent material and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are different. Since the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the central light emitting layer are the same, the hole injection barrier from the hole injecting and transporting layer to the central light emitting layer is reduced, and the driving voltage can be lowered. It is.

また、上記発明においては、上記陽極側発光層と上記中央発光層との間にホスト材料および発光ドーパントを含有する第2中央発光層が形成されていてもよく、この場合、上記第2中央発光層のホスト材料が上記陽極側発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。   In the above invention, a second central light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant may be formed between the anode side light emitting layer and the central light emitting layer. In this case, the second central light emitting layer may be formed. It is preferable that the host material of the layer is the same as the host material of the anode side light emitting layer.

さらに、上記発明においては、上記陰極側発光層と上記中央発光層との間にホスト材料および発光ドーパントを含有する第3中央発光層が形成されていてもよく、この場合、上記第3中央発光層のホスト材料が上記陰極側発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。   Furthermore, in the above invention, a third central light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant may be formed between the cathode side light emitting layer and the central light emitting layer. The host material of the layer is preferably the same as the host material of the cathode side light emitting layer.

また、本発明においては、上記中央発光層が、ホスト材料および発光ドーパントを含有し、上記発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と上記発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。中央発光層がノンドープ領域を有することにより、中央発光層のドープ領域中の発光ドーパントから他の物質へエネルギー移動が起こるのを抑制し、発光効率を高めることができるからである。   In the present invention, the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, and has one or more doped regions containing the light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing the light emitting dopant. It is preferable. This is because, when the central light emitting layer has a non-doped region, energy transfer from the light emitting dopant in the doped region of the central light emitting layer to other substances can be suppressed, and the light emission efficiency can be increased.

さらに、本発明においては、上記陽極側発光層が上記発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と上記発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。陽極側発光層がノンドープ領域を有することにより、陽極側発光層のドープ領域中の発光ドーパントから他の物質へエネルギー移動が起こるのを抑制し、発光効率を高めることができるからである。   Furthermore, in the present invention, the anode side light emitting layer preferably has one or more doped regions containing the light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing the light emitting dopant. This is because when the anode side light emitting layer has a non-doped region, energy transfer from the light emitting dopant in the doped region of the anode side light emitting layer to other substances can be suppressed, and the light emission efficiency can be increased.

また、本発明においては、上記陰極側発光層が上記発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と上記発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。陰極側発光層がノンドープ領域を有することにより、陰極側発光層のドープ領域中の発光ドーパントから他の物質へエネルギー移動が起こるのを抑制し、発光効率を高めることができるからである。   In the present invention, it is preferable that the cathode side light emitting layer has one or more doped regions containing the light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing the light emitting dopant. This is because when the cathode side light emitting layer has a non-doped region, energy transfer from the light emitting dopant in the doped region of the cathode side light emitting layer to other substances can be suppressed, and the light emission efficiency can be increased.

上記発明においては、上記中央発光層が上記正孔注入輸送層側に上記ノンドープ領域を有していてもよい。正孔注入輸送層と陽極側発光層と中央発光層とが順に積層されている場合には、陽極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制することができる。一方、正孔注入輸送層と中央発光層とが順に積層されている場合には、中央発光層中の発光ドーパントから正孔注入輸送層の構成材料へのエネルギー移動を抑制することができる。また、中央発光層と正孔注入輸送層との界面にノンドープ領域が設けられていることにより、正孔注入輸送層から中央発光層への正孔注入を良好なものとすることができる。さらに、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力がEa1≧Ea2であるものの、中央発光層と正孔注入輸送層との界面にノンドープ領域が設けられているので、中央発光層中の発光ドーパントによる電荷のトラップによって、中央発光層へ注入される電荷のバランスをとることができる。 In the above invention, the central light emitting layer may have the non-doped region on the hole injecting and transporting layer side. When the hole injecting and transporting layer, the anode side light emitting layer, and the central light emitting layer are sequentially laminated, the energy transfer between the light emitting dopant in the anode side light emitting layer and the light emitting dopant in the central light emitting layer is suppressed. be able to. On the other hand, when the hole injecting and transporting layer and the central light emitting layer are sequentially laminated, energy transfer from the light emitting dopant in the central light emitting layer to the constituent material of the hole injecting and transporting layer can be suppressed. In addition, since the non-doped region is provided at the interface between the central light emitting layer and the hole injecting and transporting layer, hole injection from the hole injecting and transporting layer to the central light emitting layer can be improved. Furthermore, although the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , a non-doped region is provided at the interface between the central light emitting layer and the hole injection transport layer, The charge trapped by the light emitting dopant in the light emitting layer can balance the charge injected into the central light emitting layer.

また上記発明においては、上記中央発光層が上記電子注入輸送層側に上記ノンドープ領域を有していてもよい。中央発光層と陰極側発光層と電子注入輸送層とが順に積層されている場合には、中央発光層中の発光ドーパントおよび陰極側発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制することができる。一方、中央発光層と電子注入輸送層とが順に積層されている場合には、中央発光層中の発光ドーパントから電子注入輸送層の構成材料へのエネルギー移動を抑制することができる。また、中央発光層と電子注入輸送層との界面にノンドープ領域が設けられていることにより、電子注入輸送層から中央発光層への電子注入を良好なものとすることができる。さらに、電子注入輸送層および中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルがIp2≧Ip3であるものの、中央発光層と電子注入輸送層との界面にノンドープ領域が設けられているので、中央発光層中の発光ドーパントによる電荷のトラップによって、中央発光層へ注入される電荷のバランスをとることができる。 In the above invention, the central light emitting layer may have the non-doped region on the electron injection / transport layer side. In the case where the central light emitting layer, the cathode side light emitting layer, and the electron injecting and transporting layer are sequentially laminated, the energy transfer between the light emitting dopant in the central light emitting layer and the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer is suppressed. Can do. On the other hand, when the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer are sequentially laminated, energy transfer from the light emitting dopant in the central light emitting layer to the constituent material of the electron injecting and transporting layer can be suppressed. Further, since the non-doped region is provided at the interface between the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer, electron injection from the electron injecting and transporting layer to the central light emitting layer can be improved. Furthermore, although the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer and the central light emitting layer is Ip 2 ≧ Ip 3 , a non-doped region is provided at the interface between the central light emitting layer and the electron injection transport layer, so the central light emitting layer The charge injected into the central light emitting layer can be balanced by trapping the charge by the light emitting dopant therein.

さらに上記発明においては、上記中央発光層が2箇所の上記ドープ領域を有し、上記2箇所のドープ領域の間に上記ノンドープ領域が配置されており、上記2箇所のドープ領域がそれぞれ異なる種類の発光ドーパントを含有していてもよい。一方のドープ領域に含まれる発光ドーパントから他方のドープ領域に含まれる発光ドーパントへのエネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができるからである。   Furthermore, in the above invention, the central light emitting layer has two doped regions, the non-doped regions are disposed between the two doped regions, and the two doped regions are of different types. It may contain a luminescent dopant. This is because energy transfer from the light-emitting dopant contained in one doped region to the light-emitting dopant contained in the other doped region hardly occurs and the light emission efficiency can be improved.

また上記発明においては、上記陽極側発光層が、上記中央発光層側に上記ノンドープ領域を有していてもよい。陽極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制することができるからである。   Moreover, in the said invention, the said anode side light emitting layer may have the said non-dope area | region in the said center light emitting layer side. This is because energy transfer between the light emitting dopant in the anode side light emitting layer and the light emitting dopant in the central light emitting layer can be suppressed.

さらに上記発明においては、上記陽極側発光層が2箇所の上記ドープ領域を有し、上記2箇所のドープ領域の間に上記ノンドープ領域が配置されており、上記2箇所のドープ領域がそれぞれ異なる種類の発光ドーパントを含有していてもよい。一方のドープ領域に含まれる発光ドーパントから他方のドープ領域に含まれる発光ドーパントへのエネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができるからである。   Furthermore, in the above invention, the anode side light emitting layer has the two doped regions, the non-doped region is disposed between the two doped regions, and the two doped regions are different types. The luminescent dopant may be contained. This is because energy transfer from the light-emitting dopant contained in one doped region to the light-emitting dopant contained in the other doped region hardly occurs and the light emission efficiency can be improved.

また上記発明においては、上記陰極側発光層が、上記中央発光層側に上記ノンドープ領域を有していてもよい。陰極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制することができるからである。   Moreover, in the said invention, the said cathode side light emitting layer may have the said non-dope area | region in the said center light emitting layer side. This is because energy transfer between the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer and the light emitting dopant in the central light emitting layer can be suppressed.

さらに上記発明においては、上記陰極側発光層が2箇所の上記ドープ領域を有し、上記2箇所のドープ領域の間に上記ノンドープ領域が配置されており、上記2箇所のドープ領域がそれぞれ異なる種類の発光ドーパントを含有していてもよい。一方のドープ領域に含まれる発光ドーパントから他方のドープ領域に含まれる発光ドーパントへのエネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができるからである。   Furthermore, in the above invention, the cathode side light emitting layer has two doped regions, the non-doped region is disposed between the two doped regions, and the two doped regions are different from each other. The luminescent dopant may be contained. This is because energy transfer from the light-emitting dopant contained in one doped region to the light-emitting dopant contained in the other doped region hardly occurs and the light emission efficiency can be improved.

また本発明においては、上記陽極および上記正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成されていてもよく、この場合、上記第2正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa6としたときEa6<Ea1であり、かつ、上記第2正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp6としたときIp6≦Ip1であってもよい。Ea6<Ea1であるので、エネルギー障壁が存在することにより正孔注入輸送層から陽極側への電子の突き抜けを防ぎ、第2正孔注入輸送層および陽極の界面での劣化を抑制することができるからである。また、Ip6≦Ip1であるので、陽極から正孔を注入しやすくすることができるからである。 In the present invention, a second hole injection transport layer may be formed between the anode and the hole injection transport layer. In this case, the electron affinity of the constituent material of the second hole injection transport layer If Ea 6 is Ea 6 <Ea 1 , and if the ionization potential of the constituent material of the second hole injection transport layer is Ip 6 , Ip 6 ≦ Ip 1 may be satisfied. Since Ea 6 <Ea 1 , the presence of an energy barrier prevents penetration of electrons from the hole injection transport layer to the anode side, and suppresses deterioration at the interface between the second hole injection transport layer and the anode. Because you can. Further, since Ip 6 ≦ Ip 1 , holes can be easily injected from the anode.

さらに本発明においては、上記電子注入輸送層および上記陰極の間に第2電子注入輸送層が形成されていてもよく、この場合、上記第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp7としたときIp3<Ip7であり、かつ、上記第2電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa7としたときEa3≦Ea7であってもよい。Ip3<Ip7であるので、エネルギー障壁が存在することにより電子注入輸送層から陰極側への正孔の突き抜けを防ぎ、第2電子注入輸送層および陰極の界面での劣化を抑制することができるからである。また、Ea3≦Ea7であるので、陰極から電子を注入しやすくすることができるからである。 Furthermore, in the present invention, a second electron injection transport layer may be formed between the electron injection transport layer and the cathode. In this case, the ionization potential of the constituent material of the second electron injection transport layer is set to Ip 7 In this case, Ip 3 <Ip 7 and Ea 3 ≦ Ea 7 where Ea 7 is the electron affinity of the constituent material of the second electron injecting and transporting layer. Because it is Ip 3 <Ip 7, prevents the penetration of the electron injecting and transporting layer of holes to the cathode side by an energy barrier exists, that the second electron injecting and transporting layer and to suppress the deterioration at the interface between the cathode Because it can. Further, since Ea 3 ≦ Ea 7 , electrons can be easily injected from the cathode.

また本発明においては、複数層の上記発光層のうち、少なくともいずれか一つが蛍光発光ドーパントを含有し、その他が燐光発光ドーパントを含有することが好ましい。蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動を抑制し、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   In the present invention, it is preferable that at least one of the plurality of light emitting layers contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant. This is because energy transfer is suppressed between the fluorescent light-emitting dopant and the phosphorescent light-emitting dopant, the light emission efficiency is increased, and a desired light emission color can be obtained.

本発明においては、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力ならびに中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルが所定の関係を満たし、かつ、正孔注入輸送層および陽極側発光層が同一のホスト材料を含有する、あるいは、電子注入輸送層および陰極側発光層が同一のホスト材料を含有することにより、高効率化および長寿命化を図り、色変化を少なくすることができるという効果を奏する。   In the present invention, the electron affinity of the constituent materials of the hole injection transport layer and the central light emitting layer and the ionization potential of the constituent materials of the central light emitting layer and the electron injection transport layer satisfy a predetermined relationship, and the hole injection transport layer and The anode-side light-emitting layer contains the same host material, or the electron-injecting and transporting layer and the cathode-side light-emitting layer contain the same host material, thereby improving efficiency and extending the life and reducing the color change. There is an effect that can be.

本発明の有機EL素子の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子のバンドダイヤグラムの他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the band diagram of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention. 本発明の有機EL素子の他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the organic EL element of this invention.

以下、本発明の有機EL素子について詳細に説明する。
本発明の有機EL素子は、複数層の発光層の構成により3つの実施態様に分けることができる。以下、各実施態様に分けて説明する。
Hereinafter, the organic EL device of the present invention will be described in detail.
The organic EL device of the present invention can be divided into three embodiments depending on the constitution of a plurality of light emitting layers. In the following, each embodiment will be described separately.

I.第1実施態様
本発明の有機EL素子の第1実施態様は、陽極と、上記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陽極側発光層と、上記陽極側発光層上に形成された中央発光層と、上記中央発光層上に形成された電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記正孔注入輸送層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が同一であり、上記中央発光層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が異なり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とするものである。
I. First Embodiment A first embodiment of the organic EL device of the present invention includes an anode, a hole injection transport layer formed on the anode, a host material and a light emitting dopant formed on the hole injection transport layer. Containing an anode-side light emitting layer, a central light-emitting layer formed on the anode-side light-emitting layer, an electron injection / transport layer formed on the central light-emitting layer, and a cathode formed on the electron injection / transport layer Wherein the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, and the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are In contrast, when the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and the constituent material of the central light emitting layer the Ip 2, the electron ionization potential When the ionization potential of the constituent material of the incoming transport layer was Ip 3, it is characterized in that it is Ip 2 ≧ Ip 3.

なお、各層の「構成材料」とは、各層が単一の材料で構成されている場合には、その材料をいい、また各層がホスト材料とドーパントとから構成されている場合には、ホスト材料をいう。   The “constituent material” of each layer refers to the material when each layer is composed of a single material, and the host material when each layer is composed of a host material and a dopant. Say.

また、各層の「構成材料のイオン化ポテンシャル」とは、各層が単一の材料で構成されている場合には、その材料のイオン化ポテンシャルをいい、また各層がホスト材料とドーパントとから構成されている場合には、ホスト材料のイオン化ポテンシャルをいう。同様に、各層の「構成材料の電子親和力」とは、各層が単一の材料で構成されている場合には、その材料の電子親和力をいい、また各層がホスト材料とドーパントとから構成されている場合には、ホスト材料の電子親和力をいう。   In addition, the “ionization potential of a constituent material” of each layer means the ionization potential of the material when each layer is made of a single material, and each layer is made up of a host material and a dopant. In some cases, it refers to the ionization potential of the host material. Similarly, the “electron affinity of a constituent material” of each layer means the electron affinity of the material when each layer is made of a single material, and each layer is made up of a host material and a dopant. The electron affinity of the host material.

イオン化ポテンシャルは、UPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)により求めた値とする。また、電子親和力の測定方法としては、まずHOMOエネルギーをUPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)により求め、次いで光吸収によるエネルギーギャップ測定値と上記HOMOエネルギーから算出する方法を採用する。   The ionization potential is a value determined by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, measuring instrument name “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). As a method for measuring electron affinity, first, HOMO energy is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), and then an energy gap measurement value by light absorption and the above HOMO energy. The method of calculating from is adopted.

本実施態様の有機EL素子について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施態様の有機EL素子の一例を示す概略断面図である。図1に例示するように、有機EL素子1は、基板2上に、陽極3と正孔注入輸送層4と陽極側発光層5aと中央発光層6と電子注入輸送層7と陰極8とが順次積層されたものである。正孔注入輸送層4の構成材料および陽極側発光層5aのホスト材料は同一となっている。また、陽極側発光層5aのホスト材料および中央発光層6の構成材料は異なっている。
The organic EL element of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL element of this embodiment. As illustrated in FIG. 1, the organic EL element 1 includes an anode 3, a hole injection transport layer 4, an anode side light emitting layer 5 a, a central light emitting layer 6, an electron injection transport layer 7, and a cathode 8 on a substrate 2. They are sequentially stacked. The constituent material of the hole injection transport layer 4 and the host material of the anode side light emitting layer 5a are the same. Moreover, the host material of the anode side light emitting layer 5a and the constituent material of the central light emitting layer 6 are different.

図2および図3はそれぞれ、本実施態様の有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。図1に例示する有機EL素子において、正孔注入輸送層4のイオン化ポテンシャルをIp1、陽極側発光層5aのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4、中央発光層6の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、電子注入輸送層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3とし、正孔注入輸送層4の構成材料の電子親和力をEa1、陽極側発光層5aのホスト材料の電子親和力をEa4、中央発光層6の構成材料の電子親和力をEa2、電子注入輸送層7の構成材料の電子親和力をEa3とする。 FIG. 2 and FIG. 3 are schematic views each showing an example of a band diagram of the organic EL element of this embodiment. In the organic EL device illustrated in FIG. 1, the ionization potential of the hole injection transport layer 4 is Ip 1 , the ionization potential of the host material of the anode side light emitting layer 5a is Ip 4 , and the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer 6 is Ip. 2 , the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer 7 is Ip 3 , the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer 4 is Ea 1 , the electron affinity of the host material of the anode side light emitting layer 5 a is Ea 4 , The electron affinity of the constituent material of the light emitting layer 6 is Ea 2 , and the electron affinity of the constituent material of the electron injection / transport layer 7 is Ea 3 .

正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係はEa1≧Ea2であり、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp2≧Ip3である。
正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料は同一であることから、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp1=Ip4であり、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料の電子親和力の関係はEa1=Ea4である。
陽極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料は異なることから、Ip4=Ip2のときEa4≠Ea2、および、Ea4=Ea2のときIp4≠Ip2である。
すなわち、正孔注入輸送層の構成材料と陽極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料との電子親和力の関係は、Ea1=Ea4≧Ea2であり、Ip1=Ip4=Ip2のときEa1≠Ea2かつEa4≠Ea2、および、Ea1=Ea4=Ea2のときIp1≠Ip2かつIp4≠Ip2である。
The relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , and the relationship of the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer and the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 3 .
Since the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, the relationship between the ionizing potential of the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer is Ip 1 = Ip 4 And the relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer is Ea 1 = Ea 4 .
Construction material of the host material and the central light-emitting layer on the anode side light emitting layer from different, Ea 4 ≠ Ea 2 when Ip 4 = Ip 2, and a Ip 4 ≠ Ip 2 when Ea 4 = Ea 2.
That is, the relationship of the electron affinity of the constituent material for the hole injecting and transporting layer constituting material and the anode side light emitting layer host material and the central light-emitting layer of is Ea 1 = Ea 4 ≧ Ea 2 , Ip 1 = Ip 4 = When Ip 2 , Ea 1 ≠ Ea 2 and Ea 4 ≠ Ea 2 , and when Ea 1 = Ea 4 = Ea 2 , Ip 1 ≠ Ip 2 and Ip 4 ≠ Ip 2 .

本実施態様においては、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が同一であり、正孔注入輸送層の構成材料および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係がEa1≧Ea2であり、中央発光層の構成材料および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係がIp2≧Ip3であることにより、対極への正孔および電子の突き抜けは起こるものの、陽極および陰極間を正孔および電子が円滑に輸送されるので、駆動中における正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面と中央発光層および電子注入輸送層の界面とにおいて電荷の蓄積がなく、これらの層の界面での劣化を抑制することができる。したがって、顕著に安定な寿命特性を得ることできるとともに、色変化を小さくすることが可能である。 In this embodiment, the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, and the relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the constituent material of the central light emitting layer is Ea 1 Since ≧ Ea 2 and the relationship between the ionization potentials of the constituent material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ip 2 ≧ Ip 3 , the penetration of holes and electrons into the counter electrode occurs, but the anode Since holes and electrons are smoothly transported between the cathode and the cathode, there is no charge accumulation at the interface between the hole injection transport layer and the anode side light emitting layer and the interface between the central light emitting layer and the electron injection transport layer during driving, Deterioration at the interface between these layers can be suppressed. Accordingly, it is possible to obtain a remarkably stable lifetime characteristic and to reduce the color change.

また本実施態様においては、陽極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料が異なることにより、中央発光層および陽極側発光層の界面には、正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面や中央発光層および電子注入輸送層の界面に比べて電荷が蓄積されやすくなり、中央発光層および陽極側発光層の界面にて集中的に発光させることができる。また、上述したように正孔および電子が円滑に輸送されることによって、発光層内全体で正孔および電子が再結合するため、正孔および電子の再結合効率が著しく低下することもない。したがって、高効率化を図ることが可能である。   Further, in this embodiment, the host material of the anode side light emitting layer and the constituent material of the center light emitting layer are different, so that the hole injection transport layer and the anode side light emitting layer are disposed at the interface between the center light emitting layer and the anode side light emitting layer. Charges are more likely to be accumulated than at the interface and the interface between the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer, and light can be emitted intensively at the interface between the central light emitting layer and the anode side light emitting layer. Moreover, since holes and electrons are transported smoothly as described above, holes and electrons are recombined throughout the light emitting layer, so that the recombination efficiency of holes and electrons is not significantly reduced. Therefore, high efficiency can be achieved.

さらに本実施態様においては、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が同一であることにより、正孔注入輸送層から陽極側発光層への正孔注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることが可能である。   Furthermore, in this embodiment, since the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, there is no hole injection barrier from the hole injection transport layer to the anode side light emitting layer. It is possible to reduce the voltage.

以下、本実施態様の有機EL素子における各構成について説明する。   Hereinafter, each structure in the organic EL element of this embodiment is demonstrated.

1.イオン化ポテンシャルおよび電子親和力
本実施態様においては、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3である。
1. In this embodiment, when the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 When the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2 and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 3 , Ip 2 ≧ Ip 3 .

正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係としては、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であればよい。本実施態様においては、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が同一であり、陽極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料が異なるので、正孔注入輸送層の構成材料と陽極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料との電子親和力の関係は、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、陽極側発光層のホスト材料の電子親和力をEa4、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2とすると、Ea1=Ea4≧Ea2である。この場合、陽極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料が異なるので、Ip1=Ip4=Ip2のときEa1≠Ea2かつEa4≠Ea2、および、Ea1=Ea4=Ea2のときIp1≠Ip2かつIp4≠Ip2である。
中でも、Ea1=Ea4>Ea2であることが好ましい。Ea1=Ea4>Ea2かつIp1=Ip4<Ip2であれば、中央発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーを比較的大きくすることができるからである。例えば中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合には、発光効率の向上のために、中央発光層のホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たすように、ホスト材料および発光ドーパントを選択することが容易となる。
Regarding the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the central light emitting layer, the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 , and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 Ea 1 ≧ Ea 2 is sufficient. In this embodiment, since the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, the host material of the anode side light emitting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. The electron affinity of the constituent material of the anode, the host material of the anode side light emitting layer, and the constituent material of the central light emitting layer is the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer Ea 1 , the electron of the host material of the anode side light emitting layer When the affinity is Ea 4 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 = Ea 4 ≧ Ea 2 . In this case, since the constituent materials of the host-side light emitting layer and the central light-emitting layer are different, when Ip 1 = Ip 4 = Ip 2 , Ea 1 ≠ Ea 2 and Ea 4 ≠ Ea 2 , and Ea 1 = Ea 4 When I = Ea 2 , Ip 1 ≠ Ip 2 and Ip 4 ≠ Ip 2 .
Among these, it is preferable that Ea 1 = Ea 4 > Ea 2 . This is because, if Ea 1 = Ea 4 > Ea 2 and Ip 1 = Ip 4 <Ip 2 , the band gap energy of the constituent material of the central light emitting layer can be made relatively large. For example, when the central light-emitting layer contains a host material and a light-emitting dopant, the host material and the light-emitting dopant have an ionization potential and an electron affinity that satisfy a predetermined relationship in order to improve luminous efficiency. It becomes easy to select the material and the luminescent dopant.

Ea1=Ea4>Ea2の場合、Ea1およびEa4とEa2との差としては、正孔注入輸送層の構成材料と陽極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料とに応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。 In the case of Ea 1 = Ea 4 > Ea 2 , the difference between Ea 1 and Ea 4 and Ea 2 is that Although it differs depending on the situation, specifically, it is preferably 0.1 eV or more, and more preferably 0.2 eV or more.

正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2としたとき、通常はIp1≦Ip2とされる。本実施態様においては、上述したように、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が同一であり、陽極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料が異なるので、正孔注入輸送層の構成材料と陽極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料とのイオン化ポテンシャルの関係は、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、陽極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2とすると、通常、Ip1=Ip4≦Ip2とされる。この場合、陽極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料が異なるので、上述したように、Ip1=Ip4=Ip2のときEa1≠Ea2かつEa4≠Ea2、および、Ea1=Ea4=Ea2のときIp1≠Ip2かつIp4≠Ip2である。
中でも、Ip1=Ip4<Ip2であることが好ましい。陽極側発光層から中央発光層への正孔輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、正孔の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。
Regarding the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the hole injection transport layer and the central light emitting layer, the ionization potential of the constituent materials of the hole injection transport layer is Ip 1 and the ionization potential of the constituent materials of the central light emitting layer is Ip 2. Usually, Ip 1 ≦ Ip 2 . In the present embodiment, as described above, the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, and the host material of the anode side light emitting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. relation of the ionization potentials of the constituent material for the hole injecting and transporting layer constituting material and the anode side light emitting layer host material and the central light-emitting layer of, Ip 1 and the ionization potential of a constituent material for the hole injecting and transporting layer, the anode-side emission layer When the ionization potential of the host material is Ip 4 , and the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2 , Ip 1 = Ip 4 ≦ Ip 2 is usually satisfied. In this case, since the host material of the anode side light emitting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different, as described above, when Ip 1 = Ip 4 = Ip 2 , Ea 1 ≠ Ea 2 and Ea 4 ≠ Ea 2 , and When Ea 1 = Ea 4 = Ea 2 , Ip 1 ≠ Ip 2 and Ip 4 ≠ Ip 2 .
Among them, it is preferable that Ip 1 = Ip 4 <Ip 2 . This is because the presence of some energy barrier in the hole transport from the anode side light emitting layer to the central light emitting layer can control the injection of holes and increase the light emission efficiency.

Ip1=Ip4<Ip2の場合、Ip1およびIp4とIp2との差としては、正孔注入輸送層の構成材料と陽極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料とに応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。なお、Ip4およびIp2の差が比較的大きい場合であっても、駆動電圧を比較的高くすれば、陽極側発光層から中央発光層へ正孔を輸送させることができる。 In the case of Ip 1 = Ip 4 <Ip 2 , the difference between Ip 1 and Ip 4 and Ip 2 is as follows. Although it differs depending on the situation, specifically, it is preferably 0.1 eV or more, and more preferably 0.2 eV or more. Even when the difference between Ip 4 and Ip 2 is relatively large, holes can be transported from the anode side light emitting layer to the central light emitting layer if the driving voltage is relatively high.

中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であればよい。また、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3としたとき、通常はEa2≦Ea3とされる。 The relationship between the ionization potential of the constituent material of the central light-emitting layer and the electron injecting and transporting layer, when Ip 2 and an ionization potential of a constituent material of the central light-emitting layer, the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer was Ip 3, Ip 2 ≧ Ip 3 is sufficient. As the relationship between the electron affinity of the constituent material of the central light-emitting layer and the electron injecting and transporting layer, when an electron affinity Ea 2 of the material of the central light-emitting layer, the electron affinity of the constituent material of the electron injection transport layer was Ea 3 Usually, Ea 2 ≦ Ea 3 .

中でも、中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有し、中央発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とが同一であることが好ましいことから、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係は、図3に例示するように、Ip2=Ip3かつEa2=Ea3であることが好ましい。電子注入輸送層から中央発光層への電子注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。 Among them, the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, and it is preferable that the host material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are the same. relation of the ionization potential and the electron affinity of the material, as illustrated in FIG. 3, it is preferable that Ip 2 = Ip 3 and Ea 2 = Ea 3. This is because the electron injection barrier from the electron injection transport layer to the central light emitting layer is eliminated, and the drive voltage can be lowered.

一方、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係は、図2に例示するように、Ip2>Ip3かつEa2<Ea3であることも好ましい。Ip2>Ip3かつEa2<Ea3であれば、中央発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーを比較的大きくすることができるからである。例えば中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合には、発光効率の向上のために、中央発光層のホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たすように、ホスト材料および発光ドーパントを選択することが容易となる。また、Ea2<Ea3であるので、電子注入輸送層から中央発光層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 On the other hand, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer is preferably Ip 2 > Ip 3 and Ea 2 <Ea 3 as illustrated in FIG. This is because if Ip 2 > Ip 3 and Ea 2 <Ea 3 , the band gap energy of the constituent material of the central light emitting layer can be made relatively large. For example, when the central light-emitting layer contains a host material and a light-emitting dopant, the host material and the light-emitting dopant have an ionization potential and an electron affinity that satisfy a predetermined relationship in order to improve luminous efficiency. It becomes easy to select the material and the luminescent dopant. In addition, since Ea 2 <Ea 3 , the presence of some energy barrier in the electron transport from the electron injection transport layer to the central light emitting layer can control the electron injection and increase the light emission efficiency. is there.

Ip2>Ip3の場合、Ip2およびIp3の差としては、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。 In the case of Ip 2 > Ip 3 , the difference between Ip 2 and Ip 3 varies depending on the constituent materials of the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer. Preferably, it is 0.2 eV or more.

Ea2<Ea3の場合、Ea2およびEa3の差としては、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上0.5eV以下とすることがより好ましい。なお、Ea2およびEa3の差が比較的大きい場合であっても、駆動電圧を比較的高くすれば、電子注入輸送層から中央発光層へ電子を輸送させることができる。 In the case of Ea 2 <Ea 3 , the difference between Ea 2 and Ea 3 varies depending on the constituent materials of the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer. Specifically, the difference may be 0.1 eV or more. Preferably, it is 0.2 eV or more and 0.5 eV or less. Even when the difference between Ea 2 and Ea 3 is relatively large, electrons can be transported from the electron injecting and transporting layer to the central light emitting layer if the driving voltage is relatively high.

正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係としては、特に限定されるものではない。
中でも、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は同一のバイポーラ材料を含有することが好ましいことから、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3とし、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3としたとき、図2に例示するように、Ip1=Ip3かつEa1=Ea3であることが好ましい。
一方、中央発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料が同一であり、図3に例示するように中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係がIp2=Ip3かつEa2=Ea3である場合には、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料が異なることから、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料も異なり、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係はIp1=Ip3のときEa1≠Ea3、Ea1=Ea3のときIp1≠Ip3となる。
The relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the hole injection transport layer and the electron injection transport layer is not particularly limited.
Among these, since it is preferable that the hole injection transport layer and the electron injection transport layer contain the same bipolar material, the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer is Ip 1 , and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is When the potential is Ip 3 , the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ea 1 , and the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ea 3 , as illustrated in FIG. 2, Ip 1 = Ip 3 and Ea 1 = Ea 3 are preferred.
On the other hand, the host material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are the same. As illustrated in FIG. 3, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer is Ip 2. = Ip 3 and Ea 2 = Ea 3 Since the constituent materials of the hole injection transport layer and the central light emitting layer are different, the constituent materials of the hole injection transport layer and the electron injection transport layer are also different. relation of the ionization potential and electron affinity of the constituent material of injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer becomes Ea 1 ≠ Ea 3, Ea 1 = Ip 1 ≠ Ip 3 when Ea 3 when Ip 1 = Ip 3.

本実施態様においては、図4に例示するように、陽極3および正孔注入輸送層4の間に第2正孔注入輸送層9が形成されていてもよい。
この場合、第2正孔注入輸送層9の構成材料の電子親和力をEa6、正孔注入輸送層4の構成材料の電子親和力をEa1とすると、図5に例示するようにEa6<Ea1であることが好ましい。陽極側への電子の突き抜けが起こり正孔注入輸送層へ電子が注入されたとしても、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層間にエネルギー障壁が存在することにより第2正孔注入輸送層から陽極側への電子の突き抜けを防ぐことができる。そのため、第2正孔注入輸送層および陽極の界面での劣化を抑制することができる。また、第2正孔注入輸送層の構成材料は、正孔注入輸送層の構成材料と比較して、材料選択の幅が広く、第2正孔注入輸送層に好適な材料を用いることができる。これにより、陽極から第2正孔注入輸送層への正孔注入において有利な構成とすることができる。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 4, a second hole injection / transport layer 9 may be formed between the anode 3 and the hole injection / transport layer 4.
In this case, assuming that the electron affinity of the constituent material of the second hole injecting and transporting layer 9 is Ea 6 and the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer 4 is Ea 1 , Ea 6 <Ea as illustrated in FIG. 1 is preferred. Even if electrons penetrate to the anode side and electrons are injected into the hole injecting and transporting layer, the second hole injecting and transporting is caused by the existence of an energy barrier between the second hole injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer. Electron penetration from the layer to the anode side can be prevented. Therefore, deterioration at the interface between the second hole injecting and transporting layer and the anode can be suppressed. Further, the constituent material of the second hole injecting and transporting layer has a wider range of material selection than the constituent material of the hole injecting and transporting layer, and a material suitable for the second hole injecting and transporting layer can be used. . Thereby, it can be set as an advantageous structure in the hole injection from an anode to a 2nd hole injection transport layer.

Ea6<Ea1の場合、Ea6およびEa1の差としては、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜2.0eVの範囲内である。 In the case of Ea 6 <Ea 1 , the difference between Ea 6 and Ea 1 is different depending on the constituent materials of the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer, but specifically 0.1 eV It is preferable to set it above, and more preferably in the range of 0.2 eV to 2.0 eV.

一方、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、図6に例示するようにEa6≧Ea1であることも好ましい。これにより、駆動中における第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができるからである。 On the other hand, as the relationship of the electron affinity of the constituent materials of the second hole injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer, it is also preferable that Ea 6 ≧ Ea 1 as illustrated in FIG. This is because there is no charge accumulation at the interface between the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer during driving, and deterioration can be suppressed.

上記の場合、第2正孔注入輸送層9の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp6、正孔注入輸送層4の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1とすると、通常はIp6≦Ip1とされる。中でも、図5に例示するようにIp6<Ip1であることが好ましい。Ip1およびIp4が比較的大きい場合には、陽極側発光層へ正孔が輸送され難くなるが、Ip6<Ip1=Ip4となるように第2正孔注入輸送層、正孔注入輸送層および陽極側発光層が形成されていることにより、陽極側発光層へ正孔を円滑に輸送することができるからである。また、第2正孔注入輸送層から正孔注入輸送層への正孔輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、正孔の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 In the above case, if the ionization potential of the constituent material of the second hole injection transport layer 9 is Ip 6 and the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer 4 is Ip 1 , usually Ip 6 ≦ Ip 1 . Among them, it is preferable that Ip 6 <Ip 1 as illustrated in FIG. When Ip 1 and Ip 4 are relatively large, it becomes difficult for holes to be transported to the anode-side light emitting layer, but the second hole injecting and transporting layer and hole injecting so that Ip 6 <Ip 1 = Ip 4 It is because holes can be smoothly transported to the anode side light emitting layer by forming the transport layer and the anode side light emitting layer. In addition, the presence of a certain energy barrier in the hole transport from the second hole injecting and transporting layer to the hole injecting and transporting layer makes it possible to control the injection of holes and increase the light emission efficiency.

Ip6<Ip1の場合、Ip6およびIp1の差としては、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ip 6 <Ip 1 , the difference between Ip 6 and Ip 1 varies depending on the constituent materials of the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer, but specifically 0.1 eV. It is preferable to set it as the above, More preferably, it exists in the range of 0.2 eV-0.5 eV.

本実施態様においては、図4に例示するように、電子注入輸送層7および陰極8の間に第2電子注入輸送層10が形成されていてもよい。
この場合、電子注入輸送層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、第2電子注入輸送層10の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp7とすると、図5に例示するようにIp3<Ip7であることが好ましい。陰極側への正孔の突き抜けが起こり電子注入輸送層へ正孔が注入されたとしても、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層間にエネルギー障壁が存在することにより第2電子注入輸送層から陰極側への正孔の突き抜けを防ぐことができる。そのため、第2電子注入輸送層および陰極の界面での劣化を抑制することができる。また、第2電子注入輸送層の構成材料は、電子注入輸送層の構成材料と比較して、材料選択の幅が広く、第2電子注入輸送層に好適な材料を用いることができる。これにより、陰極から第2電子注入輸送層への電子注入において有利な構成とすることができる。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 4, a second electron injection transport layer 10 may be formed between the electron injection transport layer 7 and the cathode 8.
In this case, if the ionization potential of the constituent material of the electron injection / transport layer 7 is Ip 3 and the ionization potential of the constituent material of the second electron injection / transport layer 10 is Ip 7 , Ip 3 <Ip 7 as illustrated in FIG. Preferably there is. Even if holes penetrate to the cathode side and holes are injected into the electron injecting and transporting layer, there is an energy barrier between the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer. Hole penetration to the cathode side can be prevented. Therefore, it is possible to suppress deterioration at the interface between the second electron injecting and transporting layer and the cathode. In addition, the constituent material of the second electron injecting and transporting layer has a wider range of material selection than the constituent material of the electron injecting and transporting layer, and a material suitable for the second electron injecting and transporting layer can be used. Thereby, it can be set as an advantageous structure in the electron injection from a cathode to the 2nd electron injection transport layer.

Ip3<Ip7の場合、Ip3およびIp7の差としては、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜2.0eVの範囲内である。 In the case of Ip 3 <Ip 7 , the difference between Ip 3 and Ip 7 varies depending on the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, but specifically 0.1 eV or more. More preferably, it is in the range of 0.2 eV to 2.0 eV.

一方、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、図6に例示するようにIp3≧Ip7であることも好ましい。これにより、駆動中における第2電子注入輸送層および電子注入輸送層の界面での電荷の蓄積がなく、劣化を抑制することができるからである。 On the other hand, as the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, it is also preferable that Ip 3 ≧ Ip 7 as illustrated in FIG. This is because there is no charge accumulation at the interface between the second electron injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer during driving, and deterioration can be suppressed.

上記の場合、電子注入輸送層7の構成材料の電子親和力をEa3、第2電子注入輸送層10の構成材料の電子親和力をEa7とすると、通常はEa3≦Ea7とされる。中でも、図5に例示するようにEa3<Ea7であることが好ましい。中央発光層のエネルギーギャップが比較的大きい場合には、中央発光層へ電子が輸送され難くなるが、Ea2≦Ea3<Ea7となるように中央発光層、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層が形成されていることにより、中央発光層へ電子を円滑に輸送することができるからである。また、第2電子注入輸送層から電子注入輸送層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 In the above case, when the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer 7 is Ea 3 and the electron affinity of the constituent material of the second electron injecting and transporting layer 10 is Ea 7 , usually Ea 3 ≦ Ea 7 is satisfied. Among them, it is preferable that Ea 3 <Ea 7 as illustrated in FIG. When the energy gap of the central light emitting layer is relatively large, it becomes difficult for electrons to be transported to the central light emitting layer, but the central light emitting layer, the electron injection transport layer, and the second electron so that Ea 2 ≦ Ea 3 <Ea 7 This is because the injection transport layer is formed, whereby electrons can be smoothly transported to the central light emitting layer. In addition, since there is a slight energy barrier in electron transport from the second electron injection transport layer to the electron injection transport layer, electron injection can be controlled and light emission efficiency can be increased.

Ea3<Ea7の場合、Ea3およびEa7の差としては、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ea 3 <Ea 7 , the difference between Ea 3 and Ea 7 varies depending on the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, and specifically 0.1 eV or more. More preferably, it is in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.

本実施態様においては、図7に例示するように、第2正孔注入輸送層9および正孔注入輸送層4の間に第3正孔注入輸送層11が形成されていてもよい。
この場合、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、第2正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa6、第3正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa8、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1としたとき、図8に例示するようにEa6<Ea8、Ea8≧Ea1であることが好ましい。これにより、陽極および第2正孔注入輸送層の界面、ならびに、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の界面での劣化を抑制することができるからである。また、Ea6<Ea8であるので、第2正孔注入輸送層の構成材料の選択肢の幅が広くなるからである。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 7, a third hole injection transport layer 11 may be formed between the second hole injection transport layer 9 and the hole injection transport layer 4.
In this case, the electron affinity of the constituent materials of the second hole injecting and transporting layer, the third hole injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer is expressed as Ea 6 , when the electron affinity of the constituent material of the third hole injection / transport layer is Ea 8 and the electron affinity of the constituent material of the hole injection / transport layer is Ea 1 , Ea 6 <Ea 8 , as illustrated in FIG. It is preferable that Ea 8 ≧ Ea 1 . This is because deterioration at the interface between the anode and the second hole injection transport layer and the interface between the third hole injection transport layer and the hole injection transport layer can be suppressed. Further, since Ea 6 <Ea 8 , the range of options for the constituent material of the second hole injecting and transporting layer is widened.

Ea6<Ea8の場合、Ea6およびEa8の差としては、第2正孔注入輸送層および第3正孔注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜2.0eVの範囲内である。 In the case of Ea 6 <Ea 8 , the difference between Ea 6 and Ea 8 varies depending on the constituent materials of the second hole injection transport layer and the third hole injection transport layer, but specifically 0 0.1 eV or more is preferable, and more preferably in the range of 0.2 eV to 2.0 eV.

一方、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、図9に例示するようにEa6≧Ea8≧Ea1であることも好ましい。これにより、駆動中における各層の界面での劣化を抑制することができるからである。 On the other hand, the relationship of the electron affinity of the constituent materials of the second hole injecting and transporting layer, the third hole injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer is Ea 6 ≧ Ea 8 ≧ Ea 1 as illustrated in FIG. It is also preferable that there is. This is because deterioration at the interface of each layer during driving can be suppressed.

上記の場合、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、第2正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp6、第3正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp8、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1としたとき、通常はIp6≦Ip8≦Ip1とされる。中でも、Ip6<Ip8<Ip1であることが好ましい。Ip6およびIp8の差が比較的大きい場合には正孔が輸送され難くなるが、Ip6<Ip8<Ip1となるように第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の間に第3正孔注入輸送層が形成されていることにより、正孔を円滑に輸送することができるからである。また、多少のエネルギー障壁が存在することにより、正孔の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 In the above case, the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the second hole injection transport layer, the third hole injection transport layer, and the hole injection transport layer is as follows. Ip 6 , where the ionization potential of the constituent material of the third hole injection transport layer is Ip 8 , and the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer is Ip 1 , usually Ip 6 ≦ Ip 8 ≦ Ip 1 The Among them, it is preferable that Ip 6 <Ip 8 <Ip 1 . When the difference between Ip 6 and Ip 8 is relatively large, holes are hardly transported, but between the second hole injecting and transporting layer so that Ip 6 <Ip 8 <Ip 1 This is because the holes can be transported smoothly by forming the third hole injecting and transporting layer. In addition, the presence of a slight energy barrier can control the injection of holes and increase the light emission efficiency.

Ip6<Ip8<Ip1の場合、Ip6およびIp8の差、ならびに、Ip8およびIp1の差としては、正孔注入輸送層、第2正孔注入輸送層および第3正孔注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的にはそれぞれ0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ip 6 <Ip 8 <Ip 1 , the difference between Ip 6 and Ip 8 and the difference between Ip 8 and Ip 1 are the hole injection transport layer, the second hole injection transport layer, and the third hole injection. Although it differs depending on the constituent material of the transport layer, specifically, it is preferably set to 0.1 eV or more, and more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.

本実施態様においては、図7に例示するように、電子注入輸送層7および第2電子注入輸送層10の間に第3電子注入輸送層12が形成されていてもよい。
この場合、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3、第3電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp9、第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp7としたとき、図8に例示するようにIp3≧Ip9、Ip9<Ip7であることが好ましい。これにより、電子注入輸送層および第3電子注入輸送層の界面、ならびに、第2電子注入輸送層および陰極の界面での劣化を抑制することができるからである。また、Ip9<Ip7であるので、第2電子注入輸送層の構成材料の選択肢の幅が広くなるからである。
In the present embodiment, as illustrated in FIG. 7, a third electron injection / transport layer 12 may be formed between the electron injection / transport layer 7 and the second electron injection / transport layer 10.
In this case, the electron injecting and transporting layer, the relation of the ionization potential of a constituent material of the third electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, the ionization potential of the constituent material for the electron injecting and transporting layer Ip 3, the third electronic injection When the ionization potential of the constituent material of the transport layer is Ip 9 and the ionization potential of the constituent material of the second electron injection transport layer is Ip 7 , as shown in FIG. 8, Ip 3 ≧ Ip 9 and Ip 9 <Ip 7 Preferably there is. This is because deterioration at the interface between the electron injecting and transporting layer and the third electron injecting and transporting layer and at the interface between the second electron injecting and transporting layer and the cathode can be suppressed. Moreover, since Ip 9 <Ip 7 , the range of options for the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is widened.

Ip9<Ip7の場合、Ip9およびIp7の差としては、第2電子注入輸送層および第3電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜2.0eVの範囲内である。 In the case of Ip 9 <Ip 7 , the difference between Ip 9 and Ip 7 varies depending on the constituent materials of the second electron injection transport layer and the third electron injection transport layer, but specifically 0.1 eV It is preferable to set it as the above, More preferably, it exists in the range of 0.2 eV-2.0 eV.

一方、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、図9に例示するようにIp3≧Ip9≧Ip7であることが好ましい。これにより、駆動中における各層の界面での劣化を抑制することができるからである。 On the other hand, the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the electron injection / transport layer, the third electron injection / transport layer, and the second electron injection / transport layer is Ip 3 ≧ Ip 9 ≧ Ip 7 as illustrated in FIG. preferable. This is because deterioration at the interface of each layer during driving can be suppressed.

上記の場合、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3、第3電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa9、第2電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa7としたとき、通常はEa3≦Ea9≦Ea7とされる。中でも、Ea3<Ea9<Ea7であることが好ましい。Ea3およびEa7の差が比較的大きい場合には電子が輸送され難くなるが、Ea3<Ea9<Ea7となるように電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の間に第3電子注入輸送層が形成されていることにより、電子を円滑に輸送することができるからである。また、多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 In the above case, the electron injecting and transporting layer, the relation of the electron affinity of the constituent material of the third electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer Ea 3, the third electronic When the electron affinity of the constituent material of the injection / transport layer is Ea 9 and the electron affinity of the constituent material of the second electron injection / transport layer is Ea 7 , usually, Ea 3 ≦ Ea 9 ≦ Ea 7 . Among them, it is preferable that Ea 3 <Ea 9 <Ea 7 . When the difference between Ea 3 and Ea 7 is relatively large, electrons are difficult to be transported, but the third electron injection transport layer and the second electron injection transport layer are arranged so that Ea 3 <Ea 9 <Ea 7 . This is because electrons can be transported smoothly by forming the electron injecting and transporting layer. In addition, the presence of a slight energy barrier can control the injection of electrons and increase the light emission efficiency.

Ea3<Ea9<Ea7の場合、Ea3およびEa9の差、ならびに、Ea9およびEa7の差としては、電子注入輸送層、第2電子注入輸送層および第3電子注入輸送層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的にはそれぞれ0.1eV以上とすることが好ましく、より好ましくは0.2eV〜0.5eVの範囲内である。 In the case of Ea 3 <Ea 9 <Ea 7 , the difference between Ea 3 and Ea 9 and the difference between Ea 9 and Ea 7 are the difference between the electron injection transport layer, the second electron injection transport layer, and the third electron injection transport layer. Although it differs depending on the constituent material, specifically, it is preferably 0.1 eV or more, more preferably in the range of 0.2 eV to 0.5 eV.

なお、各層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の測定方法は、上述したとおりである。   In addition, the measuring method of the ionization potential and electron affinity of the constituent material of each layer is as having mentioned above.

2.陽極側発光層
本実施態様における陽極側発光層は、ホスト材料および発光ドーパントを含有し、正孔注入輸送層および中央発光層の間に形成されるものであり、陽極側発光層のホスト材料と正孔注入輸送層の構成材料とが同一であり、陽極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料とが異なるものである。陽極側発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有する。
2. Anode-side light-emitting layer The anode-side light-emitting layer in this embodiment contains a host material and a light-emitting dopant, and is formed between the hole-injecting and transporting layer and the central light-emitting layer. The constituent material of the hole injection transport layer is the same, and the host material of the anode side light emitting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. The anode side light emitting layer has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes.

陽極側発光層のホスト材料としては、正孔注入輸送層の構成材料と同一であればよく、例えば、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料を挙げることができる。   The host material of the anode side light emitting layer may be the same as the constituent material of the hole injecting and transporting layer, and examples thereof include a dye material, a metal complex material, and a polymer material.

色素系材料としては、例えば、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどを挙げることができる。   Examples of dye-based materials include cyclopentadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, triphenylamine derivatives, oxadiazole derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, silole derivatives, thiophene ring compounds, pyridine Examples thereof include a ring compound, a perinone derivative, a perylene derivative, an oligothiophene derivative, a trifumanylamine derivative, a coumarin derivative, an oxadiazole dimer, and a pyrazoline dimer.

金属錯体系材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム金属錯体、プラチナ金属錯体等、中心金属に、Al、Zn、Be、Ir、Pt等、またはTb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子に、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。具体的には、トリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム(Alq3)を用いることができる。 Examples of metal complex materials include aluminum quinolinol complex, benzoquinolinol beryllium complex, benzoxazole zinc complex, benzothiazole zinc complex, azomethyl zinc complex, porphyrin zinc complex, europium complex, iridium metal complex, platinum metal complex, etc. Al, Zn, Be, Ir, Pt, etc., or rare earth metals such as Tb, Eu, Dy, etc., and the ligand has an oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzimidazole, quinoline structure, etc. A metal complex etc. can be mentioned. Specifically, tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq 3 ) can be used.

高分子系材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレノン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体、およびそれらの共重合体等を挙げることができる。また、上記の色素系材料および金属錯体系材料を高分子化したものも挙げられる。   Examples of the polymer material include polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyvinylcarbazole, polyfluorenone derivatives, polyfluorene derivatives, polyquinoxaline derivatives, polydialkylfluorene derivatives, and Examples thereof include copolymers thereof. Moreover, what polymerized said pigment-type material and metal complex-type material is also mentioned.

本実施態様において、陽極側発光層のホスト材料はバイポーラ材料であることが好ましい。
なお、「バイポーラ材料」とは、正孔および電子のいずれをも安定に輸送することができる材料であって、材料に還元性ドーパントをドープしたものを用いて電子のユニポーラデバイスを作製した場合に電子を安定に輸送することができ、かつ、材料に酸化性ドーパントをドープしたものを用いて正孔のユニポーラデバイスを作製した場合に正孔を安定に輸送することができる材料をいう。ユニポーラデバイスを作製する際には、具体的には、還元性ドーパントとして、Csもしくは8−ヒドロキシキノリノラトリチウム(Liq)を材料にドープしたものを用いて電子のユニポーラデバイスを作製し、酸化性ドーパントとしてVもしくはMoOを材料にドープしたものを用いて正孔のユニポーラデバイスを作製することができる。
バイポーラ材料を陽極側発光層に用いることにより、駆動中における各層の界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。
In this embodiment, the host material of the anode side light emitting layer is preferably a bipolar material.
The “bipolar material” is a material that can stably transport both holes and electrons, and when an electron unipolar device is manufactured using a material doped with a reducing dopant. It refers to a material that can transport electrons stably, and can transport holes stably when a unipolar device of holes is manufactured using a material doped with an oxidizing dopant. When producing a unipolar device, specifically, an electron unipolar device is produced using a material doped with Cs or 8-hydroxyquinolinolatolithium (Liq) as a reducing dopant, and is oxidized. A hole unipolar device can be fabricated using a material doped with V 2 O 5 or MoO 3 as a dopant.
This is because the use of the bipolar material for the anode side light emitting layer can effectively suppress the deterioration at the interface of each layer during driving.

バイポーラ材料としては、例えば、ジスチリルアレーン誘導体、多芳香族化合物、芳香族縮合環化合物類、カルバゾール誘導体、複素環化合物等を挙げることができる。具体的には、下記式で示される4,4'-ビス(2,2-ジフェニル-エテン-1-イル)ジフェニル(4,4'-bis(2,2-diphenyl-ethen-1-yl)diphenyl;DPVBi)、4,4'-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル(4,4'-bis(carbazol-9-yl)biphenyl;CBP)、2,2',7,7'-テトラキス(カルバゾール-9-イル)-9,9'-スピロ-ビフルオレン(2,2',7,7'-tetrakis(carbazol-9-yl)-9,9'-spiro-bifluorene;spiro-CBP)、4,4''-ジ(N-カルバゾリル)-2',3',5',6'-テトラフェニル-p-テルフェニル(4,4''-di(N-carbazolyl)-2',3',5',6'-tetraphenyl-p-terphenyl;CzTT)、1,3-ビス(カルバゾール-9-イル)-ベンゼン(1,3-bis(carbazole-9-yl)-benzene;m-CP)、3-tert−ブチル-9,10-ジ(ナフサ-2-イル)アントラセン(3-tert−butyl-9,10-di(naphtha-2-yl)anthracene;TBADN)、およびこれらの誘導体等が挙げられる。   Examples of the bipolar material include a distyrylarene derivative, a polyaromatic compound, an aromatic condensed ring compound, a carbazole derivative, and a heterocyclic compound. Specifically, 4,4′-bis (2,2-diphenyl-ethen-1-yl) diphenyl represented by the following formula (4,4′-bis (2,2-diphenyl-ethen-1-yl) diphenyl (DPVBi), 4,4'-bis (carbazol-9-yl) biphenyl (CBP), 2,2 ', 7,7'-tetrakis ( Carbazol-9-yl) -9,9'-spiro-bifluorene (2,2 ', 7,7'-tetrakis (carbazol-9-yl) -9,9'-spiro-bifluorene; spiro-CBP), 4 , 4 ''-di (N-carbazolyl) -2 ', 3', 5 ', 6'-tetraphenyl-p-terphenyl (4,4' '-di (N-carbazolyl) -2', 3 ' , 5 ', 6'-tetraphenyl-p-terphenyl (CzTT), 1,3-bis (carbazole-9-yl) -benzene (m-CP) 3-tert-butyl-9,10-di (naphtha-2-yl) anthracene (TBADN), and derivatives thereof Can be mentioned.

Figure 2010205434
Figure 2010205434

Figure 2010205434
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なお、上述の手法により正孔および電子の両キャリアの輸送が可能であると確認される材料は、すべて本発明におけるバイポーラ材料として用いることができる。   Any material that is confirmed to be capable of transporting both hole and electron carriers by the above-described method can be used as the bipolar material in the present invention.

陽極側発光層の発光ドーパントは、蛍光発光または燐光発光するものであれば特に限定されるものではない。発光ドーパントとしては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体、イリジウム(Ir)化合物、白金化合物、金化合物、オスミウム化合物、ルテニウム(Ru)化合物、レニウム(Re)化合物等を挙げることができる。より具体的には、2,5,8,11-テトラ-tert-ブチルペリレン(2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylene)(ペリレン誘導体)、2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7,-テトラメチル-1H,5H,11H-10-(2-ベンゾチアゾリル)キノリジノ-[9,9a,1gh]クマリン(C545t)(2,3,6,7-Tetrahydro-1,1,7,7,-tetramethyl-1H,5H,11H-10-(2-benzothiazolyl)quinolizino-[9,9a,1gh]coumarin(C545t))(クマリン誘導体)、(5,6,11,12)-テトラフェニルナフタセン((5,6,11,12)-Tetraphenylnaphthacene)(ルブレン誘導体)、および、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム(III)(Tris(2-phenylpyridine)iridium(III);Ir(ppy)3)、トリス(1-フェニルイソキノリン)イリジウム(III)(Tris(1-phenylisoquinoline)iridium(III);Ir(piq)3)、ビス(3,5-ジフルオロ-2-(2-ピリジル)フェニル-(2-カルボキシピリジル)イリジウム(III)(Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium(III);FIrpic)(イリジウム化合物)が挙げられる。   The light emitting dopant of the anode side light emitting layer is not particularly limited as long as it emits fluorescence or phosphorescence. Examples of the luminescent dopant include perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squalium derivatives, porphyrin derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazoline derivatives, decacyclene, phenoxazone, quinoxaline derivatives, carbazole derivatives, fluorene derivatives, iridium (Ir ) Compounds, platinum compounds, gold compounds, osmium compounds, ruthenium (Ru) compounds, rhenium (Re) compounds, and the like. More specifically, 2,5,8,11-tetra-tert-butylperylene (2,5,8,11-Tetra-tert-butylperylene) (perylene derivative), 2,3,6,7-tetrahydro- 1,1,7,7, -Tetramethyl-1H, 5H, 11H-10- (2-benzothiazolyl) quinolidino- [9,9a, 1gh] coumarin (C545t) (2,3,6,7-Tetrahydro-1 , 1,7,7, -tetramethyl-1H, 5H, 11H-10- (2-benzothiazolyl) quinolizino- [9,9a, 1gh] coumarin (C545t)) (coumarin derivative), (5,6,11,12 ) -Tetraphenylnaphthacene ((5,6,11,12) -Tetraphenylnaphthacene) (rubrene derivative) and Tris (2-phenylpyridine) iridium (III) (Ir) (ppy) 3), Tris (1-phenylisoquinoline) iridium (III); Ir (piq) 3), bis (3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) ) Phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III) (Bis (3,5-difluoro-2- (2-pyridyl) phenyl- (2-carboxypyridyl) iridium (III); FIrpic)) Compound).

ホスト材料および発光ドーパントの電子親和力およびイオン化ポテンシャルの関係としては、ホスト材料の電子親和力をEah、発光ドーパントの電子親和力をEadとしたとき、Eah<Eadであり、かつ、ホスト材料のイオン化ポテンシャルをIph、発光ドーパントのイオン化ポテンシャルをIpdとしたとき、Iph>Ipdであることが好ましい。ホスト材料および発光ドーパントの電子親和力およびイオン化ポテンシャルが上記の関係を満たす場合には、正孔および電子が発光ドーパントにトラップされるので、発光効率を向上させることができるからである。 Regarding the relationship between the electron affinity and ionization potential of the host material and the luminescent dopant, Ea h <Ea d when the electron affinity of the host material is Ea h and the electron affinity of the luminescent dopant is Ea d . the ionization potential Ip h, when the ionization potential of the light-emitting dopant was Ip d, it is preferable that Ip h> Ip d. This is because, when the electron affinity and ionization potential of the host material and the luminescent dopant satisfy the above relationship, holes and electrons are trapped by the luminescent dopant, so that the luminous efficiency can be improved.

ここで、ホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、次のようにして得られる。イオン化ポテンシャルは、UPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)により求める。一方、電子親和力の測定方法としては、まずUPS(紫外光電子分光法)(例えば測定機名「AC−2」理研計器製)によりHOMOエネルギーを求め、次いで光吸収によるエネルギーギャップ測定値と上記HOMOエネルギーから算出する方法を採用する。   Here, the ionization potential and electron affinity of the host material and the light-emitting dopant are obtained as follows. The ionization potential is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, measuring instrument name “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.). On the other hand, as a method for measuring electron affinity, first, HOMO energy is obtained by UPS (ultraviolet photoelectron spectroscopy) (for example, “AC-2” manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.), and then an energy gap measurement value by light absorption and the above HOMO energy. The method of calculating from is adopted.

陽極側発光層では、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に一定であってもよく、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に分布を有していてもよい。   In the anode side light emitting layer, the light emitting dopant concentration may be constant in the layer thickness direction, and the light emitting dopant concentration may have a distribution in the layer thickness direction.

陽極側発光層は、2種類以上の発光ドーパントを含有していてもよい。例えば、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用いる場合、陽極側発光層に2種類の発光ドーパントを含有させ、中央発光層に1種類の発光ドーパントを含有させて、3種類の発光ドーパントをそれぞれ発光させることにより、白色光を得ることができる。また例えば、ホスト材料と発光ドーパントとの励起エネルギーの差が比較的大きい場合には、ホスト材料および発光ドーパントの励起エネルギーの中間に励起エネルギーをもつ発光ドーパントをさらに含有させることにより、エネルギー移動を円滑に起こさせることができ、発光効率を向上させることができる。さらに例えば、電子よりも正孔を輸送しやすい発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい発光ドーパントとを含有させることにより、陽極側発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることができ、発光効率を向上させることができる。   The anode side light emitting layer may contain two or more kinds of light emitting dopants. For example, when three types of light emitting dopants of red, blue, and green corresponding to the three primary colors of light are used, two types of light emitting dopants are included in the anode side light emitting layer, and one type of light emitting dopant is included in the central light emitting layer. White light can be obtained by causing each of the three light emitting dopants to emit light. In addition, for example, when the difference in excitation energy between the host material and the luminescent dopant is relatively large, energy transfer is facilitated by further adding a luminescent dopant having an excitation energy between the excitation energy of the host material and the luminescent dopant. The luminous efficiency can be improved. Furthermore, for example, by containing a luminescent dopant that easily transports holes rather than electrons and a luminescent dopant that easily transports electrons rather than holes, the hole and electrons injected into the anode side light emitting layer are balanced. And the luminous efficiency can be improved.

陽極側発光層が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合、各発光ドーパントがそれぞれ発光してもよく、1種類のみが発光してもよい。発光ドーパントの励起エネルギーの大小、分布状態、および濃度により、1種類もしくはそれぞれの発光ドーパントの発光が得られる。
中でも、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用いて白色光を得る場合には、陽極側発光層に2種類の発光ドーパントを含有させ、中央発光層に1種類の発光ドーパントを含有させて、3種類の発光ドーパントをそれぞれ発光させることが好ましい。
When the anode side light emitting layer contains two or more kinds of light emitting dopants, each light emitting dopant may emit light or only one kind may emit light. Depending on the magnitude, distribution state, and concentration of the excitation energy of the luminescent dopant, light emission of one or each luminescent dopant can be obtained.
In particular, when white light is obtained using three types of red, blue, and green light emitting dopants corresponding to the three primary colors of light, the anode side light emitting layer contains two types of light emitting dopants, and the central light emitting layer has one type. It is preferable that each of the three types of light-emitting dopants emit light.

陽極側発光層が、第1発光ドーパントと、ホスト材料の励起エネルギーよりも小さく、第1発光ドーパントの励起エネルギーよりも大きい励起エネルギーをもつ第2発光ドーパントとを含有する場合、第1発光ドーパントおよび第2発光ドーパントとしては、上述の発光ドーパントの中から適宜選択して用いることができる。例えば、ホスト材料として緑色発光するAlq3を用い、第1発光ドーパントとして赤色発光するDCMを用いる場合、第2発光ドーパントとして黄色発光するルブレンを用いることにより、Alq3(ホスト材料)→ルブレン(第2発光ドーパント)→DCM(第1発光ドーパント)の順に円滑にエネルギー移動を起こさせることができる。 When the anode side light emitting layer contains a first light emitting dopant and a second light emitting dopant having an excitation energy smaller than the excitation energy of the host material and larger than the excitation energy of the first light emitting dopant, the first light emitting dopant and As a 2nd light emission dopant, it can select from the above-mentioned light emission dopant suitably, and can be used. For example, when Alq 3 that emits green light is used as the host material and DCM that emits red light is used as the first light emitting dopant, by using rubrene that emits yellow light as the second light emitting dopant, Alq 3 (host material) → rubrene (first Energy transfer can be caused smoothly in the order of two light emitting dopants) → DCM (first light emitting dopant).

陽極側発光層が、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合、第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントとしては、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料、ならびに陽極側発光層のホスト材料の組み合わせに応じて、上述の発光ドーパントの中から適宜選択して用いることができる。例えば、正孔注入輸送層および電子注入輸送層にTBADNを用い、陽極側発光層のホスト材料にCBP、発光ドーパントにルブレンを用いた場合、ルブレンは電子よりも正孔を輸送しやすい発光ドーパントとなる。また例えば、正孔注入輸送層および電子注入輸送層にTBADNを用い、陽極側発光層のホスト材料にCBP、発光ドーパントにアントラセンジアミンを用いた場合、アントラセンジアミンは正孔よりも電子を輸送しやすい発光ドーパントとなる。   When the anode side light emitting layer contains a third light emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a fourth light emitting dopant that easily transports electrons than holes, the third light emitting dopant and the fourth light emitting dopant Can be used by appropriately selecting from the above-mentioned light emitting dopants according to the combination of the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer. For example, when TBADN is used for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, CBP is used for the host material of the anode side light emitting layer, and rubrene is used for the light emitting dopant, rubrene is a light emitting dopant that easily transports holes rather than electrons. Become. For example, when TBADN is used for the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer, CBP is used for the host material of the anode side light emitting layer, and anthracenediamine is used for the light emitting dopant, anthracene diamine is easier to transport electrons than holes. It becomes a luminescent dopant.

なお、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陽極側発光層が、電子よりも正孔を輸送しやすいものであるか、正孔よりも電子を輸送しやすいものであるかは、ホスト材料と単一の発光ドーパントとを含有する陽極側発光層を有する有機EL素子の発光スペクトルの放射パターンの角度依存性を評価することにより確認することができる。すなわち、発光スペクトルの波長、材料の屈折率、有機EL素子にて陽極側発光層から光が取り出されるまでの光路長、および放射パターンの角度依存性から確認することができる。   Note that whether the anode-side light-emitting layer containing the host material and the light-emitting dopant is more likely to transport holes than electrons or whether it is easier to transport electrons than holes is a single thing with the host material. This can be confirmed by evaluating the angular dependence of the radiation pattern of the emission spectrum of the organic EL device having the anode side light emitting layer containing the light emitting dopant. That is, it can be confirmed from the wavelength of the emission spectrum, the refractive index of the material, the optical path length until light is extracted from the anode side light emitting layer by the organic EL element, and the angle dependency of the radiation pattern.

陽極側発光層が、電子よりも正孔を輸送しやすい第3発光ドーパントと、正孔よりも電子を輸送しやすい第4発光ドーパントとを含有する場合、ドープ領域内での第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度はそれぞれ、層の厚み方向に一定であってもよく、層の厚み方向に分布を有していてもよい。通常は、陽極側発光層内での第3発光ドーパントおよび第4発光ドーパントの濃度はそれぞれ、層の厚み方向に一定とされる。   When the anode side light emitting layer contains a third light emitting dopant that easily transports holes rather than electrons and a fourth light emitting dopant that easily transports electrons than holes, the third light emitting dopant in the doped region and Each concentration of the fourth light emitting dopant may be constant in the thickness direction of the layer, or may have a distribution in the thickness direction of the layer. Usually, the concentration of the third light-emitting dopant and the fourth light-emitting dopant in the anode side light-emitting layer is fixed in the thickness direction of the layer.

陽極側発光層は、発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。   The anode side light emitting layer preferably has one or more doped regions containing a light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing a light emitting dopant.

図10(a)に示す例においては、陽極側発光層5aがドープ領域21とノンドープ領域22とを有し、ノンドープ領域22が中央発光層6側に配置されている。例えば陽極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、陽極側発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることにより、上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。具体的には、陽極側発光層および中央発光層が互いに異なる色を発する発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントがそれぞれ発光することで白色光を得る場合には、陽極側発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることが好ましい。また、陽極側発光層および中央発光層のうち、一方が蛍光発光ドーパントを含有し、他方が燐光発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントをそれぞれ発光させる場合にも、陽極側発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることが好ましい。   In the example shown in FIG. 10A, the anode side light emitting layer 5a has a doped region 21 and a non-doped region 22, and the non-doped region 22 is disposed on the central light emitting layer 6 side. For example, when energy transfer can occur between the light emitting dopant in the anode side light emitting layer and the light emitting dopant in the center light emitting layer, by providing a non-doped region at the interface between the anode side light emitting layer and the central light emitting layer, The energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved. Specifically, when the anode side light emitting layer and the central light emitting layer contain light emitting dopants that emit different colors, and each light emitting dopant emits light to obtain white light, the anode side light emitting layer and the center light emitting layer It is preferable that a non-doped region is provided at the interface of the light emitting layer. In addition, when one of the anode side light emitting layer and the central light emitting layer contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant, each of the light emitting dopants emits light, respectively. It is preferable that a non-doped region is provided at the interface of the light emitting layer.

図10(b)に示す例においては、陽極側発光層5aが2箇所のドープ領域21a、21bと1箇所のノンドープ領域22とを有し、2箇所のドープ領域21a、21bの間にノンドープ領域22が配置されている。例えばドープ領域21a中の発光ドーパントおよびドープ領域21b中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、2つのドープ領域21a,21bの間にノンドープ領域22が配置されていることにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。具体的には、2つのドープ領域が互いに異なる色を発する発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントがそれぞれ発光することで白色光を得る場合には、2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることが好ましい。また、2つのドープ領域のうち、一方が蛍光発光ドーパントを含有し、他方が燐光発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントをそれぞれ発光させる場合にも、2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることが好ましい。   In the example shown in FIG. 10B, the anode side light emitting layer 5a has two doped regions 21a and 21b and one non-doped region 22, and a non-doped region between the two doped regions 21a and 21b. 22 is arranged. For example, in the case where energy transfer can occur between the light-emitting dopant in the doped region 21a and the light-emitting dopant in the doped region 21b, the non-doped region 22 is disposed between the two doped regions 21a and 21b, so that the above energy is obtained. It is difficult to cause movement and light emission efficiency can be improved. Specifically, when the two doped regions contain light emitting dopants that emit different colors, and each light emitting dopant emits light to obtain white light, a non-doped region between the two doped regions. Is preferably arranged. In addition, when one of the two doped regions contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant, and each of the light emitting dopants emits light, the non-doped region is located between the two doped regions. Is preferably arranged.

このように、陽極側発光層がノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。   Thus, luminous efficiency can be improved because the anode side light emitting layer has a non-doped region.

なお、発光ドーパントを含有しないノンドープ領域とは、実質的に発光ドーパントを含有しない領域をいう。具体的には、ノンドープ領域とは、ホスト材料および発光ドーパントを共蒸着させて発光層を成膜する際に、発光ドーパントの蒸着源のシャッターを閉じることにより形成される領域をいう。また、ノンドープ領域の厚みが10nm以上である場合、ノンドープ領域とは、隣接するドープ領域中の発光ドーパントの含有量を100%としたときに、発光ドーパントの含有量が10%以下、好ましくは5%以下、さらに好ましくは1%以下である領域を有する領域をいう。   Note that the non-doped region that does not contain a light-emitting dopant means a region that does not substantially contain a light-emitting dopant. Specifically, a non-doped region refers to a region formed by closing a shutter of a light emitting dopant deposition source when a host material and a light emitting dopant are co-evaporated to form a light emitting layer. Further, when the thickness of the non-doped region is 10 nm or more, the non-doped region means that the content of the light-emitting dopant is 10% or less, preferably 5 when the content of the light-emitting dopant in the adjacent doped region is 100%. % Or less, more preferably 1% or less.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置としては、陽極側発光層が1箇所以上のドープ領域と1箇所以上のノンドープ領域とを有するような配置であれば特に限定されるものではない。例えば、図10(a)に示すように陽極側発光層5aが中央発光層6側にノンドープ領域22を有していてもよく、図10(b)に示すように陽極側発光層5aが2箇所のドープ領域21a,21bに挟まれたノンドープ領域22を有していてもよい。また、図示しないが、陽極側発光層が2箇所のドープ領域と2箇所のノンドープ領域とを有し、ドープ領域とノンドープ領域とが交互に配置されていてもよい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is not particularly limited as long as the anode side light emitting layer has an arrangement of one or more doped regions and one or more non-doped regions. For example, as shown in FIG. 10A, the anode side light emitting layer 5a may have a non-doped region 22 on the central light emitting layer 6 side, and as shown in FIG. You may have the non-dope area | region 22 pinched | interposed into the some dope area | regions 21a and 21b. Although not shown, the anode side light emitting layer may have two doped regions and two non-doped regions, and the doped regions and the non-doped regions may be alternately arranged.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置は、発光ドーパントのエネルギー遷移を考慮して適宜選択される。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is appropriately selected in consideration of the energy transition of the luminescent dopant.

ノンドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1〜2箇所程度とされる。一方、ドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1〜2箇所程度とされる。   The number of non-doped regions may be one or more, but is usually about 1-2. On the other hand, the number of doped regions may be one or more, but is usually about 1-2.

ドープ領域は、ホスト材料および発光ドーパントを含有する領域であればよく、ドープ領域では、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に一定であってもよく、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に分布を有していてもよい。通常は、ドープ領域では、発光ドーパント濃度が層の厚み方向に一定とされる。   The doped region may be a region containing a host material and a luminescent dopant. In the doped region, the luminescent dopant concentration may be constant in the layer thickness direction, and the luminescent dopant concentration has a distribution in the layer thickness direction. You may do it. Usually, in the doped region, the luminescent dopant concentration is constant in the thickness direction of the layer.

上述したように、陽極側発光層は2種類以上の発光ドーパントを含有していてもよいが、この場合、例えば、1箇所のドープ領域が2種類以上の発光ドーパントを含有していてもよく、2箇所のドープ領域が互いに異なる種類の発光ドーパントを含有していてもよい。   As described above, the anode side light emitting layer may contain two or more kinds of light emitting dopants. In this case, for example, one doped region may contain two or more kinds of light emitting dopants, The two doped regions may contain different types of light emitting dopants.

2箇所のドープ領域が互いに異なる種類の発光ドーパントを含有する場合であって、例えば、光の三原色に対応する赤・青・緑の3種類の発光ドーパントを用い、陽極側発光層の2箇所のドープ領域をそれぞれ1種類の発光ドーパントを含有するものとし、中央発光層を1種類の発光ドーパントを含有するものとする場合には、陽極側発光層にて2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることにより、発光ドーパント間のエネルギー移動を抑制して、発光ドーパントをそれぞれ発光させることができ、発光効率を向上させるともに、白色光を得ることができる。   In the case where the two doped regions contain different types of light emitting dopants, for example, three types of light emitting dopants of red, blue, and green corresponding to the three primary colors of light are used. When each of the doped regions contains one type of light emitting dopant and the central light emitting layer contains one type of light emitting dopant, the non-doped region between the two doped regions in the anode side light emitting layer Is arranged, the energy transfer between the light-emitting dopants can be suppressed, the light-emitting dopants can each emit light, and the light emission efficiency can be improved and white light can be obtained.

陽極側発光層の厚みとしては、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されるものではなく、例えば1nm〜200nm程度で設定することができる。中でも、陽極側発光層の厚みを厚くすることによって、正孔および電子の注入バランスを向上させることで発光効率を高めるには、陽極側発光層の厚みが3nm〜100nmの範囲内であることが好ましく、より好ましくは5nm〜80nmの範囲内である。   The thickness of the anode side light emitting layer is not particularly limited as long as it can provide a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes, and is, for example, about 1 nm to 200 nm. Can be set. In particular, the thickness of the anode side light emitting layer is in the range of 3 nm to 100 nm in order to improve the light emission efficiency by increasing the injection balance of holes and electrons by increasing the thickness of the anode side light emitting layer. More preferably, it is in the range of 5 nm to 80 nm.

陽極側発光層がドープ領域とノンドープ領域とを有する場合、ノンドープ領域の厚みは、均一な膜が成膜可能であり、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現するドープ領域を確保することが可能な厚みであれば特に限定されるものではない。具体的には、ノンドープ領域の厚みは、0.1nm〜30nm程度であることが好ましく、より好ましくは0.5nm〜20nmの範囲内、さらに好ましくは0.8nm〜15nmの範囲内である。   When the anode side emission layer has a doped region and a non-doped region, the thickness of the non-doped region can form a uniform film, providing a field for recombination of electrons and holes to emit light The thickness is not particularly limited as long as it can secure a doped region to be formed. Specifically, the thickness of the non-doped region is preferably about 0.1 nm to 30 nm, more preferably in the range of 0.5 nm to 20 nm, and still more preferably in the range of 0.8 nm to 15 nm.

陽極側発光層の成膜方法としては、ホスト材料および発光ドーパントを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。この際、発光ドーパントの蒸着源のシャッターを開閉したり、発光ドーパントの蒸着速度を制御したりすることにより、ドープ領域およびノンドープ領域を有する陽極側発光層を形成することができる。
また、溶液からの塗布で薄膜形成が可能な場合には、スピンコート法やディップコート法等を用いることができる。この場合、ホスト材料および発光ドーパントを不活性なポリマー中に分散して用いてもよい。
As a method for forming the anode side light emitting layer, a method of co-evaporating a host material and a light emitting dopant is preferably used. At this time, an anode-side light emitting layer having a doped region and a non-doped region can be formed by opening and closing a shutter of the light emitting dopant vapor deposition source or controlling the vapor deposition rate of the light emitting dopant.
In addition, when a thin film can be formed by application from a solution, a spin coating method, a dip coating method, or the like can be used. In this case, the host material and the luminescent dopant may be dispersed in an inert polymer.

また、陽極側発光層中の発光ドーパント濃度に分布をつける場合には、例えば、ホスト材料および発光ドーパントの蒸着速度を連続的または周期的に変化させる方法を用いることができる。   Moreover, when giving distribution to the light emission dopant density | concentration in an anode side light emitting layer, the method of changing the vapor deposition rate of host material and a light emission dopant continuously or periodically can be used, for example.

3.中央発光層
本実施態様における中央発光層は、陽極側発光層および電子注入輸送層の間に形成されるものであり、中央発光層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料は異なり、中央発光層の構成材料および正孔注入輸送層の構成材料も異なるものである。中央発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有する。
3. Central light-emitting layer The central light-emitting layer in this embodiment is formed between the anode-side light-emitting layer and the electron-injecting and transporting layer. The constituent material of the central light-emitting layer and the host material of the anode-side light-emitting layer are different, and the central light-emitting layer The constituent material of the layer and the constituent material of the hole injecting and transporting layer are also different. The central light emitting layer has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes.

中央発光層の構成材料としては、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料を挙げることができる。なお、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料については、上記陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Examples of the constituent material of the central light emitting layer include a dye material, a metal complex material, and a polymer material. In addition, since it described in the item of the said anode side light emitting layer about the pigment | dye type | system | group material, a metal complex type | system | group material, and a polymeric material, description here is abbreviate | omitted.

また、中央発光層の構成材料はバイポーラ材料であってもよい。バイポーラ材料を中央発光層に用いることにより、駆動中における各層の界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。なお、バイポーラ材料については、上記陽極側発光層の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。   Further, the constituent material of the central light emitting layer may be a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the central light emitting layer can effectively suppress the deterioration at the interface of each layer during driving. Since the bipolar material is described in detail in the section of the anode side light emitting layer, description thereof is omitted here.

中央発光層中には、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的で、蛍光発光または燐光発光する発光ドーパントを添加してもよい。すなわち、中央発光層は、上記の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、バイポーラ材料等のホスト材料と、発光ドーパントとを含有するものであってもよい。なお、発光ドーパントについては、上記陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   In the central light emitting layer, a light emitting dopant that emits fluorescent light or phosphorescent light may be added for the purpose of improving the light emission efficiency and changing the light emission wavelength. That is, the central light-emitting layer may contain a host material such as the above-described dye-based material, metal complex-based material, polymer-based material, or bipolar material, and a light-emitting dopant. In addition, since it described in the term of the said anode side light emitting layer about the light emission dopant, description here is abbreviate | omitted.

中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合、中央発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とが同一であることが好ましい。電子注入輸送層から中央側発光層への電子注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。   When the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, it is preferable that the host material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are the same. This is because the electron injection barrier from the electron injection transport layer to the central light emitting layer is eliminated, and the drive voltage can be lowered.

一方、後述のように、正孔注入輸送層および電子注入輸送層が同一のバイポーラ材料を含有する場合には、正孔注入輸送層の構成材料と中央発光層の構成材料とは異なることから、中央発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とは異なるものとなる。   On the other hand, as described later, when the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer contain the same bipolar material, the constituent material of the hole injecting and transporting layer is different from the constituent material of the central light emitting layer, The host material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are different.

なお、中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合において、ホスト材料および発光ドーパントの電子親和力およびイオン化ポテンシャルの関係、中央発光層中の発光ドーパント濃度、ならびに、中央発光層が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合については、上記陽極側発光層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the case where the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, the relationship between the electron affinity and ionization potential of the host material and the light emitting dopant, the light emitting dopant concentration in the central light emitting layer, and the central light emitting layer include two or more kinds of the central light emitting layer. Since the case of containing a light emitting dopant is the same as that described in the section of the anode side light emitting layer, the description thereof is omitted here.

中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合、中央発光層は、発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。   When the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, the central light emitting layer preferably has one or more doped regions containing a light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing a light emitting dopant.

図11(a)に示す例においては、中央発光層6がドープ領域21とノンドープ領域22とを有し、ノンドープ領域22が陽極側発光層5a側に配置されている。例えば陽極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、陽極側発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることにより、上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。   In the example shown in FIG. 11A, the central light emitting layer 6 has a doped region 21 and a non-doped region 22, and the non-doped region 22 is disposed on the anode light emitting layer 5a side. For example, when energy transfer can occur between the light emitting dopant in the anode side light emitting layer and the light emitting dopant in the center light emitting layer, by providing a non-doped region at the interface between the anode side light emitting layer and the central light emitting layer, The energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved.

図11(b)に示す例においては、中央発光層6がドープ領域21とノンドープ領域22とを有し、ノンドープ領域22が電子注入輸送層7側に配置されている。例えば中央発光層6中の発光ドーパントから電子注入輸送層7の構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、中央発光層6が電子注入輸送層7側にノンドープ領域22を有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。   In the example shown in FIG. 11B, the central light emitting layer 6 has a doped region 21 and a non-doped region 22, and the non-doped region 22 is disposed on the electron injection / transport layer 7 side. For example, in the case where energy transfer can occur from the light emitting dopant in the central light emitting layer 6 to the constituent material of the electron injection transport layer 7, the central light emission layer 6 has the non-doped region 22 on the electron injection transport layer 7 side, so that the energy transfer is performed. Can be prevented and the luminous efficiency can be improved.

図11(c)に示す例においては、中央発光層6が2箇所のドープ領域21a、21bと1箇所のノンドープ領域22とを有し、2箇所のドープ領域21a、21bの間にノンドープ領域22が配置されている。例えばドープ領域21a中の発光ドーパントおよびドープ領域21b中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、2つのドープ領域21a,21bの間にノンドープ領域22が配置されていることにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。   In the example shown in FIG. 11C, the central light emitting layer 6 has two doped regions 21a and 21b and one non-doped region 22, and the non-doped region 22 is provided between the two doped regions 21a and 21b. Is arranged. For example, in the case where energy transfer can occur between the light-emitting dopant in the doped region 21a and the light-emitting dopant in the doped region 21b, the non-doped region 22 is disposed between the two doped regions 21a and 21b, so that the above energy is obtained. It is difficult to cause movement and light emission efficiency can be improved.

このように、中央発光層がノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。   Thus, luminous efficiency can be improved because the central light emitting layer has a non-doped region.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置としては、中央発光層が1箇所以上のドープ領域と1箇所以上のノンドープ領域とを有するような配置であれば特に限定されるものではない。例えば、図11(a)に示すように中央発光層6が陽極側発光層5a側にノンドープ領域22を有していてもよく、図11(b)に示すように中央発光層6が電子注入輸送層7側にノンドープ領域22を有していてもよく、図11(c)に示すように中央発光層6が2箇所のドープ領域21a,21bに挟まれたノンドープ領域22を有していてもよい。また、図示しないが、中央発光層が2箇所のドープ領域と3箇所のノンドープ領域とを有し、ドープ領域とノンドープ領域とが交互に配置されていてもよい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is not particularly limited as long as the central light emitting layer has one or more doped regions and one or more non-doped regions. For example, the central light emitting layer 6 may have a non-doped region 22 on the anode side light emitting layer 5a side as shown in FIG. 11A, and the central light emitting layer 6 has electron injection as shown in FIG. A non-doped region 22 may be provided on the transport layer 7 side, and as shown in FIG. 11C, the central light emitting layer 6 has a non-doped region 22 sandwiched between two doped regions 21a and 21b. Also good. Although not shown, the central light emitting layer may have two doped regions and three non-doped regions, and the doped regions and the non-doped regions may be alternately arranged.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置は、発光ドーパントのエネルギー遷移を考慮して適宜選択される。中でも、正孔および電子の注入バランスがとれるように、ドープ領域およびノンドープ領域の配置を適宜選択することが好ましい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is appropriately selected in consideration of the energy transition of the luminescent dopant. Among them, it is preferable to appropriately select the arrangement of the doped region and the non-doped region so that the injection balance of holes and electrons can be obtained.

図11(b)に例示する有機EL素子においては、中央発光層6が電子注入輸送層7側にノンドープ領域22を有するので、電子注入輸送層および中央発光層の界面で発光ドーパントが電子注入を阻害することがなく、電子注入輸送層から中央発光層への電子注入を良好なものとすることができる。
ここで、本実施態様においては、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係がIp2≧Ip3であり、中央発光層に注入された正孔が対極へ突き抜けるのを防止するブロッキング層が設けられていないため、従来のブロッキング層を有する有機EL素子と同じようにして、発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることは困難である。
これに対して、図11(b)に例示する有機EL素子においては、中央発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、発光ドーパントによる電荷のトラップを制御することができ、高効率な素子を得ることができる。例えば、発光ドーパントが電子よりも正孔を輸送しやすいものである場合には、正孔の注入が過剰になる傾向がある。この場合には、中央発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。これは、中央発光層の電子注入輸送層側(陰極側)にノンドープ領域を設け、中央発光層の陽極発光層側(陽極側)にドープ領域を設けることにより、陽極から中央発光層に注入された正孔が、中央発光層中でより多く発光ドーパントにトラップされ、特に陽極側でより多く発光ドーパントにトラップされて、陰極へ突き抜けるのを防止しているためであると思料される。すなわち、中央発光層が電子注入輸送層側にノンドープ領域を有する場合には、正孔の注入が過剰である場合に有用である。
In the organic EL element illustrated in FIG. 11B, since the central light emitting layer 6 has the non-doped region 22 on the electron injection transport layer 7 side, the light emitting dopant performs electron injection at the interface between the electron injection transport layer and the central light emission layer. Electron injection from the electron injecting and transporting layer to the central light emitting layer can be improved without hindering.
Here, in this embodiment, the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the central light emitting layer and the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 3 , and the holes injected into the central light emitting layer are prevented from penetrating to the counter electrode. Since the blocking layer to be provided is not provided, it is difficult to balance the holes and electrons injected into the light emitting layer in the same manner as an organic EL element having a conventional blocking layer.
On the other hand, in the organic EL element illustrated in FIG. 11B, the central light emitting layer has a non-doped region on the electron injecting and transporting layer side, whereby charge trapping by the light emitting dopant can be controlled. An efficient element can be obtained. For example, when the luminescent dopant is more likely to transport holes than electrons, hole injection tends to be excessive. In this case, since the central light emitting layer has a non-doped region on the electron injecting and transporting layer side, the light emission efficiency can be improved. This is injected from the anode into the central light emitting layer by providing a non-doped region on the electron injection transport layer side (cathode side) of the central light emitting layer and providing a doped region on the anode light emitting layer side (anode side) of the central light emitting layer. It is thought that this is because more holes are trapped by the light-emitting dopant in the central light-emitting layer, and more trapped by the light-emitting dopant, particularly on the anode side, and do not penetrate into the cathode. That is, when the central light emitting layer has a non-doped region on the electron injecting and transporting layer side, it is useful when hole injection is excessive.

ノンドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1〜3箇所程度とされる。一方、ドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1〜2箇所程度とされる。   The number of non-doped regions may be one or more, but is usually about 1-3. On the other hand, the number of doped regions may be one or more, but is usually about 1-2.

なお、ドープ領域およびノンドープ領域のその他の点については、上記陽極側発光層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Since the other points of the doped region and the non-doped region are the same as those described in the section of the anode side light emitting layer, description thereof is omitted here.

中央発光層もホスト材料および発光ドーパントを含有する場合、陽極側発光層および中央発光層は異なる種類の発光ドーパントを含有することが好ましい。陽極側発光層および中央発光層を積層することで、陽極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制し、陽極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの両方を光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   When the central light emitting layer also contains a host material and a light emitting dopant, the anode side light emitting layer and the central light emitting layer preferably contain different types of light emitting dopants. By laminating the anode side light emitting layer and the central light emitting layer, energy transfer between the light emitting dopant in the anode side light emitting layer and the light emitting dopant in the center light emitting layer is suppressed, and the light emitting dopant and center in the anode side light emitting layer are suppressed. This is because both of the light-emitting dopant in the light-emitting layer can be illuminated, so that the luminous efficiency can be increased and a desired emission color can be obtained.

中でも、陽極側発光層および中央発光層のうち、すなわち複数層の発光層のうち、一方が蛍光発光ドーパントを含有し、他方が燐光発光ドーパントを含有することが好ましい。単一の発光層内に蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントが含まれる場合には、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こるおそれがあるが、陽極側発光層および中央発光層のうち、一方に蛍光発光ドーパントを含有させ、他方に燐光発光ドーパントを含有させることで、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動を抑制し、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの両方を光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   Among them, it is preferable that one of the anode side light emitting layer and the central light emitting layer, that is, a plurality of light emitting layers, contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant. When a fluorescent light emitting dopant and a phosphorescent light emitting dopant are contained in a single light emitting layer, energy transfer may occur between the fluorescent light emitting dopant and the phosphorescent light emitting dopant. Of the anode side light emitting layer and the central light emitting layer, By adding a fluorescent dopant in one and a phosphorescent dopant in the other, energy transfer can be suppressed between the fluorescent dopant and the phosphorescent dopant, and both the fluorescent dopant and the phosphorescent dopant can be emitted. This is because the emission efficiency can be increased and a desired emission color can be obtained.

陽極側発光層および中央発光層が異なる種類の発光ドーパントを含有する場合、異なる種類の発光ドーパントの発光色は同じであってもよく異なっていてもよい。中でも、異なる種類の発光ドーパントの発光色は異なることが好ましい。陽極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの両方を光らせることにより、所望の発光色を得ることができるからである。   When the anode side light emitting layer and the central light emitting layer contain different kinds of light emitting dopants, the light emitting colors of the different kinds of light emitting dopants may be the same or different. Especially, it is preferable that the luminescent color of a different kind of light emission dopant differs. It is because a desired luminescent color can be obtained by making both the luminescent dopant in the anode side luminescent layer and the luminescent dopant in the central luminescent layer shine.

本実施態様において、白色光を得る場合には、陽極側発光層および中央発光層に異なる種類の発光ドーパントを含有させることが好ましい。例えば、赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパント、青色・黄色の2種類の発光ドーパント、水色・橙色の2種類の発光ドーパント、緑色・紫色の2種類の発光ドーパントの組み合わせを挙げることができる。中でも、赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いることが好ましい。   In this embodiment, when obtaining white light, it is preferable to contain different kinds of light emitting dopants in the anode side light emitting layer and the central light emitting layer. For example, a combination of three types of luminescent dopants of red, blue, and green, two types of luminescent dopants of blue and yellow, two types of luminescent dopants of light blue and orange, and two types of luminescent dopants of green and purple can be given. . Among these, it is preferable to use three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green.

赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いる場合、上述したように、陽極側発光層および中央発光層のうち、一方が蛍光発光ドーパントを含有し、他方が燐光発光ドーパントを含有することが好ましいことから、例えば、一方に青色蛍光発光ドーパントを含有させ、他方に赤色燐光発光ドーパントおよび緑色蛍光発光ドーパントを含有させる、あるいは、一方に赤色蛍光発光ドーパントを含有させ、他方に青色燐光発光ドーパントおよび緑色蛍光発光ドーパントを含有させることが好ましい。   When three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green are used, as described above, one of the anode side light emitting layer and the central light emitting layer may contain a fluorescent light emitting dopant and the other may contain a phosphorescent light emitting dopant. From preferred, for example, one contains a blue fluorescent dopant and the other contains a red phosphorescent dopant and a green fluorescent dopant, or one contains a red fluorescent dopant and the other contains a blue phosphorescent dopant and It is preferable to contain a green fluorescent luminescent dopant.

なお、中央発光層の厚みについては、上記陽極側発光層の厚みと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Since the thickness of the central light emitting layer is the same as the thickness of the anode side light emitting layer, description thereof is omitted here.

中央発光層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。
なお、ホスト材料および発光ドーパントを含有する中央発光層の成膜方法については、上記陽極側発光層の成膜方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
As a method for forming the central light emitting layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an ink jet method, a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method, a blade coating method, a roll Examples thereof include wet methods such as a coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.
Note that the method for forming the central light emitting layer containing the host material and the light emitting dopant is the same as the method for forming the anode side light emitting layer, and thus the description thereof is omitted here.

また、中央発光層中の発光ドーパント濃度に分布をつける場合には、例えば、ホスト材料および発光ドーパントの蒸着速度を連続的または周期的に変化させる方法を用いることができる。   Further, in the case of providing a distribution of the light emitting dopant concentration in the central light emitting layer, for example, a method of changing the deposition rate of the host material and the light emitting dopant continuously or periodically can be used.

4.正孔注入輸送層
本実施態様に用いられる正孔注入輸送層は、陽極および陽極側発光層の間に形成されるものであり、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料は同一であり、正孔注入輸送層の構成材料および中央発光層の構成材料は異なるものである。正孔注入輸送層は、陽極から陽極側発光層に正孔を安定に注入または輸送する機能を有する。
4). Hole Injecting and Transporting Layer The hole injecting and transporting layer used in this embodiment is formed between the anode and the anode-side light emitting layer, and the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode-side emitting layer Are the same, and the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. The hole injecting and transporting layer has a function of stably injecting or transporting holes from the anode to the anode side light emitting layer.

正孔注入輸送層としては、正孔注入機能を有する正孔注入層、および正孔輸送機能を有する正孔輸送層のいずれか一方であってもよく、あるいは、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。   The hole injection transport layer may be either a hole injection layer having a hole injection function and a hole transport layer having a hole transport function, or may be a hole injection function and a hole transport. It may be a single layer having both functions.

正孔注入輸送層の構成材料としては、陽極から注入された正孔を安定に陽極側発光層へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記陽極側発光層のホスト材料に例示したものを用いることができる。   The constituent material of the hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it is a material that can stably transport holes injected from the anode to the anode side light emitting layer. What was illustrated to material can be used.

中でも、正孔注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を正孔注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。なお、バイポーラ材料については、上記陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Among these, the constituent material of the hole injecting and transporting layer is preferably a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the hole injecting and transporting layer can effectively suppress deterioration at the layer interface during driving. In addition, since it described in the term of the said anode side light emitting layer about the bipolar material, description here is abbreviate | omitted.

正孔注入輸送層および後述の電子注入輸送層がバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。
中でも、正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料は、同一であることが好ましい。これらのバイポーラ材料が同一であれば、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、これらの層が劣化しにくくなるからである。また、真空蒸着法等によりこれらの層を成膜する場合には、共通の蒸着源を用いることができ、製造工程上有利である。
一方、上述したように、中央発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とが同一である場合には、正孔注入輸送層の構成材料と中央発光層の構成材料とは異なることから、正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料は異なるものとなる。
When the hole injecting and transporting layer and the later-described electron injecting and transporting layer contain bipolar materials, the bipolar materials contained in these layers may be the same or different.
Especially, it is preferable that the bipolar material contained in a positive hole injection transport layer and an electron injection transport layer is the same. This is because, if these bipolar materials are the same, even if holes penetrate into the electron injecting and transporting layer and electrons penetrate into the hole injecting and transporting layer, these layers are not easily deteriorated. Moreover, when forming these layers by a vacuum evaporation method etc., a common vapor deposition source can be used and it is advantageous on a manufacturing process.
On the other hand, as described above, when the host material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are the same, the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. The bipolar materials contained in the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer are different.

また、正孔注入輸送層は、少なくとも陽極との界面に、有機材料(正孔注入輸送層用有機化合物)に酸化性ドーパントが混合された領域を有していてもよい。正孔注入輸送層が、少なくとも陽極との界面にて、正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有することにより、陽極から正孔注入輸送層への正孔注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
有機EL素子において、陽極から基本的に絶縁物である有機層への正孔注入過程は、陽極表面での有機化合物の酸化、すなわちラジカルカチオン状態の形成である(Phys. Rev.Lett., 14, 229 (1965))。あらかじめ有機化合物を酸化する酸化性ドーパントを陽極に接触する正孔注入輸送層中にドープすることにより、陽極からの正孔注入に際するエネルギー障壁を低下させることができる。酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層中には、酸化性ドーパントにより酸化された状態(すなわち電子を供与した状態)の有機化合物が存在するので、正孔注入エネルギー障壁が小さく、従来の有機EL素子と比べて駆動電圧を低下させることができるのである。
The hole injection transport layer may have a region where an oxidizing dopant is mixed with an organic material (organic compound for hole injection transport layer) at least at the interface with the anode. A hole injection barrier from the anode to the hole injection transport layer by having a region in which the organic dopant for the hole injection transport layer is mixed with an oxidizing dopant at least at the interface with the anode. This is because the driving voltage can be reduced.
In the organic EL device, the hole injection process from the anode to the organic layer, which is basically an insulator, is oxidation of the organic compound on the anode surface, that is, formation of a radical cation state (Phys. Rev. Lett., 14 , 229 (1965)). By previously doping the hole injection transport layer in contact with the anode with an oxidizing dopant that oxidizes the organic compound, the energy barrier for hole injection from the anode can be lowered. In the hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant, an organic compound in a state oxidized by the oxidizing dopant (that is, a state in which electrons are donated) exists, so that the hole injection energy barrier is small, The driving voltage can be lowered compared to the organic EL element.

酸化性ドーパントとしては、正孔注入輸送層用有機化合物を酸化する性質を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常は電子受容性化合物が用いられる。   The oxidizing dopant is not particularly limited as long as it has a property of oxidizing the organic compound for hole injection transport layer, but an electron accepting compound is usually used.

電子受容性化合物としては、無機物および有機物のいずれも用いることができる。電子受容性化合物が無機物である場合、例えば、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモン、三酸化モリブデン(MoO)、五酸化バナジウム(V)等のルイス酸が挙げられる。また、電子受容性化合物が有機物である場合、例えば、トリニトロフルオレノン等が挙げられる。 As the electron-accepting compound, both inorganic and organic substances can be used. When the electron-accepting compound is an inorganic substance, for example, Lewis such as ferric chloride, aluminum chloride, gallium chloride, indium chloride, antimony pentachloride, molybdenum trioxide (MoO 3 ), vanadium pentoxide (V 2 O 5 ), etc. Examples include acids. Moreover, when an electron-accepting compound is organic substance, a trinitrofluorenone etc. are mentioned, for example.

中でも、電子受容性化合物としては、金属酸化物が好ましく、MoO、Vが好適に用いられる。 Among them, as the electron-accepting compound, a metal oxide is preferable, MoO 3, V 2 O 5 is preferably used.

正孔注入輸送層が、正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有する場合、正孔注入輸送層は、少なくとも陽極との界面に上記の領域を有していればよく、例えば、正孔注入輸送層中に、酸化性ドーパントが均一にドープされていてもよく、酸化性ドーパントの含有量が陰極側から陽極側に向けて連続的に多くなるように酸化性ドーパントがドープされていてもよく、正孔注入輸送層の陽極との界面のみに局所的に酸化性ドーパントがドープされていてもよい。   When the hole injecting and transporting layer has a region in which an oxidizing dopant is mixed with the organic compound for the hole injecting and transporting layer, the hole injecting and transporting layer has at least the above region at the interface with the anode. Well, for example, the hole injection transport layer may be uniformly doped with an oxidizing dopant, and the oxidizing dopant is continuously increased from the cathode side to the anode side. May be doped, or an oxidizing dopant may be locally doped only in the interface between the positive hole injection transport layer and the anode.

正孔注入輸送層中の酸化性ドーパント濃度は、特に限定されるものではないが、正孔注入輸送層用有機化合物と酸化性ドーパントとのモル比率が、正孔注入輸送層用有機化合物:酸化性ドーパント=1:0.1〜1:10の範囲内であることが好ましい。酸化性ドーパントの比率が上記範囲未満であると、酸化性ドーパントにより酸化された正孔注入輸送層用有機化合物の濃度が低すぎてドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、酸化性ドーパントの比率が上記範囲を超えると、正孔注入輸送層中の酸化性ドーパント濃度が正孔注入輸送層用有機化合物濃度をはるかに超えて、酸化性ドーパントにより酸化された正孔注入輸送層用有機化合物の濃度が極端に低下するので、同様にドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。   The oxidizing dopant concentration in the hole injecting and transporting layer is not particularly limited, but the molar ratio of the organic compound for hole injecting and transporting layer and the oxidizing dopant is the organic compound for hole injecting and transporting layer: oxidation. It is preferable that it is in the range of 1:10 to 1:10. This is because if the ratio of the oxidizing dopant is less than the above range, the concentration of the organic compound for the hole injecting and transporting layer oxidized by the oxidizing dopant may be too low to obtain a sufficient doping effect. If the ratio of the oxidizing dopant exceeds the above range, the oxidizing dopant concentration in the hole injecting and transporting layer far exceeds the organic compound concentration for the hole injecting and transporting layer, and the holes oxidized by the oxidizing dopant. This is because the concentration of the organic compound for the injecting and transporting layer is extremely lowered, so that the doping effect may not be sufficiently obtained.

正孔注入輸送層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。   As a film formation method of the hole injection transport layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an ink jet method, a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method, a blade coating method, etc. And wet methods such as a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.

中でも、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層の成膜方法としては、正孔注入輸送層用有機化合物と酸化性ドーパントとを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。この共蒸着の手法において、塩化第二鉄、塩化インジウム等の比較的飽和蒸気圧の低い酸化性ドーパントはるつぼに入れて一般的な抵抗加熱法によって蒸着可能である。一方、常温でも蒸気圧が高く真空装置内の気圧を所定の真空度以下に保てない場合は、ニードルバルブやマスフローコントローラーのようにオリフィス(開口径)を制御して蒸気圧を制御したり、試料保持部分を独立に温度制御可能な構造にして冷却によって蒸気圧を制御したりしてもよい。   Among these, as a method for forming a hole injection transport layer doped with an oxidizing dopant, a method of co-evaporating an organic compound for a hole injection transport layer and an oxidizing dopant is preferably used. In this co-evaporation technique, an oxidizing dopant having a relatively low saturation vapor pressure, such as ferric chloride and indium chloride, can be deposited in a crucible by a general resistance heating method. On the other hand, when the vapor pressure is high even at room temperature and the pressure inside the vacuum device cannot be kept below the predetermined vacuum level, the vapor pressure can be controlled by controlling the orifice (opening diameter) like a needle valve or mass flow controller, Alternatively, the vapor pressure may be controlled by cooling the sample holding portion so that the temperature can be controlled independently.

また、陰極側から陽極側に向けて酸化性ドーパントの含有量が連続的に多くなるように、正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントを混合させる方法としては、例えば、上記の正孔注入輸送層用有機化合物と酸化性ドーパントとの蒸着速度を連続的に変化させる方法を用いることができる。   Moreover, as a method of mixing an oxidizing dopant with an organic compound for a hole injection transport layer so that the content of the oxidizing dopant continuously increases from the cathode side to the anode side, for example, the above hole A method of continuously changing the deposition rate of the organic compound for the injection transport layer and the oxidizing dopant can be used.

正孔注入輸送層の厚みとしては、陽極から正孔を注入し、発光層へ正孔を輸送する機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には0.5nm〜1000nm程度で設定することができ、中でも5nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。   The thickness of the hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as the thickness of the hole injecting holes from the anode and transporting the holes to the light emitting layer is sufficiently exhibited. It can be set in the range of about 0.5 nm to 1000 nm, and in particular, it is preferably in the range of 5 nm to 500 nm.

また、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層の厚みとしては、特に限定されるものではないが、0.5nm以上とすることが好ましい。酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層は、無電場の状態でも正孔注入輸送層用有機化合物がラジカルカチオンの状態で存在し、内部電荷として振る舞えるので、膜厚は特に限定されないのである。また、酸化性ドーパントがドープされた正孔注入輸送層を厚膜にしても、素子の電圧上昇をもたらすことがないので、陽極および陰極間の距離を通常の有機EL素子の場合よりも長く設定することにより、短絡の危険性を大幅に軽減させることもできる。   The thickness of the hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant is not particularly limited, but is preferably 0.5 nm or more. The hole injecting and transporting layer doped with the oxidizing dopant is not particularly limited because the organic compound for the hole injecting and transporting layer exists in the state of radical cation even in the absence of an electric field and acts as an internal charge. is there. Also, even if the hole injection / transport layer doped with the oxidizing dopant is made thick, the device voltage does not increase, so the distance between the anode and the cathode is set longer than in the case of a normal organic EL device. By doing so, the risk of a short circuit can be greatly reduced.

5.電子注入輸送層
本実施態様に用いられる電子注入輸送層は、陰極および中央発光層の間に形成されるものである。電子注入輸送層は、陰極から中央発光層に電子を安定に注入または輸送する機能を有するものである。
5). Electron Injecting and Transporting Layer The electron injecting and transporting layer used in this embodiment is formed between the cathode and the central light emitting layer. The electron injection / transport layer has a function of stably injecting or transporting electrons from the cathode to the central light emitting layer.

電子注入輸送層としては、電子注入機能を有する電子注入層、および電子輸送機能を有する電子輸送層のいずれか一方であってもよく、あるいは、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。   The electron injection / transport layer may be one of an electron injection layer having an electron injection function and an electron transport layer having an electron transport function, or a single unit having both an electron injection function and an electron transport function. It may be a single layer.

電子注入輸送層の構成材料としては、陰極から注入された電子を安定に中央発光層へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記中央発光層の構成材料に例示した化合物の他、Ba、Ca、Li、Cs、Mg、Sr等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の単体、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のフッ化物、アルミリチウム合金等のアルカリ金属の合金、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム等のアルカリ金属の有機錯体などを挙げることができる。また、バソキュプロイン(BCP)、バソフェナントロリン(Bpehn)等のフェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリス(8−ヒドロキシキノリノラト)アルミニウム(Alq3)等のアルミキノリノール錯体などを挙げることができる。   The constituent material of the electron injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it is a material capable of stably transporting electrons injected from the cathode to the central light emitting layer, and is exemplified as the constituent material of the central light emitting layer. In addition to compounds, Ba, Ca, Li, Cs, Mg, Sr and other alkali metals or alkaline earth metals, magnesium fluoride, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, lithium fluoride, cesium fluoride Alkali metal or alkaline earth metal fluorides, alkali metal alloys such as aluminum lithium alloys, metal oxides such as magnesium oxide, strontium oxide, aluminum oxide, alkali metal organics such as polymethyl methacrylate polystyrene sodium sulfonate A complex etc. can be mentioned. Moreover, phenanthroline derivatives such as bathocuproin (BCP) and bathophenanthroline (Bpehn), triazole derivatives, oxadiazole derivatives, and aluminum quinolinol complexes such as tris (8-hydroxyquinolinolato) aluminum (Alq3) can be given.

中でも、電子注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。なお、バイポーラ材料については、上記陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Especially, it is preferable that the constituent material of an electron injection transport layer is a bipolar material. By using a bipolar material for the electron injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed. In addition, since it described in the term of the said anode side light emitting layer about the bipolar material, description here is abbreviate | omitted.

また、電子注入輸送層の構成材料と中央発光層のホスト材料とは同一であることが好ましい。電子注入輸送層から中央側発光層への電子注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
一方、上述のように、正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含まれるバイポーラ材料が同一である場合には、正孔注入輸送層の構成材料と中央発光層の構成材料とは異なることから、電子注入輸送層の構成材料と中央発光層のホスト材料とは異なるものとなる。
The constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the central light emitting layer are preferably the same. This is because there is no electron injection barrier from the electron injection transport layer to the central light emitting layer, and the drive voltage can be lowered.
On the other hand, as described above, when the bipolar materials contained in the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer are the same, the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. The constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the central light emitting layer are different.

また、電子注入輸送層の構成材料が有機化合物(電子注入輸送層用有機化合物)である場合、電子注入輸送層は、少なくとも陰極との界面に、上記電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有していてもよい。電子注入輸送層が、少なくとも陰極との界面にて、電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有することにより、陰極から電子注入輸送層への電子注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
有機EL素子において、陰極から基本的に絶縁物である有機層への電子注入過程は、陰極表面での有機化合物の還元、すなわちラジカルアニオン状態の形成である(Phys. Rev. Lett., 14, 229 (1965))。あらかじめ有機化合物を還元する還元性ドーパントを陰極に接触する電子注入輸送層中にドープすることにより、陰極からの電子注入に際するエネルギー障壁を低下させることができる。電子注入輸送層中には、還元性ドーパントにより還元された状態(すなわち電子を受容し、電子が注入された状態)の有機化合物が存在するので、電子注入エネルギー障壁が小さく、従来の有機EL素子と比べて駆動電圧を低下させることができるのである。さらには、陰極に、一般に配線材として用いられている安定なAlのような金属を使用することができる。
When the constituent material of the electron injecting and transporting layer is an organic compound (organic compound for electron injecting and transporting layer), the electron injecting and transporting layer is at least at the interface with the cathode, and the reducing compound is added to the organic compound for electron injecting and transporting layer. May have a mixed region. The electron injection transport layer has a region where a reducing dopant is mixed with the organic compound for the electron injection transport layer at least at the interface with the cathode, thereby reducing the electron injection barrier from the cathode to the electron injection transport layer, This is because the driving voltage can be reduced.
In the organic EL device, the electron injection process from the cathode to the organic layer, which is basically an insulator, is reduction of the organic compound on the cathode surface, that is, formation of a radical anion state (Phys. Rev. Lett., 14, 229 (1965)). By previously doping a reducing dopant that reduces the organic compound into the electron injection transport layer in contact with the cathode, the energy barrier for electron injection from the cathode can be lowered. In the electron injecting and transporting layer, an organic compound in a state reduced by a reducing dopant (that is, a state in which electrons are received and electrons are injected) exists, so that an electron injection energy barrier is small, and a conventional organic EL device As a result, the drive voltage can be reduced. Furthermore, a stable metal such as Al that is generally used as a wiring material can be used for the cathode.

還元性ドーパントしては、電子注入輸送層用有機化合物を還元する性質を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常は電子供与性化合物が用いられる。   The reducing dopant is not particularly limited as long as it has a property of reducing the organic compound for the electron injecting and transporting layer, but an electron donating compound is usually used.

電子供与性化合物としては、金属(金属単体)、金属化合物、または有機金属錯体が好ましく用いられる。金属(金属単体)、金属化合物、または有機金属錯体としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類金属を含む遷移金属からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含むものを挙げることができる。中でも、仕事関数が4.2eV以下である、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類金属を含む遷移金属からなる群から選択される少なくとも1種の金属を含むものであることが好ましい。このような金属(金属単体)としては、例えば、Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Mg、Sm、Gd、Yb、Wなどが挙げられる。また、金属化合物としては、例えば、Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O、MgO、CaO等の金属酸化物、LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2等の金属塩などが挙げられる。有機金属錯体としては、例えば、Wを含む有機金属化合物、8−ヒドロキシキノリノラトリチウム(Liq)などが挙げられる。中でも、Cs、Li、Liqが好ましく用いられる。これらを電子注入輸送層用有機化合物にドープすることにより、良好な電子注入特性が得られるからである。 As the electron donating compound, a metal (metal simple substance), a metal compound, or an organometallic complex is preferably used. Examples of the metal (metal simple substance), the metal compound, or the organometallic complex include those containing at least one metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals including rare earth metals. it can. Among them, it is preferable that the material contains at least one metal selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, and transition metals including rare earth metals having a work function of 4.2 eV or less. Examples of such a metal (metal simple substance) include Li, Na, K, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, La, Mg, Sm, Gd, Yb, and W. Examples of the metal compound include metal oxides such as Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O, MgO, and CaO, LiF, NaF, KF, RbF, CsF, and MgF 2. , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 , LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, MgCl 2 , CaCl 2 , SrCl 2 , BaCl 2 and other metal salts. Examples of the organometallic complex include organometallic compounds containing W, 8-hydroxyquinolinolatolithium (Liq), and the like. Of these, Cs, Li, and Liq are preferably used. This is because good electron injection characteristics can be obtained by doping these into the organic compound for the electron injection transport layer.

電子注入輸送層が、電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有する場合、電子注入輸送層は、少なくとも陰極との界面に上記の領域を有していればよく、例えば、電子注入輸送層中に、還元性ドーパントが均一にドープされていてもよく、還元性ドーパントの含有量が陽極側から陰極側に向けて連続的に多くなるように還元性ドーパントがドープされていてもよく、電子注入輸送層の陰極との界面のみに局所的に還元性ドーパントがドープされていてもよい。   When the electron injecting and transporting layer has a region in which the reducing dopant is mixed with the organic compound for the electron injecting and transporting layer, the electron injecting and transporting layer only needs to have the above region at least at the interface with the cathode. The electron injecting and transporting layer may be uniformly doped with a reducing dopant, and the reducing dopant is doped so that the content of the reducing dopant continuously increases from the anode side to the cathode side. Alternatively, the reducing dopant may be locally doped only in the interface of the electron injecting and transporting layer with the cathode.

電子注入輸送層中の還元性ドーパント濃度は、特に限定されるものではないが、0.1〜99質量%程度とすることが好ましい。還元性ドーパント濃度が上記範囲未満であると、還元性ドーパントにより還元された電子注入輸送層用有機化合物の濃度が低すぎてドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、還元性ドーパント濃度が上記範囲を超えると、電子注入輸送層中の還元性ドーパント濃度が電子注入輸送層用有機化合物濃度をはるかに超え、還元性ドーパントにより還元された電子注入輸送層用有機化合物の濃度が極端に低下するので、同様にドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。   Although the reducing dopant density | concentration in an electron injection transport layer is not specifically limited, It is preferable to set it as about 0.1-99 mass%. This is because if the reducing dopant concentration is less than the above range, the concentration of the organic compound for the electron injecting and transporting layer reduced by the reducing dopant may be too low to obtain a sufficient doping effect. Further, when the reducing dopant concentration exceeds the above range, the reducing dopant concentration in the electron injecting and transporting layer far exceeds the organic compound concentration for the electron injecting and transporting layer, and the organic for the electron injecting and transporting layer reduced by the reducing dopant. This is because, since the concentration of the compound is extremely lowered, a sufficient doping effect may not be obtained in the same manner.

電子注入輸送層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の乾式法、あるいは、印刷法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディップコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の湿式法などを挙げることができる。   As a method for forming the electron injecting and transporting layer, for example, a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, or a printing method, an ink jet method, a spin coating method, a casting method, a dip coating method, a bar coating method, or a blade coating method. And wet methods such as a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method.

中でも、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の成膜方法としては、上記の電子注入輸送層用有機化合物と還元性ドーパントとを共蒸着させる方法が好ましく用いられる。
なお、溶液からの塗布で薄膜形成が可能な場合には、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の成膜方法として、スピンコート法やディップコート法等を用いることができる。この場合、電子注入輸送層用有機化合物と還元性ドーパントとを不活性なポリマー中に分散して用いてもよい。
Among these, as a method for forming an electron injecting and transporting layer doped with a reducing dopant, a method of co-evaporating the organic compound for electron injecting and transporting layer and a reducing dopant is preferably used.
When a thin film can be formed by application from a solution, a spin coating method, a dip coating method, or the like can be used as a method for forming an electron injecting and transporting layer doped with a reducing dopant. In this case, the organic compound for electron injecting and transporting layer and the reducing dopant may be dispersed in an inert polymer.

また、陽極側から陰極側に向けて還元性ドーパントの含有量が連続的に多くなるように、電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントを混合させる方法としては、例えば、上記の電子注入輸送層用有機化合物と還元性ドーパントとの蒸着速度を連続的に変化させる方法を用いることができる。   Further, as a method of mixing the reducing dopant with the organic compound for the electron injecting and transporting layer so that the content of the reducing dopant continuously increases from the anode side to the cathode side, for example, the above-described electron injecting and transporting can be used. A method of continuously changing the deposition rate of the layer organic compound and the reducing dopant can be used.

電子注入輸送層の厚みとしては、その機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではない。   The thickness of the electron injecting and transporting layer is not particularly limited as long as the thickness of the electron injecting and transporting layer is sufficiently exerted.

また、還元性ドーパントがドープされた電子注入輸送層の厚みとしては、特に限定されるものでないが、0.1nm〜300nmの範囲内とすることが好ましく、より好ましくは0.5nm〜200nmの範囲内である。厚みが上記範囲未満であると、陰極界面近傍に存在する、還元性ドーパントにより還元された電子注入輸送層用有機化合物の量が少ないためにドーピングの効果が十分に得られない場合があるからである。また、厚みが上記範囲を超えると、電子注入輸送層全体の膜厚が厚すぎて、駆動電圧の上昇を招くおそれがあるからである。   The thickness of the electron injecting and transporting layer doped with the reducing dopant is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.1 nm to 300 nm, more preferably in the range of 0.5 nm to 200 nm. Is within. If the thickness is less than the above range, the effect of doping may not be sufficiently obtained due to the small amount of the organic compound for the electron injecting and transporting layer reduced by the reducing dopant existing in the vicinity of the cathode interface. is there. Further, if the thickness exceeds the above range, the film thickness of the entire electron injecting and transporting layer is too thick, which may increase the driving voltage.

6.第2正孔注入輸送層
本実施態様においては、陽極および正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
6). Second Hole Injection / Transport Layer In this embodiment, a second hole injection / transport layer may be formed between the anode and the hole injection / transport layer. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer satisfy the above-described relationship.

陽極および正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2正孔注入輸送層が正孔注入層として機能し、正孔注入輸送層が正孔輸送層として機能する。   When the second hole injecting and transporting layer is formed between the anode and the hole injecting and transporting layer, the second hole injecting and transporting layer usually functions as the hole injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer is positive. Functions as a hole transport layer.

第2正孔注入輸送層の構成材料としては、陽極からの正孔の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記陽極側発光層のホスト材料に例示した化合物の他、アリールアミン類、スターバースト型アミン類、フタロシアニン類、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子およびそれらの誘導体を用いることができる。ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン等の導電性高分子およびそれらの誘導体は、酸がドープされていてもよい。具体的には、N,N´−ビス(ナフタレン−1−イル)−N,N´−ビス(フェニル)−ベンジジン(α−NPD)、4,4,4−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)、ポリビニルカルバゾール(PVCz)等が挙げられる。   The constituent material of the second hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it can stabilize the injection of holes from the anode, and is exemplified as the host material of the anode side light emitting layer. In addition to compounds, arylamines, starburst amines, phthalocyanines, vanadium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide, aluminum oxide, and other conductive polymers such as amorphous carbon, polyaniline, polythiophene, polyphenylene vinylene, and the like Derivatives of can be used. Conductive polymers such as polyaniline, polythiophene, polyphenylene vinylene, and derivatives thereof may be doped with an acid. Specifically, N, N′-bis (naphthalen-1-yl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine (α-NPD), 4,4,4-tris (3-methylphenylphenylamino) ) Triphenylamine (MTDATA), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS), polyvinylcarbazole (PVCz), and the like.

中でも、第2正孔注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第2正孔注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。なお、バイポーラ材料については、上記陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Especially, it is preferable that the constituent material of a 2nd positive hole injection transport layer is a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the second hole injecting and transporting layer can effectively suppress deterioration at the layer interface during driving. In addition, since it described in the term of the said anode side light emitting layer about the bipolar material, description here is abbreviate | omitted.

第2正孔注入輸送層および後述の第2電子注入輸送層がバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。   When the second hole injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer described later contain bipolar materials, the bipolar materials contained in these layers may be the same or different.

第2正孔注入輸送層の構成材料が有機材料(正孔注入輸送層用有機化合物)である場合、第2正孔注入輸送層は、少なくとも陽極との界面に、上記正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有することが好ましい。第2正孔注入輸送層が、少なくとも陽極との界面にて、正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有することにより、陽極から第2正孔注入輸送層への正孔注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
なお、第2正孔注入輸送層が正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有する場合については、上記正孔注入輸送層が正孔注入輸送層用有機化合物に酸化性ドーパントが混合された領域を有する場合と同様であるので、ここでの説明は省略する。
When the constituent material of the second hole injecting and transporting layer is an organic material (organic compound for hole injecting and transporting layer), the second hole injecting and transporting layer is at least at the interface with the anode for the hole injecting and transporting layer. It is preferable to have a region where an oxidizing dopant is mixed with an organic compound. The second hole injecting and transporting layer has a region in which the oxidizing dopant is mixed with the organic compound for the hole injecting and transporting layer at least at the interface with the anode, so that the anode to the second hole injecting and transporting layer is provided. This is because the hole injection barrier is reduced and the driving voltage can be lowered.
When the second hole injecting and transporting layer has a region in which the organic compound for hole injecting and transporting layer is mixed with an oxidizing dopant, the hole injecting and transporting layer is oxidized to the organic compound for hole injecting and transporting layer. Since it is the same as the case where it has the area | region where the active dopant was mixed, description here is abbreviate | omitted.

また、第2正孔注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上述の正孔注入輸送層と同様であるので、ここでの説明は省略する。   The film forming method and thickness of the second hole injecting and transporting layer are the same as those of the above-described hole injecting and transporting layer, and thus the description thereof is omitted here.

7.第2電子注入輸送層
本実施態様においては、電子注入輸送層および陰極の間に第2電子注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
7). Second Electron Injection / Transport Layer In this embodiment, a second electron injection / transport layer may be formed between the electron injection / transport layer and the cathode. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injection / transport layer and the second electron injection / transport layer satisfy the relationship described above.

電子注入輸送層および陰極の間に第2電子注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2電子注入輸送層が電子注入層として機能し、電子注入輸送層が電子輸送層として機能する。   When the second electron injecting and transporting layer is formed between the electron injecting and transporting layer and the cathode, normally, the second electron injecting and transporting layer functions as an electron injecting and transporting layer, and the electron injecting and transporting layer functions as an electron transporting layer. .

第2電子注入輸送層の構成材料としては、上記電子注入輸送層の構成材料と同様のものを用いることができる。   As the constituent material of the second electron injecting and transporting layer, the same material as that of the electron injecting and transporting layer can be used.

中でも、第2電子注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第2電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。なお、バイポーラ材料については、上記陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Among them, the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is preferably a bipolar material. By using the bipolar material for the second electron injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed. In addition, since it described in the term of the said anode side light emitting layer about the bipolar material, description here is abbreviate | omitted.

第2電子注入輸送層の構成材料が有機化合物(電子注入輸送層用有機化合物)である場合、第2電子注入輸送層は、少なくとも陰極との界面に、上記電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有することが好ましい。第2電子注入輸送層が、少なくとも陰極との界面にて、電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有することにより、陰極から第2電子注入輸送層への電子注入障壁が小さくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
なお、第2電子注入輸送層が電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有する場合については、上記電子注入輸送層が電子注入輸送層用有機化合物に還元性ドーパントが混合された領域を有する場合と同様であるので、ここでの説明は省略する。
When the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is an organic compound (organic compound for electron injecting and transporting layer), the second electron injecting and transporting layer is reduced to the organic compound for electron injecting and transporting layer at least at the interface with the cathode. It is preferable to have a region mixed with a conductive dopant. The second electron injecting and transporting layer has a region in which a reducing dopant is mixed with the organic compound for the electron injecting and transporting layer at least at the interface with the cathode, so that an electron injection barrier from the cathode to the second electron injecting and transporting layer is formed. This is because the driving voltage can be reduced.
In addition, about the case where the 2nd electron injection transport layer has the area | region where the reducing dopant was mixed with the organic compound for electron injection transport layers, the said electron injection transport layer mixed a reducing dopant with the organic compound for electron injection transport layers. Since this is the same as the case of having an area, the description is omitted here.

なお、第2電子注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上述の電子注入輸送層と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the film formation method and thickness of the second electron injecting and transporting layer are the same as those of the above-described electron injecting and transporting layer, and thus the description thereof is omitted here.

8.第3正孔注入輸送層
本実施態様においては、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の間に第3正孔注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
8). Third Hole Injection / Transport Layer In this embodiment, a third hole injection / transport layer may be formed between the second hole injection / transport layer and the hole injection / transport layer. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injection transport layer, the third hole injection transport layer, and the hole injection transport layer satisfy the relationship described above.

第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の間に第3正孔注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2正孔注入輸送層が正孔注入層として機能し、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層が正孔輸送層として機能する。   When the third hole injection / transport layer is formed between the second hole injection / transport layer and the hole injection / transport layer, the second hole injection / transport layer normally functions as the hole injection layer, The three hole injection transport layer and the hole injection transport layer function as a hole transport layer.

第3正孔注入輸送層の構成材料としては、上記第2正孔注入輸送層の構成材料と同様のものを用いることができる。   As a constituent material of the third hole injecting and transporting layer, the same constituent material as that of the second hole injecting and transporting layer can be used.

中でも、第3正孔注入輸送層の構成材料はバイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第3正孔注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。なお、バイポーラ材料については、上記陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Among these, the constituent material of the third hole injection transport layer is preferably a bipolar material. By using the bipolar material for the third hole injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed. In addition, since it described in the term of the said anode side light emitting layer about the bipolar material, description here is abbreviate | omitted.

第3正孔注入輸送層および後述の第3電子注入輸送層がバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。   When the third hole injecting and transporting layer and the third electron injecting and transporting layer described later contain a bipolar material, the bipolar materials contained in these layers may be the same or different.

なお、第3正孔注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上述の正孔注入輸送層と同様であるので、ここでの説明は省略する。   The film formation method and thickness of the third hole injecting and transporting layer are the same as those of the above-described hole injecting and transporting layer, and thus the description thereof is omitted here.

9.第3電子注入輸送層
本実施態様においては、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の間に第3電子注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
9. Third Electron Injection / Transport Layer In the present embodiment, a third electron injection / transport layer may be formed between the electron injection / transport layer and the second electron injection / transport layer. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injection / transport layer, the third electron injection / transport layer, and the second electron injection / transport layer satisfy the relationship described above.

電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の間に第3電子注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2電子注入輸送層が電子注入層として機能し、第3電子注入輸送層および電子注入輸送層が電子輸送層として機能する。   When the third electron injecting and transporting layer is formed between the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer, the second electron injecting and transporting layer normally functions as the electron injecting and transporting layer, and the third electron injecting and transporting layer The electron injecting and transporting layer functions as an electron transporting layer.

第3電子注入輸送層の構成材料としては、上記第2電子注入輸送層の構成材料と同様のものを用いることができる。   As the constituent material of the third electron injecting and transporting layer, the same material as that of the second electron injecting and transporting layer can be used.

中でも、第3電子注入輸送層の構成材料はバイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第3電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。なお、バイポーラ材料については、上記陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Among them, the constituent material of the third electron injecting and transporting layer is preferably a bipolar material. By using the bipolar material for the third electron injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed. In addition, since it described in the term of the said anode side light emitting layer about the bipolar material, description here is abbreviate | omitted.

なお、第3電子注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上述の電子注入輸送層と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the film formation method and thickness of the third electron injecting and transporting layer are the same as those of the above-described electron injecting and transporting layer, and thus the description thereof is omitted here.

10.第2中央発光層
本実施態様においては、図12に例示するように、陽極側発光層5aと中央発光層6との間にホスト材料および発光ドーパントを含有する第2中央発光層16aが形成されていてもよい。第2中央発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有する。
10. Second Central Light-Emitting Layer In this embodiment, as illustrated in FIG. 12, a second central light-emitting layer 16a containing a host material and a light-emitting dopant is formed between the anode-side light-emitting layer 5a and the central light-emitting layer 6. It may be. The second central light emitting layer has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes.

第2中央発光層のホスト材料は、陽極側発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。
第2中央発光層のホスト材料および発光ドーパントとしては、上述の陽極側発光層のホスト材料および発光ドーパントと同様のものを用いることができる。
The host material of the second central light emitting layer is preferably the same as the host material of the anode side light emitting layer.
As the host material and light emitting dopant of the second central light emitting layer, the same materials as the host material and light emitting dopant of the anode side light emitting layer described above can be used.

陽極側発光層と第2中央発光層と中央発光層とがホスト材料と発光ドーパントとを含有する場合、陽極側発光層と第2中央発光層と中央発光層とは互いに異なる種類の発光ドーパントを含有することが好ましい。陽極側発光層と第2中央発光層と中央発光層とを順に積層することで、陽極側発光層中の発光ドーパントおよび第2中央発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動、ならびに、第2中央発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制し、各発光ドーパントをそれぞれ光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   When the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer, and the central light emitting layer contain a host material and a light emitting dopant, the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer, and the central light emitting layer have different types of light emitting dopants. It is preferable to contain. By laminating the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer and the central light emitting layer in this order, energy transfer between the light emitting dopant in the anode side light emitting layer and the light emitting dopant in the second central light emitting layer, and 2 It is possible to suppress energy transfer between the light-emitting dopant in the central light-emitting layer and the light-emitting dopant in the central light-emitting layer, and to emit each light-emitting dopant, thereby improving the light emission efficiency and obtaining a desired light emission color. Because it can.

中でも、陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層のうち、1層または2層が蛍光発光ドーパントを含有し、それ以外の2層または1層が燐光発光ドーパントを含有することが好ましい。単一の発光層内に蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントが含まれる場合には、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こるおそれがあるが、陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層のうち、1層または2層に蛍光発光ドーパントを含有させ、それ以外の2層または1層に燐光発光ドーパントを含有させることで、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動を抑制し、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの両方を光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。
陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層のうち、1層が蛍光発光ドーパントを含有し、それ以外の2層が燐光発光ドーパントを含有する場合、陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層のいずれが蛍光発光ドーパントを含有するものであってもよい。
また、陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層のうち、2層が蛍光発光ドーパントを含有し、それ以外の1層が燐光発光ドーパントを含有する場合、陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層のいずれが燐光発光ドーパントを含有するものであってもよい。
Among them, it is preferable that one or two layers of the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer, and the central light emitting layer contain a fluorescent light emitting dopant, and the other two layers or one layer contain a phosphorescent light emitting dopant. . In the case where the single light-emitting layer includes a fluorescent light-emitting dopant and a phosphorescent light-emitting dopant, energy transfer may occur between the fluorescent light-emitting dopant and the phosphorescent light-emitting dopant. In addition, a fluorescent light emitting dopant is contained in one or two layers of the central light emitting layer, and a phosphorescent light emitting dopant is contained in the other two layers or one layer, thereby transferring energy between the fluorescent light emitting dopant and the phosphorescent light emitting dopant. This is because both the fluorescent emission phosphor and the phosphorescence emission dopant can be made to emit light, and the luminous efficiency can be increased and a desired emission color can be obtained.
Of the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer, and the central light emitting layer, when one layer contains a fluorescent light emitting dopant and the other two layers contain a phosphorescent light emitting dopant, the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer Either the layer or the central light emitting layer may contain a fluorescent light emitting dopant.
In addition, when two layers of the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer, and the central light emitting layer contain a fluorescent light emitting dopant and the other layer contains a phosphorescent light emitting dopant, the anode side light emitting layer, the second light emitting layer, Either the central light emitting layer or the central light emitting layer may contain a phosphorescent light emitting dopant.

陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層が互いに異なる種類の発光ドーパントを含有する場合、異なる種類の発光ドーパントの発光色は同じであってもよく異なっていてもよい。中でも、異なる種類の発光ドーパントの発光色は異なることが好ましい。陽極側発光層中の発光ドーパント、第2中央発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントをそれぞれ光らせることにより、所望の発光色を得ることができるからである。   When the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer, and the central light emitting layer contain different types of light emitting dopants, the light emitting colors of the different types of light emitting dopants may be the same or different. Especially, it is preferable that the luminescent color of a different kind of light emission dopant differs. It is because a desired luminescent color can be obtained by causing the luminescent dopant in the anode side luminescent layer, the luminescent dopant in the second central luminescent layer, and the luminescent dopant in the central luminescent layer to shine.

第2中央発光層は、発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。第2中央発光層がノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができるからである。   The second central light emitting layer preferably has one or more doped regions containing a light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing a light emitting dopant. This is because the light emission efficiency can be improved because the second central light emitting layer has a non-doped region.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置としては、例えば、第2中央発光層が陽極側発光層側にノンドープ領域を有していてもよく、第2中央発光層が中央発光層側にノンドープ領域を有していてもよい。
第2中央発光層が陽極側発光層側にノンドープ領域を有する場合において、例えば陽極側発光層中の発光ドーパントおよび第2中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、陽極側発光層および第2中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることにより、上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。
同様に、第2中央発光層が中央発光層側にノンドープ領域を有する場合において、例えば第2中央発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、第2中央発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることにより、上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。
As the arrangement of the doped region and the non-doped region, for example, the second central light emitting layer may have a non-doped region on the anode side light emitting layer side, and the second central light emitting layer has a non-doped region on the central light emitting layer side. It may be.
When the second central light emitting layer has a non-doped region on the anode side light emitting layer side, for example, when energy transfer can occur between the light emitting dopant in the anode side light emitting layer and the light emitting dopant in the second central light emitting layer, By providing the non-doped region at the interface between the anode side light emitting layer and the second central light emitting layer, the energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved.
Similarly, when the second central light emitting layer has a non-doped region on the central light emitting layer side, for example, when energy transfer can occur between the light emitting dopant in the second central light emitting layer and the light emitting dopant in the central light emitting layer. Since the non-doped region is provided at the interface between the second central light emitting layer and the central light emitting layer, the energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置は、発光ドーパントのエネルギー遷移を考慮して適宜選択される。中でも、正孔および電子の注入バランスがとれるように、ドープ領域およびノンドープ領域の配置を適宜選択することが好ましい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is appropriately selected in consideration of the energy transition of the luminescent dopant. Among them, it is preferable to appropriately select the arrangement of the doped region and the non-doped region so that the injection balance of holes and electrons can be obtained.

ノンドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1〜2箇所とされる。一方、ドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1箇所とされる。   The number of non-doped regions may be one or more, but is usually one or two. On the other hand, the number of doped regions may be one or more, but is usually one.

本発明において、白色光を得る場合には、陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層に異なる種類の発光ドーパントを含有させることが好ましい。中でも、赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いることが好ましい。   In the present invention, when obtaining white light, it is preferable to contain different types of light emitting dopants in the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer, and the central light emitting layer. Among these, it is preferable to use three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green.

赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いる場合、上述したように、陽極側発光層、第2中央発光層および中央発光層のうち、1層または2層が蛍光発光ドーパントを含有し、それ以外の2層または1層が燐光発光ドーパントを含有することが好ましいことから、例えば、1層に青色蛍光発光ドーパントを含有させ、それ以外の2層の一方に赤色燐光発光ドーパント、他方に緑色蛍光発光ドーパントを含有させる、あるいは、1層に赤色蛍光発光ドーパントを含有させ、それ以外の2層の一方に青色燐光発光ドーパント、他方に緑色蛍光発光ドーパントを含有させることが好ましい。   When using three kinds of light emitting dopants of red, blue and green, as described above, one or two layers of the anode side light emitting layer, the second central light emitting layer and the central light emitting layer contain a fluorescent light emitting dopant, Since the other two layers or one layer preferably contains a phosphorescent dopant, for example, one layer contains a blue fluorescent dopant, one of the other two layers contains a red phosphorescent dopant, and the other green It is preferable to contain a fluorescent light-emitting dopant, or to make one layer contain a red fluorescent light-emitting dopant, and to make one of the other two layers contain a blue phosphorescent light-emitting dopant and the other contain a green fluorescent light-emitting dopant.

なお、第2中央発光層の厚みおよび成膜方法については、上述の陽極側発光層の厚みおよび成膜方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the thickness and the film forming method of the second central light emitting layer are the same as the thickness and the film forming method of the anode side light emitting layer described above, and thus the description thereof is omitted here.

11.陽極
本実施態様に用いられる陽極は、透明であっても不透明であってもよいが、陽極側から光を取り出す場合には透明電極である必要がある。
11. Anode The anode used in the present embodiment may be transparent or opaque, but needs to be a transparent electrode when light is extracted from the anode side.

陽極には、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。また、陽極は抵抗ができるだけ小さいことが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。具体的には、酸化錫、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)等が挙げられる。   For the anode, a conductive material having a large work function is preferably used so that holes can be easily injected. The anode preferably has as low resistance as possible. Generally, a metal material is used, but an organic substance or an inorganic compound may be used. Specific examples include tin oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide (IZO).

陽極は、一般的な電極の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
また、陽極の厚みとしては、目的とする抵抗値や可視光線透過率、および導電性材料の種類により適宜選択される。
The anode can be formed using a general electrode forming method, and examples thereof include a sputtering method, a vacuum evaporation method, and an ion plating method.
The thickness of the anode is appropriately selected depending on the target resistance value, visible light transmittance, and type of conductive material.

12.陰極
本実施態様に用いられる陰極は、透明であっても不透明であってもよいが、陰極側から光を取り出す場合には透明電極である必要がある。
12 Cathode The cathode used in this embodiment may be transparent or opaque, but it needs to be a transparent electrode when light is extracted from the cathode side.

陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さな導電性材料を用いることが好ましい。また、陰極は抵抗ができるだけ小さいことが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。具体的には、単体としてAl、Cs、Er等、合金としてMgAg、AlLi、AlLi、AlMg、CsTe等、積層体としてCa/Al、Mg/Al、Li/Al、Cs/Al、CsO/Al、LiF/Al、ErF/Al等が挙げられる。 For the cathode, it is preferable to use a conductive material having a small work function so that electrons can be easily injected. Moreover, it is preferable that the cathode has as low resistance as possible. Generally, a metal material is used, but an organic substance or an inorganic compound may be used. Specifically, Al, Cs, Er, etc. as a simple substance, MgAg, AlLi, AlLi, AlMg, CsTe, etc. as an alloy, Ca / Al, Mg / Al, Li / Al, Cs / Al, Cs 2 O / Al, LiF / Al, include ErF 3 / Al or the like.

陰極は、一般的な電極の形成方法を用いて形成することができ、例えばスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等が挙げられる。
また、陰極の厚みとしては、目的とする抵抗値や可視光線透過率、および導電性材料の種類により適宜選択される。
The cathode can be formed using a general electrode forming method, and examples thereof include a sputtering method, a vacuum deposition method, and an ion plating method.
Further, the thickness of the cathode is appropriately selected depending on the target resistance value, visible light transmittance, and type of conductive material.

13.基板
本実施態様における基板は、上記の陽極、正孔注入輸送層、陽極側発光層、中央発光層、電子注入輸送層、および陰極等を支持するものである。陽極もしくは陰極が所定の強度を有する場合には、陽極もしくは陰極が基板を兼ねていてもよいが、通常は所定の強度を有する基板上に陽極もしくは陰極形成される。また、一般的に有機EL素子を製造する際には、陽極側から積層する方が安定して有機EL素子を作製することができることから、通常は、基板上には、陽極、正孔注入輸送層、陽極側発光層、中央発光層、電子注入輸送層、および陰極の順に積層される。
13. Substrate In the present embodiment, the substrate supports the anode, the hole injection transport layer, the anode side light emitting layer, the central light emitting layer, the electron injection transport layer, the cathode, and the like. When the anode or the cathode has a predetermined strength, the anode or the cathode may serve as the substrate, but the anode or the cathode is usually formed on the substrate having the predetermined strength. In general, when an organic EL element is produced, since the organic EL element can be stably produced by laminating from the anode side, the anode, hole injection transport is usually provided on the substrate. A layer, an anode side light emitting layer, a central light emitting layer, an electron injecting and transporting layer, and a cathode are laminated in this order.

基板は、透明であっても不透明であってもよいが、基板側から光を取り出す場合には透明基板である必要がある。透明基板としては、例えば、ソーダ石灰ガラス、アルカリガラス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカガラス等のガラス基板や、フィルム状に成形が可能な樹脂基板などを用いることができる。   The substrate may be transparent or opaque, but needs to be a transparent substrate when light is extracted from the substrate side. Examples of the transparent substrate that can be used include glass substrates such as soda lime glass, alkali glass, lead alkali glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and silica glass, and resin substrates that can be formed into a film.

II.第2実施態様
本発明の有機EL素子の第2実施態様は、陽極と、上記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成された中央発光層と、上記中央発光層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陰極側発光層と、上記陰極側発光層上に形成された電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記電子注入輸送層の構成材料および上記陰極側発光層のホスト材料が同一であり、上記中央発光層の構成材料および上記陰極側発光層のホスト材料が異なり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とするものである。
II. Second Embodiment A second embodiment of the organic EL device of the present invention includes an anode, a hole injecting and transporting layer formed on the anode, a central light emitting layer formed on the hole injecting and transporting layer, A cathode-side light-emitting layer formed on the central light-emitting layer and containing a host material and a light-emitting dopant, an electron-injecting / transporting layer formed on the cathode-side light-emitting layer, and a cathode formed on the electron-injecting / transporting layer The constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, and the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different. When the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and the constituent material of the central light emitting layer is the ionization potential Ip 2, the electronic When the ionization potential of the constituent material of the incoming transport layer was Ip 3, it is characterized in that it is Ip 2 ≧ Ip 3.

本実施態様の有機EL素子について、図面を参照しながら説明する。
図13は、本実施態様の有機EL素子の一例を示す概略断面図である。図13に例示するように、有機EL素子1は、基板2上に、陽極3と正孔注入輸送層4と中央発光層6と陰極側発光層5bと電子注入輸送層7と陰極8とが順次積層されたものである。電子注入輸送層7の構成材料および陰極側発光層5bのホスト材料は同一となっている。また、陰極側発光層5bのホスト材料および中央発光層6の構成材料は異なっている。
The organic EL element of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL element of this embodiment. As illustrated in FIG. 13, the organic EL element 1 includes an anode 3, a hole injecting and transporting layer 4, a central light emitting layer 6, a cathode side light emitting layer 5 b, an electron injecting and transporting layer 7, and a cathode 8 on a substrate 2. They are sequentially stacked. The constituent material of the electron injection transport layer 7 and the host material of the cathode side light emitting layer 5b are the same. Further, the host material of the cathode side light emitting layer 5b and the constituent material of the central light emitting layer 6 are different.

図14および図15はそれぞれ、本実施態様の有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。図13に例示する有機EL素子において、正孔注入輸送層4のイオン化ポテンシャルをIp1、中央発光層6の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、陰極側発光層5bのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp5、電子注入輸送層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3とし、正孔注入輸送層4の構成材料の電子親和力をEa1、中央発光層6の構成材料の電子親和力をEa2、陰極側発光層5bのホスト材料の電子親和力をEa5、電子注入輸送層7の構成材料の電子親和力をEa3とする。 FIG. 14 and FIG. 15 are schematic views each showing an example of a band diagram of the organic EL element of this embodiment. In the organic EL device illustrated in FIG. 13, the ionization potential of the hole injection transport layer 4 is Ip 1 , the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer 6 is Ip 2 , and the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer 5b is Ip. 5 , the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer 7 is Ip 3 , the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer 4 is Ea 1 , the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer 6 is Ea 2 , the cathode side The electron affinity of the host material of the light emitting layer 5b is Ea 5 , and the electron affinity of the constituent material of the electron injection / transport layer 7 is Ea 3 .

正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係はEa1≧Ea2であり、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp2≧Ip3である。
陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料は同一であることから、陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp5=Ip3であり、陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係はEa5=Ea3である。
中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料は異なることから、Ip2=Ip5のときEa2≠Ea5、および、Ea2=Ea5のときIp2≠Ip5である。
すなわち、中央発光層の構成材料と陰極側発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とのイオン化ポテンシャルの関係は、Ip2≧Ip5=Ip3であり、Ip2=Ip5=Ip3のときEa2≠Ea5かつEa2≠Ea3、および、Ea2=Ea5=Ea3のときIp2≠Ip5かつIp2≠Ip3である。
The relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , and the relationship of the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer and the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 3 .
The host material of the cathode-side light emitting layer and the constituent material of the electron injection / transport layer are the same, so the relationship between the ionization potential of the host material of the cathode-side light emitting layer and the material of the electron injection / transport layer is Ip 5 = Ip 3 The relationship between the electron affinity of the host material of the cathode side light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ea 5 = Ea 3 .
The host material is different from the constituent material and the cathode side light emitting layer of the central light-emitting layer, Ea 2 ≠ Ea 5 when Ip 2 = Ip 5, and a Ip 2 ≠ Ip 5 when Ea 2 = Ea 5.
That is, the relationship between the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer, the host material of the cathode side light emitting layer, and the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 5 = Ip 3 and Ip 2 = Ip 5 = Ip when 3 Ea 2 ≠ Ea 5 and Ea 2 ≠ Ea 3, and a Ip 2 ≠ Ip 5 and Ip 2 ≠ Ip 3 when Ea 2 = Ea 5 = Ea 3 .

本実施態様においては、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が同一であり、正孔注入輸送層の構成材料および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係がEa1≧Ea2であり、中央発光層の構成材料および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係がIp2≧Ip3であることにより、対極への正孔および電子の突き抜けは起こるものの、陽極および陰極間を正孔および電子が円滑に輸送されるので、駆動中における正孔注入輸送層および中央発光層の界面と陰極側発光層および電子注入輸送層の界面とにおいて電荷の蓄積がなく、これらの層の界面での劣化を抑制することができる。したがって、顕著に安定な寿命特性を得ることできるとともに、色変化を小さくすることが可能である。 In this embodiment, the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, and the relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the constituent material of the central light emitting layer is Ea 1 ≧ is Ea 2, by the relationship of the ionization potential of a constituent material of the constituent material and the electron injection transport layer of the central light-emitting layer is Ip 2 ≧ Ip 3, although penetration of holes and electrons to the counter electrode occurs, an anode and Since holes and electrons are smoothly transported between the cathodes, there is no charge accumulation at the interface between the hole injection transport layer and the central light emitting layer and the interface between the cathode side light emitting layer and the electron injection transport layer during driving. It is possible to suppress deterioration at the interface of the layers. Accordingly, it is possible to obtain a remarkably stable lifetime characteristic and to reduce the color change.

また本実施態様においては、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が異なることにより、中央発光層および陰極側発光層の界面には、正孔注入輸送層および中央発光層の界面や陰極側発光層および電子注入輸送層の界面に比べて電荷が蓄積されやすくなり、中央発光層および陰極側発光層の界面にて集中的に発光させることができる。また、正孔および電子が円滑に輸送されることによって、発光層内全体で正孔および電子が再結合するため、正孔および電子の再結合効率が著しく低下することもない。したがって、高効率化を図ることが可能である。   In this embodiment, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different, so that the interface between the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer is the interface between the hole injection transport layer and the central light emitting layer. As compared with the interface between the cathode-side light-emitting layer and the electron-injecting and transporting layer, charges are more easily accumulated, and light can be emitted intensively at the interface between the central and light-emitting layers. In addition, since holes and electrons are transported smoothly, holes and electrons are recombined throughout the light emitting layer, so that the recombination efficiency of holes and electrons is not significantly reduced. Therefore, high efficiency can be achieved.

さらに本実施態様においては、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が同一であることにより、電子注入輸送層から陰極側発光層への電子注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることが可能である。   Furthermore, in this embodiment, since the constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, there is no electron injection barrier from the electron injecting and transporting layer to the cathode side light emitting layer, and the driving voltage is reduced. It is possible to make it.

なお、陽極、陰極、基板、第3正孔注入輸送層、および第3電子注入輸送層については、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本実施態様の有機EL素子における他の構成について説明する。   The anode, the cathode, the substrate, the third hole injecting and transporting layer, and the third electron injecting and transporting layer are the same as those described in the first embodiment, and the description thereof is omitted here. Hereinafter, the other structure in the organic EL element of this embodiment is demonstrated.

1.イオン化ポテンシャルおよび電子親和力
本実施態様においては、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3である。
1. In this embodiment, when the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 When the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2 and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 3 , Ip 2 ≧ Ip 3 .

正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係としては、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であればよい。また、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2としたとき、通常はIp1≦Ip2とされる。 Regarding the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the central light emitting layer, the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 , and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 Ea 1 ≧ Ea 2 is sufficient. In addition, the relationship between the ionization potentials of the constituent materials of the hole injection transport layer and the central light emitting layer is as follows: the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer is Ip 1 , and the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2 . In general, Ip 1 ≦ Ip 2 is satisfied.

中でも、中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有し、正孔注入輸送層の構成材料と中央発光層のホスト材料とが同一であることが好ましいことから、中央発光層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係は、図15に例示するように、Ip1=Ip2かつEa1=Ea2であることが好ましい。正孔注入輸送層から中央発光層への正孔注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。 In particular, since the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, and the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the central light emitting layer are preferably the same, the central light emitting layer and the hole injecting and transporting layer are preferred. The relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent material is preferably Ip 1 = Ip 2 and Ea 1 = Ea 2 as illustrated in FIG. This is because there is no hole injection barrier from the hole injection transport layer to the central light emitting layer, and the driving voltage can be lowered.

一方、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係は、図14に例示するように、Ip1<Ip2かつEa1>Ea2であることも好ましい。Ip1<Ip2かつEa1>Ea2であれば、中央発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーを比較的大きくすることができるからである。例えば中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合には、発光効率の向上のために、中央発光層のホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たすように、ホスト材料および発光ドーパントを選択することが容易となる。また、Ip1<Ip2であるので、正孔注入輸送層から中央発光層への正孔輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、正孔の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。 On the other hand, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the central light emitting layer is preferably Ip 1 <Ip 2 and Ea 1 > Ea 2 as illustrated in FIG. This is because if Ip 1 <Ip 2 and Ea 1 > Ea 2 , the band gap energy of the constituent material of the central light emitting layer can be made relatively large. For example, when the central light-emitting layer contains a host material and a light-emitting dopant, the host material and the light-emitting dopant have an ionization potential and an electron affinity that satisfy a predetermined relationship in order to improve luminous efficiency. It becomes easy to select the material and the luminescent dopant. In addition, since Ip 1 <Ip 2 , the presence of some energy barrier in the hole transport from the hole injection transport layer to the central light emitting layer can control the hole injection and increase the luminous efficiency. Because it can.

Ip1<Ip2の場合、Ip1およびIp2の差としては、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。なお、Ip1およびIp2の差が比較的大きい場合であっても、駆動電圧を比較的高くすれば、正孔注入輸送層から中央発光層へ正孔を輸送させることができる。 In the case of Ip 1 <Ip 2 , the difference between Ip 1 and Ip 2 varies depending on the constituent materials of the hole injection transport layer and the central light emitting layer, but specifically 0.1 eV or more Is preferable, and more preferably 0.2 eV or more. Even when the difference between Ip 1 and Ip 2 is relatively large, holes can be transported from the hole injecting and transporting layer to the central light emitting layer if the driving voltage is relatively high.

Ea1>Ea2の場合、Ea1およびEa2の差としては、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料に応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上0.5eV以下とすることがより好ましい。 When Ea 1 > Ea 2 , the difference between Ea 1 and Ea 2 varies depending on the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the central light emitting layer, but specifically 0.1 eV or more. Is preferable, and more preferably 0.2 eV or more and 0.5 eV or less.

中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係としては、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であればよい。本実施態様においては、陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料が同一であり、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が異なるので、中央発光層の構成材料と陰極側発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とのイオン化ポテンシャルの関係は、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、陰極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp5、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3とすると、Ip2≧Ip5=Ip3である。この場合、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が異なるので、Ip2=Ip5=Ip3のときEa2≠Ea5かつEa2≠Ea3、および、Ea2=Ea5=Ea3のときIp2≠Ip5かつIp2≠Ip3である。
中でも、Ip2>Ip5=Ip3であることが好ましい。Ip2>Ip5=Ip3かつEa2<Ea5=Ea3であれば、中央発光層の構成材料のバンドギャップエネルギーを比較的大きくすることができるからである。例えば中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合には、発光効率の向上のために、中央発光層のホスト材料および発光ドーパントのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力が所定の関係を満たすように、ホスト材料および発光ドーパントを選択することが容易となる。
The relationship between the ionization potential of the constituent material of the central light-emitting layer and the electron injecting and transporting layer, when Ip 2 and an ionization potential of a constituent material of the central light-emitting layer, the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer was Ip 3, Ip 2 ≧ Ip 3 is sufficient. In this embodiment, since the host material of the cathode side light emitting layer and the constituent material of the electron injection transport layer are the same, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different. The ionization potential between the host material of the cathode-side light emitting layer and the constituent material of the electron injection / transport layer is expressed as follows: the ionization potential of the constituent material of the central light-emitting layer is Ip 2 and the ionization potential of the host material of the cathode-side light-emitting layer is Ip 5 When the ionization potential of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ip 3 , Ip 2 ≧ Ip 5 = Ip 3 . In this case, since the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different, when Ip 2 = Ip 5 = Ip 3 , Ea 2 ≠ Ea 5 and Ea 2 ≠ Ea 3 , and Ea 2 = Ea 5 When Ea 3 , Ip 2 ≠ Ip 5 and Ip 2 ≠ Ip 3 .
Among them, it is preferable that Ip 2 > Ip 5 = Ip 3 . This is because if Ip 2 > Ip 5 = Ip 3 and Ea 2 <Ea 5 = Ea 3 , the band gap energy of the constituent material of the central light emitting layer can be made relatively large. For example, when the central light-emitting layer contains a host material and a light-emitting dopant, the host material and the light-emitting dopant have an ionization potential and an electron affinity that satisfy a predetermined relationship in order to improve luminous efficiency. It becomes easy to select the material and the luminescent dopant.

Ip2>Ip5=Ip3の場合、Ip2とIp5およびIp3との差としては、中央発光層の構成材料と陰極側発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とに応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。 When Ip 2 > Ip 5 = Ip 3 , the difference between Ip 2 and Ip 5 and Ip 3 depends on the constituent material of the central light emitting layer, the host material of the cathode side light emitting layer, and the constituent material of the electron injection and transport layer Specifically, it is preferably 0.1 eV or more, more preferably 0.2 eV or more.

中央発光層および電子注入輸送層の構成材料の電子親和力の関係としては、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3としたとき、通常はEa2≦Ea3とされる。本実施態様においては、上述したように、陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料が同一であり、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が異なるので、中央発光層の構成材料と陰極側発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料との電子親和力の関係は、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2、陰極側発光層のホスト材料の電子親和力をEa5、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3とすると、Ea2≦Ea5=Ea3とされる。この場合、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が異なるので、上述したように、Ip2=Ip5=Ip3のときEa2≠Ea5かつEa2≠Ea3、および、Ea2=Ea5=Ea3のときIp2≠Ip5かつIp2≠Ip3である。
中でも、Ea2<Ea5=Ea3であることが好ましい。陰極側発光層から中央発光層への電子輸送において多少のエネルギー障壁が存在することにより、電子の注入を制御し、発光効率を高めることができるからである。
The relationship between the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer is as follows: when the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 and the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ea 3 , Is Ea 2 ≦ Ea 3 . In the present embodiment, as described above, the host material of the cathode side light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are the same, and the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different. the relationship between the electron affinity of the constituent material of the material of the light-emitting layer on the cathode side light emitting layer host material and the electron injecting and transporting layer, the electron affinity of the constituent material of the central light-emitting layer Ea 2, the host material for the cathode-side emission layer When the electron affinity is Ea 5 and the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ea 3 , Ea 2 ≦ Ea 5 = Ea 3 is satisfied. In this case, since the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different, as described above, when Ip 2 = Ip 5 = Ip 3 , Ea 2 ≠ Ea 5 and Ea 2 ≠ Ea 3 , and When Ea 2 = Ea 5 = Ea 3 , Ip 2 ≠ Ip 5 and Ip 2 ≠ Ip 3 .
Among these, it is preferable that Ea 2 <Ea 5 = Ea 3 . This is because the presence of some energy barrier in electron transport from the cathode side light emitting layer to the central light emitting layer can control the injection of electrons and increase the light emission efficiency.

Ea2<Ea5=Ea3の場合、Ea2とEa5およびEa3との差としては、中央発光層の構成材料と陰極側発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とに応じて異なるものであるが、具体的には0.1eV以上とすることが好ましく、0.2eV以上とすることがより好ましい。なお、Ea2およびEa5の差が比較的大きい場合であっても、駆動電圧を比較的高くすれば、陰極側発光層から中央発光層へ電子を輸送させることができる。 When Ea 2 <Ea 5 = Ea 3 , the difference between Ea 2 and Ea 5 and Ea 3 depends on the constituent material of the central light emitting layer, the host material of the cathode side light emitting layer, and the constituent material of the electron injection and transport layer Specifically, it is preferably 0.1 eV or more, more preferably 0.2 eV or more. Even when the difference between Ea 2 and Ea 5 is relatively large, electrons can be transported from the cathode side light emitting layer to the central light emitting layer if the driving voltage is relatively high.

正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係としては、特に限定されるものではない。
中でも、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は同一のバイポーラ材料を含有することが好ましいことから、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3とし、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3としたとき、図14に例示するように、Ip1=Ip3かつEa1=Ea3であることが好ましい。
一方、正孔注入輸送層の構成材料と中央発光層のホスト材料とが同一であり、図15に例示するように正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係がIp1=Ip2かつEa1=Ea2ある場合には、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料が異なることから、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料も異なり、正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係はIp1=Ip3のときEa1≠Ea3、Ea1=Ea3のときIp1≠Ip3となる。
The relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the hole injection transport layer and the electron injection transport layer is not particularly limited.
In particular, since the hole injection transport layer and the electron injection transport layer preferably contain the same bipolar material, the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer is Ip 1 , and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is Assuming that the potential is Ip 3 , the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ea 1 , and the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ea 3 , as illustrated in FIG. 14, Ip 1 = Ip 3 and Ea 1 = Ea 3 are preferred.
On the other hand, the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the central light emitting layer are the same, and the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the hole injecting and transporting layer and the central light emitting layer as illustrated in FIG. When Ip 1 = Ip 2 and Ea 1 = Ea 2 , the constituent materials of the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer are different. relation of the ionization potential and electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the electron injecting and transporting layer becomes Ea 1 ≠ Ea 3, Ea 1 = Ip 1 ≠ Ip 3 when Ea 3 when Ip 1 = Ip 3.

本実施態様においては、図16に例示するように、陽極3および正孔注入輸送層4の間に第2正孔注入輸送層9が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 16, a second hole injection / transport layer 9 may be formed between the anode 3 and the hole injection / transport layer 4. In this case, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted here.

本実施態様においては、図16に例示するように、電子注入輸送層7および陰極8の間に第2電子注入輸送層10が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 16, the second electron injection / transport layer 10 may be formed between the electron injection / transport layer 7 and the cathode 8. In this case, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted here.

本実施態様においては、図17に例示するように、第2正孔注入輸送層9および正孔注入輸送層4の間に第3正孔注入輸送層11が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 17, a third hole injection transport layer 11 may be formed between the second hole injection transport layer 9 and the hole injection transport layer 4. In this case, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injecting and transporting layer, the third hole injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer is the same as that in the first embodiment. The description in is omitted.

本実施態様においては、図17に例示するように、電子注入輸送層7および第2電子注入輸送層10の間に第3電子注入輸送層12が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 17, a third electron injection / transport layer 12 may be formed between the electron injection / transport layer 7 and the second electron injection / transport layer 10. In this case, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer, the third electron injecting and transporting layer, and the electron affinity is the same as that in the first embodiment. Is omitted.

なお、各層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の測定方法は、上記第1実施態様に記載したとおりである。   In addition, the measuring method of the ionization potential and electron affinity of the constituent material of each layer is as having described in the said 1st embodiment.

2.陰極側発光層
本実施態様における陰極側発光層は、ホスト材料および発光ドーパントを含有し、中央発光層および電子注入輸送層およびの間に形成されるものであり、陰極側発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とが同一であり、陰極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料とが異なるものである。陰極側発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有する。
2. Cathode side light emitting layer The cathode side light emitting layer in this embodiment contains a host material and a light emitting dopant, and is formed between the central light emitting layer and the electron injecting and transporting layer. The constituent material of the electron injecting and transporting layer is the same, and the host material of the cathode side light emitting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. The cathode side light emitting layer has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes.

陰極側発光層のホスト材料としては、電子注入輸送層の構成材料と同一であればよく、例えば、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料を挙げることができる。なお、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料については、上記第1実施態様に記載したので、ここでの説明は省略する。   The host material for the cathode-side light emitting layer may be the same as the constituent material for the electron injecting and transporting layer, and examples thereof include a dye material, a metal complex material, and a polymer material. In addition, since it described in the said 1st embodiment about the pigment | dye type | system | group material, a metal complex type | system | group material, and a polymeric material, description here is abbreviate | omitted.

本実施態様において、陰極側発光層のホスト材料はバイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を陰極側発光層に用いることにより、駆動中における各層の界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。
なお、バイポーラ材料については、上記第1実施態様の陽極側発光層の項に詳しく記載したので、ここでの説明は省略する。
In the present embodiment, the host material of the cathode side light emitting layer is preferably a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the cathode-side light emitting layer can effectively suppress deterioration at the interface of each layer during driving.
The bipolar material has been described in detail in the section of the anode side light emitting layer of the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

なお、発光ドーパント、ホスト材料および発光ドーパントの電子親和力およびイオン化ポテンシャルの関係、陰極側発光層中の発光ドーパント濃度、および、陰極側発光層が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合については、上記第1実施態様の陽極側発光層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   The relationship between the electron affinity and ionization potential of the light emitting dopant, the host material and the light emitting dopant, the light emitting dopant concentration in the cathode side light emitting layer, and the case where the cathode side light emitting layer contains two or more kinds of light emitting dopants are as described above. Since it is the same as that of what was described in the term of the anode side light emitting layer of the 1st embodiment, explanation here is omitted.

陰極側発光層は、発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。   The cathode-side light emitting layer preferably has one or more doped regions containing a light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing a light emitting dopant.

図18(a)に示す例においては、陰極側発光層5bがドープ領域21とノンドープ領域22とを有し、ノンドープ領域22が中央発光層6側に配置されている。例えば陰極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、陰極側発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることにより、上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。具体的には、陰極側発光層および中央発光層が互いに異なる色を発する発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントがそれぞれ発光することで白色光を得る場合には、陰極側発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることが好ましい。また、陰極側発光層および中央発光層のうち、一方が蛍光発光ドーパントを含有し、他方が燐光発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントをそれぞれ発光させる場合にも、陰極側発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることが好ましい。   In the example shown in FIG. 18A, the cathode-side light-emitting layer 5b has a doped region 21 and a non-doped region 22, and the non-doped region 22 is disposed on the central light-emitting layer 6 side. For example, when energy transfer can occur between the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer and the light emitting dopant in the center light emitting layer, by providing a non-doped region at the interface between the cathode side light emitting layer and the central light emitting layer, The energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved. Specifically, the cathode side light emitting layer and the central light emitting layer contain light emitting dopants that emit different colors, and when each light emitting dopant emits light to obtain white light, the cathode side light emitting layer and the center light emitting layer It is preferable that a non-doped region is provided at the interface of the light emitting layer. In addition, when one of the cathode-side light emitting layer and the central light-emitting layer contains a fluorescent light-emitting dopant and the other contains a phosphorescent light-emitting dopant, It is preferable that a non-doped region is provided at the interface of the light emitting layer.

図18(b)に示す例においては、陰極側発光層5bが2箇所のドープ領域21a、21bと1箇所のノンドープ領域22とを有し、2箇所のドープ領域21a、21bの間にノンドープ領域22が配置されている。例えばドープ領域21a中の発光ドーパントおよびドープ領域21b中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、2つのドープ領域21a,21bの間にノンドープ領域22が配置されていることにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。具体的には、2つのドープ領域が互いに異なる色を発する発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントがそれぞれ発光することで白色光を得る場合には、2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることが好ましい。また、2つのドープ領域のうち、一方が蛍光発光ドーパントを含有し、他方が燐光発光ドーパントを含有しており、各発光ドーパントをそれぞれ発光させる場合にも、2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていることが好ましい。   In the example shown in FIG. 18B, the cathode side light emitting layer 5b has two doped regions 21a and 21b and one non-doped region 22, and a non-doped region between the two doped regions 21a and 21b. 22 is arranged. For example, in the case where energy transfer can occur between the light-emitting dopant in the doped region 21a and the light-emitting dopant in the doped region 21b, the non-doped region 22 is disposed between the two doped regions 21a and 21b, so that the above energy is obtained. It is difficult to cause movement and light emission efficiency can be improved. Specifically, when the two doped regions contain light emitting dopants that emit different colors, and each light emitting dopant emits light to obtain white light, a non-doped region between the two doped regions. Is preferably arranged. In addition, when one of the two doped regions contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant, and each of the light emitting dopants emits light, the non-doped region is located between the two doped regions. Is preferably arranged.

このように、陰極側発光層がノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。   Thus, luminous efficiency can be improved because the cathode side light emitting layer has a non-doped region.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置としては、陰極側発光層が1箇所以上のドープ領域と1箇所以上のノンドープ領域とを有するような配置であれば特に限定されるものではない。例えば、図18(a)に示すように陰極側発光層5bが中央発光層6側にノンドープ領域22を有していてもよく、図18(b)に示すように陰極側発光層5bが2箇所のドープ領域21a,21bに挟まれたノンドープ領域22を有していてもよい。また、図示しないが、陰極側発光層が2箇所のドープ領域と2箇所のノンドープ領域とを有し、ドープ領域とノンドープ領域とが交互に配置されていてもよい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is not particularly limited as long as the cathode side light emitting layer has an arrangement of one or more doped regions and one or more non-doped regions. For example, the cathode side light emitting layer 5b may have a non-doped region 22 on the central light emitting layer 6 side as shown in FIG. 18A, and the cathode side light emitting layer 5b has 2 as shown in FIG. You may have the non-dope area | region 22 pinched | interposed into the some dope area | regions 21a and 21b. Although not shown, the cathode side light emitting layer may have two doped regions and two non-doped regions, and the doped regions and the non-doped regions may be alternately arranged.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置は、発光ドーパントのエネルギー遷移を考慮して適宜選択される。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is appropriately selected in consideration of the energy transition of the luminescent dopant.

なお、ドープ領域およびノンドープ領域のその他の点については、上記陽極側発光層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Since the other points of the doped region and the non-doped region are the same as those described in the section of the anode side light emitting layer, description thereof is omitted here.

また、陰極側発光層の厚みおよび成膜方法については、上記第1実施態様における陽極側発光層の厚みおよび成膜方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Further, the thickness of the cathode-side light emitting layer and the film forming method are the same as the thickness of the anode-side light emitting layer and the film forming method in the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

3.中央発光層
本実施態様における中央発光層は、正孔注入輸送層および陰極側発光層の間に形成されるものであり、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料は異なり、中央発光層の構成材料および電子注入輸送層の構成材料も異なるものである。中央発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有する。
3. Central light-emitting layer The central light-emitting layer in this embodiment is formed between the hole injection transport layer and the cathode-side light-emitting layer, and the constituent material of the central light-emitting layer and the host material of the cathode-side light-emitting layer are different. The constituent material of the light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are also different. The central light emitting layer has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes.

中央発光層の構成材料は、陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料と異なればよい。
また、中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合、中央発光層のホスト材料と正孔注入輸送層の構成材料とが同一であることが好ましい。正孔注入輸送層から中央側発光層への電子注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
一方、後述のように、正孔注入輸送層の構成材料と電子注入輸送層の構成材料とが同一である場合には、中央発光層の構成材料と電子注入輸送層の構成材料とは異なることから、中央発光層のホスト材料と正孔注入輸送層の構成材料とは異なるものとなる。
なお、中央発光層の構成材料のその他の点については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
The constituent material of the central light emitting layer may be different from the constituent material of the host material of the cathode side light emitting layer and the electron injecting and transporting layer.
When the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, it is preferable that the host material of the central light emitting layer and the constituent material of the hole injecting and transporting layer are the same. This is because there is no electron injection barrier from the hole injecting and transporting layer to the central light emitting layer, and the driving voltage can be lowered.
On the other hand, as will be described later, when the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are the same, the constituent material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are different. Therefore, the host material of the central light emitting layer and the constituent material of the hole injecting and transporting layer are different.
In addition, since it is the same as that of the said 1st embodiment about the other point of the constituent material of a center light emitting layer, description here is abbreviate | omitted.

また、中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合において、ホスト材料および発光ドーパントの電子親和力およびイオン化ポテンシャルの関係、中央発光層中の発光ドーパント濃度、および、中央発光層が2種類以上の発光ドーパントを含有する場合については、上記第1実施態様の陽極側発光層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the case where the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, the relationship between the electron affinity and ionization potential of the host material and the light emitting dopant, the light emitting dopant concentration in the central light emitting layer, and the central light emitting layer having two or more types Since the case of containing a light emitting dopant is the same as that described in the section of the anode side light emitting layer of the first embodiment, description thereof is omitted here.

中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合、中央発光層は、発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。   When the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, the central light emitting layer preferably has one or more doped regions containing a light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing a light emitting dopant.

図19(a)に示す例においては、中央発光層6がドープ領域21とノンドープ領域22とを有し、ノンドープ領域22が陰極側発光層5b側に配置されている。例えば陰極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、陰極側発光層および中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることにより、上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。   In the example shown in FIG. 19A, the central light emitting layer 6 has a doped region 21 and a non-doped region 22, and the non-doped region 22 is arranged on the cathode side light emitting layer 5b side. For example, when energy transfer can occur between the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer and the light emitting dopant in the center light emitting layer, by providing a non-doped region at the interface between the cathode side light emitting layer and the central light emitting layer, The energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved.

図19(b)に示す例においては、中央発光層6がドープ領域21とノンドープ領域22とを有し、ノンドープ領域22が正孔注入輸送層4側に配置されている。例えば中央発光層6中の発光ドーパントから正孔注入輸送層4の構成材料へエネルギー移動が起こり得る場合には、中央発光層6が正孔注入輸送層4側にノンドープ領域22を有することにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。   In the example shown in FIG. 19B, the central light emitting layer 6 has a doped region 21 and a non-doped region 22, and the non-doped region 22 is arranged on the hole injection transport layer 4 side. For example, when energy transfer can occur from the light emitting dopant in the central light emitting layer 6 to the constituent material of the hole injecting and transporting layer 4, the central light emitting layer 6 has the non-doped region 22 on the hole injecting and transporting layer 4 side. Energy transfer is unlikely to occur and the light emission efficiency can be improved.

図19(c)に示す例においては、中央発光層6が2箇所のドープ領域21a、21bと1箇所のノンドープ領域22とを有し、2箇所のドープ領域21a、21bの間にノンドープ領域22が配置されている。例えばドープ領域21a中の発光ドーパントおよびドープ領域21b中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、2つのドープ領域21a,21bの間にノンドープ領域22が配置されていることにより上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。   In the example shown in FIG. 19C, the central light emitting layer 6 has two doped regions 21a and 21b and one non-doped region 22, and the non-doped region 22 is provided between the two doped regions 21a and 21b. Is arranged. For example, in the case where energy transfer can occur between the light-emitting dopant in the doped region 21a and the light-emitting dopant in the doped region 21b, the non-doped region 22 is disposed between the two doped regions 21a and 21b, so that the above energy is obtained. It is difficult to cause movement and light emission efficiency can be improved.

このように、中央発光層がノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。   Thus, luminous efficiency can be improved because the central light emitting layer has a non-doped region.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置としては、中央発光層が1箇所以上のドープ領域と1箇所以上のノンドープ領域とを有するような配置であれば特に限定されるものではない。例えば、図19(a)に示すように中央発光層6が陰極側発光層5b側にノンドープ領域22を有していてもよく、図19(b)に示すように中央発光層6が正孔注入輸送層4側にノンドープ領域22を有していてもよく、図19(c)に示すように中央発光層6が2箇所のドープ領域21a,21bに挟まれたノンドープ領域22を有していてもよい。また、図示しないが、中央発光層が2箇所のドープ領域と3箇所のノンドープ領域とを有し、ドープ領域とノンドープ領域とが交互に配置されていてもよい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is not particularly limited as long as the central light emitting layer has one or more doped regions and one or more non-doped regions. For example, the central light emitting layer 6 may have a non-doped region 22 on the cathode side light emitting layer 5b side as shown in FIG. 19A, and the central light emitting layer 6 has holes as shown in FIG. A non-doped region 22 may be provided on the injection transport layer 4 side, and the central light emitting layer 6 has a non-doped region 22 sandwiched between two doped regions 21a and 21b as shown in FIG. May be. Although not shown, the central light emitting layer may have two doped regions and three non-doped regions, and the doped regions and the non-doped regions may be alternately arranged.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置は、発光ドーパントのエネルギー遷移を考慮して適宜選択される。中でも、正孔および電子の注入バランスがとれるように、ドープ領域およびノンドープ領域の配置を適宜選択することが好ましい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is appropriately selected in consideration of the energy transition of the luminescent dopant. Among them, it is preferable to appropriately select the arrangement of the doped region and the non-doped region so that the injection balance of holes and electrons can be obtained.

図19(b)に例示する有機EL素子においては、中央発光層6が正孔注入輸送層4側にノンドープ領域22を有するので、正孔注入輸送層および中央発光層の界面で発光ドーパントが正孔注入を阻害することがなく、正孔注入輸送層から中央発光層への正孔注入を良好なものとすることができる。
ここで、本実施態様においては、正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係がEa1≧Ea2であり、中央発光層に注入された電子が対極へ突き抜けるのを防止するブロッキング層が設けられていないため、従来のブロッキング層を有する有機EL素子と同じようにして、発光層へ注入される正孔および電子のバランスをとることは困難である。
これに対して、図19(b)に例示する有機EL素子においては、中央発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、発光ドーパントによる電荷のトラップを制御することができ、高効率な素子を得ることができる。例えば、発光ドーパントが正孔よりも電子を輸送しやすいものである場合には、電子の注入が過剰になる傾向がある。この場合には、中央発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。これは、中央発光層の正孔注入輸送層側(陽極側)にノンドープ領域を設け、中央発光層の陰極発光層側(陰極側)にドープ領域を設けることにより、陰極から中央発光層に注入された電子が、中央発光層中でより多く発光ドーパントにトラップされ、特に陰極側でより多く発光ドーパントにトラップされて、陽極へ突き抜けるのを防止しているためであると思料される。すなわち、中央発光層が正孔注入輸送層側にノンドープ領域を有する場合には、電子の注入が過剰である場合に有用である。
In the organic EL device illustrated in FIG. 19B, since the central light emitting layer 6 has the non-doped region 22 on the hole injecting and transporting layer 4 side, the light emitting dopant is positive at the interface between the hole injecting and transporting layer and the central light emitting layer. The hole injection from the hole injecting and transporting layer to the central light emitting layer can be improved without hindering the hole injection.
Here, in this embodiment, the relationship between the electron affinity of the constituent materials of the hole injection transport layer and the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , and the electrons injected into the central light emitting layer are prevented from penetrating to the counter electrode. Since no blocking layer is provided, it is difficult to balance the holes and electrons injected into the light emitting layer in the same manner as an organic EL device having a conventional blocking layer.
On the other hand, in the organic EL device illustrated in FIG. 19B, the central light emitting layer has a non-doped region on the hole injecting and transporting layer side, whereby charge trapping by the light emitting dopant can be controlled. A highly efficient element can be obtained. For example, when the luminescent dopant is more likely to transport electrons than holes, the electron injection tends to be excessive. In this case, since the central light emitting layer has a non-doped region on the hole injecting and transporting layer side, the light emission efficiency can be improved. This is because a non-doped region is provided on the hole-injecting and transporting layer side (anode side) of the central light-emitting layer, and a doped region is provided on the cathode light-emitting layer side (cathode side) of the central light-emitting layer. It is thought that this is because the generated electrons are trapped by the light emitting dopant more in the central light emitting layer, and are trapped by the light emitting dopant more at the cathode side, and do not penetrate to the anode. That is, when the central light emitting layer has a non-doped region on the hole injecting and transporting layer side, it is useful when electron injection is excessive.

なお、ドープ領域およびノンドープ領域のその他の点については、上記第1実施態様と同様である。   The remaining points of the doped region and the non-doped region are the same as in the first embodiment.

中央発光層もホスト材料および発光ドーパントを含有する場合、陰極側発光層および中央発光層は異なる種類の発光ドーパントを含有することが好ましい。陰極側発光層および中央発光層を積層することで、陰極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制し、陰極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの両方を光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   When the central light emitting layer also contains a host material and a light emitting dopant, the cathode side light emitting layer and the central light emitting layer preferably contain different types of light emitting dopants. By laminating the cathode side light emitting layer and the central light emitting layer, the energy transfer between the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer and the light emitting dopant in the central light emitting layer is suppressed, and the light emitting dopant and center in the cathode side light emitting layer are suppressed. This is because both of the light-emitting dopant in the light-emitting layer can be illuminated, so that the luminous efficiency can be increased and a desired emission color can be obtained.

なお、陰極側発光層および中央発光層が異なる種類の発光ドーパントを含有する場合については、上記第1実施態様において陽極側発光層および中央発光層が異なる種類の発光ドーパントを含有する場合と同様であるので、ここでの説明は省略する。   The case where the cathode side light emitting layer and the central light emitting layer contain different types of light emitting dopants is the same as the case where the anode side light emitting layer and the central light emitting layer contain different types of light emitting dopants in the first embodiment. Since there is, explanation here is omitted.

また、中央発光層の厚みおよび成膜方法については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Further, since the thickness of the central light emitting layer and the film forming method are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.

4.正孔注入輸送層
本実施態様に用いられる正孔注入輸送層は、陽極および中央発光層の間に形成されるものである。正孔注入輸送層は、陽極から中央発光層に正孔を安定に注入または輸送する機能を有する。
4). Hole Injecting and Transporting Layer The hole injecting and transporting layer used in this embodiment is formed between the anode and the central light emitting layer. The hole injection transport layer has a function of stably injecting or transporting holes from the anode to the central light emitting layer.

正孔注入輸送層としては、正孔注入機能を有する正孔注入層、および正孔輸送機能を有する正孔輸送層のいずれか一方であってもよく、あるいは、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。   The hole injection transport layer may be either a hole injection layer having a hole injection function and a hole transport layer having a hole transport function, or may be a hole injection function and a hole transport. It may be a single layer having both functions.

正孔注入輸送層の構成材料としては、陽極から注入された正孔を安定に中央発光層へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記第1実施態様の第2正孔注入輸送層の構成材料と同様のものを用いることができる。   The constituent material of the hole injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it is a material that can stably transport holes injected from the anode to the central light emitting layer, and is not limited to the second material in the first embodiment. The same constituent materials as the hole injecting and transporting layer can be used.

中でも、正孔注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を正孔注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。なお、バイポーラ材料については、上記第1実施態様に記載したので、ここでの説明は省略する。   Among these, the constituent material of the hole injecting and transporting layer is preferably a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the hole injecting and transporting layer can effectively suppress deterioration at the layer interface during driving. Since the bipolar material has been described in the first embodiment, description thereof is omitted here.

正孔注入輸送層および後述の電子注入輸送層がバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。
中でも、正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料は、同一であることが好ましい。これらのバイポーラ材料が同一であれば、正孔が電子注入輸送層に突き抜けたり、電子が正孔注入輸送層に突き抜けたりしても、これらの層が劣化しにくくなるからである。また、真空蒸着法等によりこれらの層を成膜する場合には、共通の蒸着源を用いることができ、製造工程上有利である。
When the hole injecting and transporting layer and the later-described electron injecting and transporting layer contain bipolar materials, the bipolar materials contained in these layers may be the same or different.
Especially, it is preferable that the bipolar material contained in a positive hole injection transport layer and an electron injection transport layer is the same. This is because, if these bipolar materials are the same, even if holes penetrate into the electron injecting and transporting layer and electrons penetrate into the hole injecting and transporting layer, these layers are not easily deteriorated. Moreover, when forming these layers by a vacuum evaporation method etc., a common vapor deposition source can be used and it is advantageous on a manufacturing process.

一方、正孔注入輸送層の構成材料と中央発光層のホスト材料とが同一であることも好ましい。正孔注入輸送層から中央側発光層への正孔注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることができるからである。
なお、正孔注入輸送層および電子注入輸送層に含まれるバイポーラ材料が同一である場合には、電子注入輸送層の構成材料と中央発光層の構成材料とは異なることから、正孔注入輸送層の構成材料と中央発光層のホスト材料とは異なるものとなる。
On the other hand, it is also preferable that the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the central light emitting layer are the same. This is because there is no hole injection barrier from the hole injection transport layer to the central light emitting layer, and the driving voltage can be lowered.
In addition, when the bipolar materials contained in the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer are the same, the constituent material of the electron injecting and transporting layer is different from the constituent material of the central light emitting layer. And the host material of the central light emitting layer are different.

なお、酸化性ドーパントが混合された領域、正孔注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the region where the oxidizing dopant is mixed, the film formation method and the thickness of the hole injecting and transporting layer are the same as those described in the first embodiment, and a description thereof is omitted here.

5.電子注入輸送層
本実施態様に用いられる電子注入輸送層は、陰極および中央発光層の間に形成されるものであり、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料は同一であり、電子注入輸送層の構成材料および中央発光層の構成材料は異なるものである。電子注入輸送層は、陰極から陰極側発光層に電子を安定に注入または輸送する機能を有するものである。
5). Electron Injecting and Transporting Layer The electron injecting and transporting layer used in this embodiment is formed between the cathode and the central light emitting layer, and the constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same. The constituent material of the electron injecting and transporting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. The electron injection / transport layer has a function of stably injecting or transporting electrons from the cathode to the cathode-side light emitting layer.

電子注入輸送層としては、電子注入機能を有する電子注入層、および電子輸送機能を有する電子輸送層のいずれか一方であってもよく、あるいは、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。   The electron injection / transport layer may be one of an electron injection layer having an electron injection function and an electron transport layer having an electron transport function, or a single unit having both an electron injection function and an electron transport function. It may be a single layer.

電子注入輸送層の構成材料としては、陰極から注入された電子を安定に中央発光層へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記陰極側発光層のホスト材料に例示した化合物を用いることができる。   The constituent material of the electron injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it is a material that can stably transport electrons injected from the cathode to the central light emitting layer, and is exemplified as the host material of the cathode side light emitting layer. The compound can be used.

中でも、電子注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。なお、バイポーラ材料については、上記第1実施態様の陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Especially, it is preferable that the constituent material of an electron injection transport layer is a bipolar material. By using a bipolar material for the electron injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed. Since the bipolar material is described in the section of the anode side light emitting layer in the first embodiment, description thereof is omitted here.

なお、還元性ドーパントが混合された領域、電子注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the region where the reducing dopant is mixed and the film formation method and thickness of the electron injecting and transporting layer are the same as those described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

6.第2正孔注入輸送層
本実施態様においては、陽極および正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
6). Second Hole Injection / Transport Layer In this embodiment, a second hole injection / transport layer may be formed between the anode and the hole injection / transport layer. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injection transport layer and the hole injection transport layer satisfy the above-described relationship.

陽極および正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2正孔注入輸送層が正孔注入層として機能し、正孔注入輸送層が正孔輸送層として機能する。   When the second hole injecting and transporting layer is formed between the anode and the hole injecting and transporting layer, the second hole injecting and transporting layer usually functions as the hole injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer is positive. Functions as a hole transport layer.

第2正孔注入輸送層の構成材料としては、上記正孔注入輸送層の構成材料と同様のものを用いることができる。   As the constituent material of the second hole injecting and transporting layer, the same material as the constituent material of the hole injecting and transporting layer can be used.

中でも、第2正孔注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第2正孔注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができるからである。なお、バイポーラ材料については、上記第1実施態様に記載したので、ここでの説明は省略する。   Especially, it is preferable that the constituent material of a 2nd positive hole injection transport layer is a bipolar material. This is because the use of the bipolar material for the second hole injecting and transporting layer can effectively suppress deterioration at the layer interface during driving. Since the bipolar material has been described in the first embodiment, description thereof is omitted here.

第2正孔注入輸送層および後述の第2電子注入輸送層がバイポーラ材料を含有する場合、これらの層に含有されるバイポーラ材料は、同一であってもよく異なっていてもよい。   When the second hole injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer described later contain bipolar materials, the bipolar materials contained in these layers may be the same or different.

なお、酸化性ドーパントが混合された領域、第2正孔注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the region where the oxidizing dopant is mixed, the film formation method and the thickness of the second hole injecting and transporting layer are the same as those described in the first embodiment, and the description thereof is omitted here.

7.第2電子注入輸送層
本実施態様においては、電子注入輸送層および陰極の間に第2電子注入輸送層が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力は、上述した関係を満たすことが好ましい。
7). Second Electron Injection / Transport Layer In this embodiment, a second electron injection / transport layer may be formed between the electron injection / transport layer and the cathode. In this case, it is preferable that the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injection / transport layer and the second electron injection / transport layer satisfy the relationship described above.

電子注入輸送層および陰極の間に第2電子注入輸送層が形成されている場合、通常は、第2電子注入輸送層が電子注入層として機能し、電子注入輸送層が電子輸送層として機能する。   When the second electron injecting and transporting layer is formed between the electron injecting and transporting layer and the cathode, normally, the second electron injecting and transporting layer functions as an electron injecting and transporting layer, and the electron injecting and transporting layer functions as an electron transporting layer. .

第2電子注入輸送層の構成材料としては、陰極から注入された電子を安定に中央発光層へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、上記第1実施態様の電子注入輸送層の構成材料と同様のものを用いることができる。   The constituent material of the second electron injecting and transporting layer is not particularly limited as long as it is a material capable of stably transporting electrons injected from the cathode to the central light emitting layer. The same material as the constituent material of the transport layer can be used.

中でも、第2電子注入輸送層の構成材料は、バイポーラ材料であることが好ましい。バイポーラ材料を第2電子注入輸送層に用いることにより、駆動中における層界面での劣化を効果的に抑制することができる。なお、バイポーラ材料については、上記第1実施態様の陽極側発光層の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   Among them, the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is preferably a bipolar material. By using the bipolar material for the second electron injecting and transporting layer, deterioration at the layer interface during driving can be effectively suppressed. Since the bipolar material is described in the section of the anode side light emitting layer in the first embodiment, description thereof is omitted here.

なお、還元性ドーパントが混合された領域、第2電子注入輸送層の成膜方法および厚みについては、上記第1実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。   Note that the region where the reducing dopant is mixed and the film formation method and thickness of the second electron injecting and transporting layer are the same as those described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

8.第3中央発光層
本実施態様においては、図20に例示するように、中央発光層6と陰極側発光層5bとの間にホスト材料および発光ドーパントを含有する第3中央発光層16bが形成されていてもよい。第3中央発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有する。
8). Third Central Light-Emitting Layer In this embodiment, as illustrated in FIG. 20, a third central light-emitting layer 16b containing a host material and a light-emitting dopant is formed between the central light-emitting layer 6 and the cathode-side light-emitting layer 5b. It may be. The third central light emitting layer has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes.

第3中央発光層のホスト材料は、陰極側発光層のホスト材料と同一であることが好ましい。
第3中央発光層のホスト材料および発光ドーパントとしては、上述の陰極側発光層のホスト材料および発光ドーパントと同様のものを用いることができる。
The host material of the third central light emitting layer is preferably the same as the host material of the cathode side light emitting layer.
As the host material and light emitting dopant of the third central light emitting layer, the same host materials and light emitting dopant as those of the cathode side light emitting layer described above can be used.

中央発光層と第3中央発光層と陰極側発光層とがホスト材料と発光ドーパントとを含有する場合、中央発光層と第3中央発光層と陰極側発光層とは互いに異なる種類の発光ドーパントを含有することが好ましい。中央発光層と第3中央発光層と陰極側発光層とを順に積層することで、中央発光層中の発光ドーパントおよび第3中央発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動、ならびに、第3中央発光層中の発光ドーパントおよび陰極側発光層中の発光ドーパントの間でのエネルギー移動を抑制し、各発光ドーパントをそれぞれ光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   When the central light emitting layer, the third central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer contain a host material and a light emitting dopant, the central light emitting layer, the third central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer have different types of light emitting dopants. It is preferable to contain. By laminating the central light emitting layer, the third central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer in order, the energy transfer between the light emitting dopant in the central light emitting layer and the light emitting dopant in the third central light emitting layer, and the third The energy transfer between the light emitting dopant in the central light emitting layer and the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer can be suppressed, each light emitting dopant can be made to emit light, and the light emitting efficiency can be increased and a desired light emitting color can be obtained. Because it can.

中でも、中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層のうち、1層または2層が蛍光発光ドーパントを含有し、それ以外の2層または1層が燐光発光ドーパントを含有することが好ましい。単一の発光層内に蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントが含まれる場合には、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こるおそれがあるが、中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層のうち、1層または2層に蛍光発光ドーパントを含有させ、それ以外の2層または1層に燐光発光ドーパントを含有させることで、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動を抑制し、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの両方を光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。
中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層のうち、1層が蛍光発光ドーパントを含有し、それ以外の2層が燐光発光ドーパントを含有する場合、中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層のいずれが蛍光発光ドーパントを含有するものであってもよい。
また、中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層のうち、2層が蛍光発光ドーパントを含有し、それ以外の1層が燐光発光ドーパントを含有する場合、中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層のいずれが燐光発光ドーパントを含有するものであってもよい。
Among them, it is preferable that one or two layers of the central light emitting layer, the third central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer contain a fluorescent light emitting dopant and the other two layers or one layer contain a phosphorescent light emitting dopant. . In the case where a fluorescent emitting phosphor and a phosphorescent emitting dopant are included in a single emitting layer, energy transfer may occur between the fluorescent emitting dopant and the phosphorescent emitting dopant, but the central emitting layer, the third central emitting layer, Energy transfer between the fluorescent light emitting dopant and the phosphorescent light emitting dopant by including a fluorescent light emitting dopant in one or two layers of the cathode side light emitting layer and adding a phosphorescent light emitting dopant to the other two layers or one layer. This is because both the fluorescent emission phosphor and the phosphorescence emission dopant can be made to emit light, and the emission efficiency can be increased and a desired emission color can be obtained.
Of the central light emitting layer, the third central light emitting layer and the cathode side light emitting layer, when one layer contains a fluorescent light emitting dopant and the other two layers contain a phosphorescent light emitting dopant, the central light emitting layer and the third central light emitting layer Either of the light emitting layer and the cathode side light emitting layer may contain a fluorescent light emitting dopant.
Further, when two of the central light emitting layer, the third central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer contain a fluorescent light emitting dopant and the other layer contains a phosphorescent light emitting dopant, the central light emitting layer, the third central light emitting layer, Either the light emitting layer or the cathode side light emitting layer may contain a phosphorescent light emitting dopant.

中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層が互いに異なる種類の発光ドーパントを含有する場合、異なる種類の発光ドーパントの発光色は同じであってもよく異なっていてもよい。中でも、異なる種類の発光ドーパントの発光色は異なることが好ましい。中央発光層中の発光ドーパント、第3中央発光層中の発光ドーパントおよび陰極側発光層中の発光ドーパントをそれぞれ光らせることにより、所望の発光色を得ることができるからである。   When the central light emitting layer, the third central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer contain different types of light emitting dopants, the light emission colors of the different types of light emitting dopants may be the same or different. Especially, it is preferable that the luminescent color of a different kind of light emission dopant differs. It is because a desired luminescent color can be obtained by causing the luminescent dopant in the central luminescent layer, the luminescent dopant in the third central luminescent layer, and the luminescent dopant in the cathode side luminescent layer to shine.

第3中央発光層は、発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。第2中央発光層がノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができるからである。   The third central light emitting layer preferably has one or more doped regions containing a light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing a light emitting dopant. This is because the light emission efficiency can be improved because the second central light emitting layer has a non-doped region.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置としては、例えば、第3中央発光層が中央発光層側にノンドープ領域を有していてもよく、第3中央発光層が陰極側発光層側にノンドープ領域を有していてもよい。
第3中央発光層が中央発光層側にノンドープ領域を有する場合において、例えば中央発光層中の発光ドーパントおよび第3中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、中央発光層および第3中央発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることにより、上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。
同様に、第3中央発光層が陰極側発光層側にノンドープ領域を有する場合において、例えば第3中央発光層中の発光ドーパントおよび陰極側発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動が起こり得る場合には、第3中央発光層および陰極側発光層の界面にノンドープ領域が設けられていることにより、上記エネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。
As the arrangement of the doped region and the non-doped region, for example, the third central light emitting layer may have a non-doped region on the central light emitting layer side, and the third central light emitting layer has a non-doped region on the cathode side light emitting layer side. It may be.
When the third central light emitting layer has a non-doped region on the central light emitting layer side, for example, when energy transfer can occur between the light emitting dopant in the central light emitting layer and the light emitting dopant in the third central light emitting layer, the central light emission By providing the non-doped region at the interface between the layer and the third central light emitting layer, the energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved.
Similarly, when the third central light emitting layer has a non-doped region on the cathode side light emitting layer side, for example, energy transfer can occur between the light emitting dopant in the third central light emitting layer and the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer. Since the non-doped region is provided at the interface between the third central light emitting layer and the cathode side light emitting layer, the energy transfer is less likely to occur and the light emission efficiency can be improved.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置は、発光ドーパントのエネルギー遷移を考慮して適宜選択される。中でも、正孔および電子の注入バランスがとれるように、ドープ領域およびノンドープ領域の配置を適宜選択することが好ましい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is appropriately selected in consideration of the energy transition of the luminescent dopant. Among them, it is preferable to appropriately select the arrangement of the doped region and the non-doped region so that the injection balance of holes and electrons can be obtained.

ノンドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1〜2箇所とされる。一方、ドープ領域の数としては、1箇所以上であればよいが、通常、1箇所とされる。   The number of non-doped regions may be one or more, but is usually one or two. On the other hand, the number of doped regions may be one or more, but is usually one.

本発明において、白色光を得る場合には、中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層に異なる種類の発光ドーパントを含有させることが好ましい。中でも、赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いることが好ましい。   In the present invention, when white light is obtained, it is preferable to contain different types of light emitting dopants in the central light emitting layer, the third central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer. Among these, it is preferable to use three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green.

赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いる場合、上述したように、中央発光層、第3中央発光層および陰極側発光層のうち、1層または2層が蛍光発光ドーパントを含有し、それ以外の2層または1層が燐光発光ドーパントを含有することが好ましいことから、例えば、1層に青色蛍光発光ドーパントを含有させ、それ以外の2層の一方に赤色燐光発光ドーパント、他方に緑色蛍光発光ドーパントを含有させる、あるいは、1層に赤色蛍光発光ドーパントを含有させ、それ以外の2層の一方に青色燐光発光ドーパント、他方に緑色蛍光発光ドーパントを含有させることが好ましい。   When using three types of light emitting dopants of red, blue, and green, as described above, one or two layers of the central light emitting layer, the third central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer contain a fluorescent light emitting dopant, Since the other two layers or one layer preferably contains a phosphorescent dopant, for example, one layer contains a blue fluorescent dopant, one of the other two layers contains a red phosphorescent dopant, and the other green It is preferable to contain a fluorescent light-emitting dopant, or to make one layer contain a red fluorescent light-emitting dopant, and to make one of the other two layers contain a blue phosphorescent light-emitting dopant and the other contain a green fluorescent light-emitting dopant.

なお、第3中央発光層の厚みおよび成膜方法については、上述の陰極側発光層の厚みおよび成膜方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。   The thickness and the film forming method of the third central light emitting layer are the same as the thickness and the film forming method of the cathode side light emitting layer described above, and thus the description thereof is omitted here.

III.第3実施態様
本発明の有機EL素子の第3実施態様は、陽極と、上記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、上記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陽極側発光層と、上記陽極側発光層上に形成された中央発光層と、上記中央発光層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陰極側発光層と、上記陰極側発光層上に形成された電子注入輸送層と、上記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機EL素子であって、上記正孔注入輸送層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が同一であり、上記電子注入輸送層の構成材料および上記陰極側発光層のホスト材料が同一であり、上記中央発光層の構成材料および上記陽極側発光層のホスト材料が異なり、上記中央発光層の構成材料および上記陰極側発光層のホスト材料が異なり、上記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、上記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、上記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、上記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とするものである。
III. Third Embodiment A third embodiment of the organic EL device of the present invention includes an anode, a hole injection transport layer formed on the anode, a host material and a light emitting dopant formed on the hole injection transport layer. An anode-side light-emitting layer containing the cathode, a central light-emitting layer formed on the anode-side light-emitting layer, a cathode-side light-emitting layer formed on the central light-emitting layer and containing a host material and a light-emitting dopant, and the cathode side An organic EL device having an electron injecting and transporting layer formed on a light emitting layer and a cathode formed on the electron injecting and transporting layer, comprising the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the anode side light emitting layer The host material is the same, the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are different, and the central material Of the light emitting layer When the constituent material and the host material of the cathode side light emitting layer are different, the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 , and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and Ip 2 ≧ Ip 3 when the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2 and the ionization potential of the constituent material of the electron injection / transport layer is Ip 3 It is.

本実施態様の有機EL素子について、図面を参照しながら説明する。
図21は、本実施態様の有機EL素子の一例を示す概略断面図である。図21に例示するように、有機EL素子1は、基板2上に、陽極3と正孔注入輸送層4と陽極側発光層5aと中央発光層6と陰極側発光層5bと電子注入輸送層7と陰極8とが順次積層されたものである。正孔注入輸送層4の構成材料および陽極側発光層5aのホスト材料は同一であり、電子注入輸送層7の構成材料および陰極側発光層5bのホスト材料も同一である。また、陽極側発光層5aのホスト材料および中央発光層6の構成材料は異なり、陰極側発光層5bのホスト材料および中央発光層6の構成材料も異なっている。
The organic EL element of this embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view showing an example of the organic EL element of this embodiment. As illustrated in FIG. 21, the organic EL element 1 includes an anode 3, a hole injection transport layer 4, an anode side light emitting layer 5 a, a central light emitting layer 6, a cathode side light emitting layer 5 b, and an electron injection transport layer on a substrate 2. 7 and the cathode 8 are sequentially laminated. The constituent material of the hole injection transport layer 4 and the host material of the anode side light emitting layer 5a are the same, and the constituent material of the electron injection transport layer 7 and the host material of the cathode side light emitting layer 5b are also the same. Further, the host material of the anode side light emitting layer 5a and the constituent material of the central light emitting layer 6 are different, and the host material of the cathode side light emitting layer 5b and the constituent material of the central light emitting layer 6 are also different.

図22は、本実施態様の有機EL素子のバンドダイヤグラムの一例を示す模式図である。図21に例示する有機EL素子において、正孔注入輸送層4のイオン化ポテンシャルをIp1、陽極側発光層5aのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp4、中央発光層6の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、陰極側発光層5bのホスト材料のイオン化ポテンシャルをIp5、電子注入輸送層7の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3とし、正孔注入輸送層4の構成材料の電子親和力をEa1、陽極側発光層5aのホスト材料の電子親和力をEa4、中央発光層6の構成材料の電子親和力をEa2、陰極側発光層5bのホスト材料の電子親和力をEa5、電子注入輸送層7の構成材料の電子親和力をEa3とする。 FIG. 22 is a schematic diagram showing an example of a band diagram of the organic EL element of this embodiment. In the organic EL device illustrated in FIG. 21, the ionization potential of the hole injection transport layer 4 is Ip 1 , the ionization potential of the host material of the anode side light emitting layer 5a is Ip 4 , and the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer 6 is Ip. 2 , the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer 5 b is Ip 5 , the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer 7 is Ip 3 , the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer 4 is Ea 1 , the anode The electron affinity of the host material of the side light emitting layer 5a is Ea 4 , the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer 6 is Ea 2 , the electron affinity of the host material of the cathode side light emitting layer 5b is Ea 5 , and the structure of the electron injection / transport layer 7 The electron affinity of the material is Ea 3 .

正孔注入輸送層および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係はEa1≧Ea2であり、中央発光層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp2≧Ip3である。 The relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer and the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , and the relationship of the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer and the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 3 .

正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料は同一であることから、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp1=Ip4であり、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料の電子親和力の関係はEa1=Ea4である。
陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料も同一であることから、陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係はIp5=Ip3であり、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料の電子親和力の関係はEa5=Ea3である。
Since the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, the relationship between the ionizing potential of the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer is Ip 1 = Ip 4 And the relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer is Ea 1 = Ea 4 .
The host material of the cathode side light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are the same, so the relationship between the ionization potential of the host material of the cathode side light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ip 5 = Ip 3 The relationship between the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the host material of the anode side light emitting layer is Ea 5 = Ea 3 .

陽極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料は異なることから、Ip4=Ip2のときEa4≠Ea2、および、Ea4=Ea2のときIp4≠Ip2である。すなわち、正孔注入輸送層の構成材料と陽極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料との電子親和力の関係は、Ea1=Ea4≧Ea2であり、Ip1=Ip4=Ip2のときEa1≠Ea2かつEa4≠Ea2、および、Ea1=Ea4=Ea2のときIp1≠Ip2かつIp4≠Ip2である。
中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料も異なることから、Ip2=Ip5のときEa2≠Ea5、および、Ea2=Ea5のときIp2≠Ip5である。すなわち、中央発光層の構成材料と陰極側発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とのイオン化ポテンシャルの関係は、Ip2≧Ip5=Ip3であり、Ip2=Ip5=Ip3のときEa2≠Ea5かつEa2≠Ea3、および、Ea2=Ea5=Ea3のときIp2≠Ip5かつIp2≠Ip3である。
Construction material of the host material and the central light-emitting layer on the anode side light emitting layer from different, Ea 4 ≠ Ea 2 when Ip 4 = Ip 2, and a Ip 4 ≠ Ip 2 when Ea 4 = Ea 2. That is, the relationship of the electron affinity of the constituent material for the hole injecting and transporting layer constituting material and the anode side light emitting layer host material and the central light-emitting layer of is Ea 1 = Ea 4 ≧ Ea 2 , Ip 1 = Ip 4 = When Ip 2 , Ea 1 ≠ Ea 2 and Ea 4 ≠ Ea 2 , and when Ea 1 = Ea 4 = Ea 2 , Ip 1 ≠ Ip 2 and Ip 4 ≠ Ip 2 .
Since the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are also different, Ea 2 ≠ Ea 5 when Ip 2 = Ip 5 and Ip 2 ≠ Ip 5 when Ea 2 = Ea 5 . That is, the relationship between the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer, the host material of the cathode side light emitting layer, and the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 5 = Ip 3 and Ip 2 = Ip 5 = Ip when 3 Ea 2 ≠ Ea 5 and Ea 2 ≠ Ea 3, and a Ip 2 ≠ Ip 5 and Ip 2 ≠ Ip 3 when Ea 2 = Ea 5 = Ea 3 .

本実施態様においては、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が同一であり、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が同一であり、正孔注入輸送層の構成材料および中央発光層の構成材料の電子親和力の関係がEa1≧Ea2であり、中央発光層の構成材料および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルの関係がIp2≧Ip3であることにより、対極への正孔および電子の突き抜けは起こるものの、陽極および陰極間を正孔および電子が円滑に輸送されるので、駆動中における正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面と陰極側発光層および電子注入輸送層の界面とにおいて電荷の蓄積がなく、これらの層の界面での劣化を抑制することができる。したがって、顕著に安定な寿命特性を得ることできるとともに、色変化を小さくすることが可能である。 In this embodiment, the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, and the hole injection The relationship between the electron affinity of the constituent material of the transport layer and the constituent material of the central light emitting layer is Ea 1 ≧ Ea 2 , and the relationship between the ionization potentials of the constituent material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 2 ≧ Ip 3 , the penetration of holes and electrons into the counter electrode occurs, but the holes and electrons are smoothly transported between the anode and the cathode. There is no charge accumulation at the interface and the interface between the cathode-side light emitting layer and the electron injecting and transporting layer, and deterioration at the interface between these layers can be suppressed. Accordingly, it is possible to obtain a remarkably stable lifetime characteristic and to reduce the color change.

また本実施態様においては、陽極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料が異なり、陰極側発光層のホスト材料および中央発光層の構成材料が異なることにより、中央発光層および陽極側発光層の界面と中央発光層および陰極側発光層の界面とには、正孔注入輸送層および陽極側発光層の界面や陰極側発光層および電子注入輸送層の界面に比べて電荷が蓄積されやすくなり、中央発光層および陽極側発光層の界面ならびに中央発光層および陰極側発光層の界面にて集中的に発光させることができる。また、正孔および電子が円滑に輸送されることによって、発光層内全体で正孔および電子が再結合するため、正孔および電子の再結合効率が著しく低下することもない。したがって、高効率化を図ることが可能である。   In the present embodiment, the host material of the anode side light emitting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different, and the host material of the cathode side light emitting layer and the constituent material of the central light emitting layer are different. Charges are more likely to accumulate at the interface between the layer and the interface between the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer than at the interface between the hole injection transport layer and the anode side light emitting layer, and the interface between the cathode side light emitting layer and the electron injection transport layer. Thus, light can be emitted intensively at the interface between the central light emitting layer and the anode side light emitting layer and at the interface between the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer. In addition, since holes and electrons are transported smoothly, holes and electrons are recombined throughout the light emitting layer, so that the recombination efficiency of holes and electrons is not significantly reduced. Therefore, high efficiency can be achieved.

さらに本実施態様においては、正孔注入輸送層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料が同一であることにより、正孔注入輸送層から陽極側発光層への正孔注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることが可能である。同様に、電子注入輸送層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料が同一であることにより、電子注入輸送層から陰極側発光層への電子注入障壁がなくなり、駆動電圧を低下させることが可能である。   Furthermore, in this embodiment, since the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same, there is no hole injection barrier from the hole injection transport layer to the anode side light emitting layer. It is possible to reduce the voltage. Similarly, since the constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same, there is no electron injection barrier from the electron injection transport layer to the cathode side light emitting layer, and the driving voltage can be lowered. It is.

なお、陽極、陰極、基板、陽極側発光層、正孔注入輸送層、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層、第2電子注入輸送層および第3電子注入輸送層については、上記第1実施態様に記載したものと同様であり、陰極側発光層および電子注入輸送層については、上記第2実施態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本実施態様の有機EL素子における他の構成について説明する。   The anode, cathode, substrate, anode-side light emitting layer, hole injection / transport layer, second hole injection / transport layer, third hole injection / transport layer, second electron injection / transport layer, and third electron injection / transport layer The cathode side light emitting layer and the electron injecting and transporting layer are the same as those described in the second embodiment, and the description thereof will be omitted here. Hereinafter, the other structure in the organic EL element of this embodiment is demonstrated.

1.イオン化ポテンシャルおよび電子親和力
本実施態様においては、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3である。
1. In this embodiment, when the electron affinity of the constituent material of the hole injection transport layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 When the ionization potential of the constituent material of the central light emitting layer is Ip 2 and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is Ip 3 , Ip 2 ≧ Ip 3 .

なお、正孔注入輸送層の構成材料と陽極側発光層のホスト材料と中央発光層の構成材料とのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、中央発光層の構成材料と陰極側発光層のホスト材料と電子注入輸送層の構成材料とのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第2実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
The relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer, the host material of the anode-side light emitting layer, and the constituent material of the central light emitting layer is the same as that in the first embodiment. Description of is omitted.
The relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer, the host material of the cathode side light emitting layer, and the constituent material of the electron injecting and transporting layer is the same as in the second embodiment. Description is omitted.

正孔注入輸送層および電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係としては、特に限定されるものではない。中でも、正孔注入輸送層および電子注入輸送層は同一のバイポーラ材料を含有することが好ましいことから、正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp1、電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3とし、正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa3としたとき、図22に例示するように、Ip1=Ip3かつEa1=Ea3であることが好ましい。 The relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the hole injection transport layer and the electron injection transport layer is not particularly limited. In particular, since the hole injection transport layer and the electron injection transport layer preferably contain the same bipolar material, the ionization potential of the constituent material of the hole injection transport layer is Ip 1 , and the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer is When the potential is Ip 3 , the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ea 1 , and the electron affinity of the constituent material of the electron injecting and transporting layer is Ea 3 , as illustrated in FIG. 22, Ip 1 = Ip 3 and Ea 1 = Ea 3 are preferred.

本実施態様においては、図23に例示するように、陽極3および正孔注入輸送層4の間に第2正孔注入輸送層9が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 23, a second hole injection / transport layer 9 may be formed between the anode 3 and the hole injection / transport layer 4. In this case, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted here.

本実施態様においては、図23に例示するように、電子注入輸送層7および陰極8の間に第2電子注入輸送層10が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 23, the second electron injection / transport layer 10 may be formed between the electron injection / transport layer 7 and the cathode 8. In this case, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer and the second electron injecting and transporting layer is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted here.

本実施態様においては、図24に例示するように、第2正孔注入輸送層9および正孔注入輸送層4の間に第3正孔注入輸送層11が形成されていてもよい。この場合、第2正孔注入輸送層、第3正孔注入輸送層および正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 24, the third hole injection / transport layer 11 may be formed between the second hole injection / transport layer 9 and the hole injection / transport layer 4. In this case, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the second hole injecting and transporting layer, the third hole injecting and transporting layer, and the hole injecting and transporting layer is the same as that in the first embodiment. The description in is omitted.

本実施態様においては、図24に例示するように、電子注入輸送層7および第2電子注入輸送層10の間に第3電子注入輸送層12が形成されていてもよい。この場合、電子注入輸送層、第3電子注入輸送層および第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の関係については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 24, the third electron injection / transport layer 12 may be formed between the electron injection / transport layer 7 and the second electron injection / transport layer 10. In this case, the relationship between the ionization potential and the electron affinity of the constituent materials of the electron injecting and transporting layer, the third electron injecting and transporting layer, and the electron affinity is the same as that in the first embodiment. Is omitted.

なお、各層の構成材料のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の測定方法は、上記第1実施態様に記載したとおりである。   In addition, the measuring method of the ionization potential and electron affinity of the constituent material of each layer is as having described in the said 1st embodiment.

2.中央発光層
本実施態様における中央発光層は、陽極側発光層および陰極側発光層の間に形成されるものである。中央発光層の構成材料および陽極側発光層のホスト材料は異なり、すなわち中央発光層の構成材料および正孔注入輸送層の構成材料も異なる。また、中央発光層の構成材料および陰極側発光層のホスト材料は異なり、すなわち中央発光層の構成材料および電子注入輸送層の構成材料も異なる。中央発光層は、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を有する。
2. Central light-emitting layer The central light-emitting layer in the present embodiment is formed between the anode-side light-emitting layer and the cathode-side light-emitting layer. The constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are different, that is, the constituent material of the central light emitting layer and the constituent material of the hole injection transport layer are also different. Further, the constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different, that is, the constituent material of the central light emitting layer and the constituent material of the electron injecting and transporting layer are also different. The central light emitting layer has a function of emitting light by providing a recombination field between electrons and holes.

中央発光層の構成材料は、陽極側発光層のホスト材料および正孔注入輸送層の構成材料と異なり、かつ、陰極側発光層のホスト材料および電子注入輸送層の構成材料と異なればよい。なお、中央発光層の構成材料のその他の点については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   The constituent material of the central light emitting layer may be different from the constituent material of the anode side light emitting layer and the hole injecting and transporting layer, and different from the constituent material of the cathode side light emitting layer and the electron injecting and transporting layer. In addition, since it is the same as that of the said 1st embodiment about the other point of the constituent material of a center light emitting layer, description here is abbreviate | omitted.

中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有する場合、中央発光層は、発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することが好ましい。中央発光層の陽極側発光層側にノンドープ領域を有する場合には、陽極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。また、中央発光層の陰極側発光層側にノンドープ領域を有する場合には、陰極側発光層中の発光ドーパントおよび中央発光層中の発光ドーパントの間でエネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。さらに、中央発光層が2箇所のドープ領域に挟まれたノンドープ領域を有する場合には、各ドープ領域中の発光ドーパントの間でエネルギー移動を起こりにくくし発光効率を向上させることができる。このように、中央発光層がノンドープ領域を有することにより、発光効率を向上させることができる。   When the central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, the central light emitting layer preferably has one or more doped regions containing a light emitting dopant and one or more non-doped regions not containing a light emitting dopant. In the case of having a non-doped region on the anode side light emitting layer side of the central light emitting layer, it is difficult for energy transfer to occur between the light emitting dopant in the anode side light emitting layer and the light emitting dopant in the central light emitting layer, thereby improving the light emission efficiency. it can. Further, when a non-doped region is provided on the cathode side light emitting layer side of the central light emitting layer, energy transfer hardly occurs between the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer and the light emitting dopant in the central light emitting layer, and the light emission efficiency is improved. be able to. Furthermore, when the central light emitting layer has a non-doped region sandwiched between two doped regions, energy transfer is unlikely to occur between the light emitting dopants in each doped region, and the light emission efficiency can be improved. Thus, luminous efficiency can be improved because the central light emitting layer has a non-doped region.

ドープ領域およびノンドープ領域の配置としては、中央発光層が1箇所以上のドープ領域と1箇所以上のノンドープ領域とを有するような配置であれば特に限定されるものではない。例えば、中央発光層の陽極側発光層側にノンドープ領域が配置されていてもよく、中央発光層の陰極側発光層側にノンドープ領域が配置されていてもよく、中央発光層が2箇所のドープ領域と1箇所のノンドープ領域とを有し、2箇所のドープ領域の間にノンドープ領域が配置されていてもよい。また、中央発光層が2箇所のドープ領域と3箇所のノンドープ領域とを有し、ドープ領域とノンドープ領域とが交互に配置されていてもよい。   The arrangement of the doped region and the non-doped region is not particularly limited as long as the central light emitting layer has one or more doped regions and one or more non-doped regions. For example, a non-doped region may be disposed on the anode side light emitting layer side of the central light emitting layer, a non-doped region may be disposed on the cathode side light emitting layer side of the central light emitting layer, and the central light emitting layer may be doped at two locations. There may be a region and one non-doped region, and the non-doped region may be disposed between the two doped regions. The central light emitting layer may have two doped regions and three non-doped regions, and the doped regions and the non-doped regions may be alternately arranged.

なお、ドープ領域およびノンドープ領域のその他の点については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Since other points of the doped region and the non-doped region are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.

中央発光層もホスト材料および発光ドーパントを含有する場合、陽極側発光層と中央発光層と陰極側発光層とは互いに異なる種類の発光ドーパントを含有することが好ましい。陽極側発光層と中央発光層と陰極側発光層とを積層することで、陽極側発光層中の発光ドーパントと中央発光層中の発光ドーパントと陰極側発光層中の発光ドーパントとの間でのエネルギー移動を抑制し、それぞれの発光ドーパントを光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   When the central light emitting layer also contains a host material and a light emitting dopant, the anode side light emitting layer, the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer preferably contain different types of light emitting dopants. By laminating the anode side light emitting layer, the central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer, the light emitting dopant in the anode side light emitting layer, the light emitting dopant in the central light emitting layer, and the light emitting dopant in the cathode side light emitting layer This is because energy transfer can be suppressed, each luminescent dopant can be made to emit light, luminous efficiency can be increased, and a desired luminescent color can be obtained.

中でも、陽極側発光層、中央発光層および陰極側発光層のうち、すなわち複数層の発光層のうち、少なくともいずれか一つが蛍光発光ドーパントを含有し、その他が燐光発光ドーパントを含有することが好ましい。これにより、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントの間でエネルギー移動を抑制し、蛍光発光ドーパントおよび燐光発光ドーパントを共に光らせることができ、発光効率を高めるとともに、所望の発光色を得ることができるからである。   Among these, it is preferable that at least one of the anode-side light-emitting layer, the central light-emitting layer, and the cathode-side light-emitting layer, that is, a plurality of light-emitting layers contains a fluorescent light-emitting dopant and the other contains a phosphorescent light-emitting dopant. . As a result, energy transfer can be suppressed between the fluorescent light emitting dopant and the phosphorescent light emitting dopant, and both the fluorescent light emitting dopant and the phosphorescent light emitting dopant can be made to emit light, thereby increasing the light emission efficiency and obtaining a desired light emission color. is there.

陽極側発光層と中央発光層と陰極側発光層とが互いに異なる種類の発光ドーパントを含有する場合、異なる種類の発光ドーパントの発光色は同じであってもよく異なっていてもよい。中でも、異なる種類の発光ドーパントの発光色は異なることが好ましい。それぞれの発光ドーパントを光らせることにより、所望の発光色を得ることができるからである。   When the anode side light emitting layer, the central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer contain different types of light emitting dopants, the light emission colors of the different types of light emitting dopants may be the same or different. Especially, it is preferable that the luminescent color of a different kind of light emission dopant differs. It is because a desired luminescent color can be obtained by making each luminescent dopant shine.

本実施態様において、白色光を得る場合には、陽極側発光層と中央発光層と陰極側発光層とに互いに異なる種類の発光ドーパントを含有させることが好ましい。中でも、赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いることが好ましい。   In this embodiment, when white light is obtained, it is preferable to contain different types of light emitting dopants in the anode side light emitting layer, the central light emitting layer, and the cathode side light emitting layer. Among these, it is preferable to use three kinds of light emitting dopants of red, blue, and green.

赤色・青色・緑色の3種類の発光ドーパントを用いる場合、上述したように、陽極側発光層、中央発光層および陰極側発光層のうち、少なくともいずれか一つが蛍光発光ドーパントを含有し、その他が燐光発光ドーパントを含有することが好ましいことから、例えば、青色蛍光発光ドーパントと赤色燐光発光ドーパントと緑色蛍光発光ドーパントとを用いる、あるいは、赤色蛍光発光ドーパントと青色燐光発光ドーパントと緑色蛍光発光ドーパントとを用いることが好ましい。   When three kinds of light emitting dopants of red, blue and green are used, as described above, at least one of the anode side light emitting layer, the central light emitting layer and the cathode side light emitting layer contains a fluorescent light emitting dopant, and the others are Since it is preferable to contain a phosphorescent dopant, for example, a blue fluorescent dopant, a red phosphorescent dopant, and a green fluorescent dopant are used, or a red fluorescent dopant, a blue phosphorescent dopant, and a green fluorescent dopant are used. It is preferable to use it.

なお、中央発光層の厚みおよび成膜方法については、上記第1実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。   Since the thickness of the central light emitting layer and the film forming method are the same as those in the first embodiment, description thereof is omitted here.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
まず、実施例で用いた材料の構造式、ならびにイオン化ポテンシャルおよび電子親和力を下記に示す。
Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples.
First, the structural formulas of the materials used in the examples, the ionization potential, and the electron affinity are shown below.

Figure 2010205434
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Figure 2010205434
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[実施例1]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、上記構造式で表されるTBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 1]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. Its ITO substrate, the total thickness 10nm and TBADN and MoO 3 represented by the structural formula under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa by volume 67:33, by co-deposition at a deposition rate of 1.0 Å / sec Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとして上記構造式で表されるTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTBADNを用い、緑色発光ドーパントとして上記構造式で表されるC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TBADNおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料として上記構造式で表されるCBPを用い、赤色発光ドーパントとして上記構造式で表されるIr(piq)3を用いて、上記緑色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TBADN as the host material and using TBPe represented by the above structural formula as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe are vacuumed so that the TBPe concentration is 3 wt%. A blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under the condition of a degree of 10 −5 Pa.
Next, TBADN is used as a host material, C545T represented by the above structural formula is used as a green light emitting dopant, and TBADN and C545T are placed on the blue light emitting layer so that the C545T concentration is 3 wt%. Under the condition of 10 −5 Pa, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 Å / sec.
Next, using CBP represented by the above structural formula as a host material and using Ir (piq) 3 represented by the above structural formula as a red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) on the green light emitting layer the 3, Ir (piq) as 3 concentration of 3 wt%, was formed by vacuum evaporation under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa, a thickness of 10nm at a deposition rate of 1 Å / sec, the red light-emitting layer (3 The light emitting layer) was formed.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、上記構造式で表されるLiqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, a film thickness of TBADN and Liq represented by the above structural formula is co-evaporated at a deposition rate of 1 mm / sec on the electron transport layer under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. The film was formed to 10 nm to form an electron injection layer (second electron injection transport layer).

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[比較例1]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、上記構造式で表されるα-NPDとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層を形成した。次に、α-NPDとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にα-NPDを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層を形成した。
[Comparative Example 1]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, α-NPD and MoO 3 represented by the above structural formula were combined at a deposition rate of 1.0 Å / sec by co-evaporation under a vacuum ratio of 10 -5 Pa at a volume ratio of 67:33. A film was formed to a thickness of 10 nm to form a hole injection layer. Next, α-NPD and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 under a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. On top of that, α-NPD was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer.

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTBADNを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TBADNおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記緑色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TBADN as the host material and C545T as the green light-emitting dopant, TBADN and C545T are placed on the blue light-emitting layer under the conditions of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%. Then, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the green light emitting layer, and the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. As described above, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記発光層上に、上記構造式で表されるAlq3を、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層を形成した。次に、上記電子輸送層上に、Alq3と、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層を形成した。 Next, on the light emitting layer, Alq 3 represented by the above structural formula was deposited by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa. A transport layer was formed. Next, on the above electron transport layer, Alq 3 and Liq were formed to a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-evaporation under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 −5 Pa, An electron injection layer was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

(評価)
表2に実施例1および比較例1の有機EL素子の10mA/cm2下での発光特性を示す。
(Evaluation)
Table 2 shows the light emission characteristics of the organic EL elements of Example 1 and Comparative Example 1 under 10 mA / cm 2 .

Figure 2010205434
Figure 2010205434

実施例1および比較例1の有機EL素子からは、TBPe、C545T、Ir(piq)3由来の発光ピークがそれぞれ観測された。実施例1の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が6.8cd/Aであり、全角度へ放射される発光を観測して得られたフォトン数と、投入した電子数とから外部量子効率を算出したところ3.4%であった。一方、比較例1の有機EL素子では、正面輝度の発光効率は6.1cd/Aであり、外部量子効率は3.1%であった。また、寿命特性については、初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命を定電流密度下で観察したところ、実施例1の有機EL素子では、輝度が半減する時間は150時間を達成した。一方、比較例1の有機EL素子では、100時間にて輝度が半減した。 From the organic EL devices of Example 1 and Comparative Example 1, emission peaks derived from TBPe, C545T, and Ir (piq) 3 were observed. In the organic EL device of Example 1, the luminous efficiency of the front luminance is 6.8 cd / A, and the external quantum efficiency is determined from the number of photons obtained by observing the light emitted to all angles and the number of electrons input. The calculated value was 3.4%. On the other hand, in the organic EL device of Comparative Example 1, the luminous efficiency of front luminance was 6.1 cd / A, and the external quantum efficiency was 3.1%. Regarding the lifetime characteristics, the luminance half-life from the initial luminance of 1000 cd / m 2 was observed under a constant current density, and in the organic EL device of Example 1, the luminance half-life was 150 hours. On the other hand, in the organic EL device of Comparative Example 1, the luminance was reduced by half in 100 hours.

[実施例2]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 2]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、緑色発光ドーパントとして上記構造式で表されるIr(ppy)3を用いて、上記青色発光層上に、CBPおよびIr(ppy)3を、Ir(ppy)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記緑色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using CBP as a host material and using Ir (ppy) 3 represented by the above structural formula as a green light-emitting dopant, CBP and Ir (ppy) 3 on the blue light-emitting layer, Ir (ppy) 3 Form a green light-emitting layer (second light-emitting layer) by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the concentration is 3 wt%. Formed.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the green light emitting layer, and the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. As described above, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[比較例2]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、α-NPDとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層を形成した。次に、α-NPDとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にα-NPDを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層を形成した。
[Comparative Example 2]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, α-NPD and MoO 3 were formed by co-evaporation with a volume ratio of 67:33 and a vacuum of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. A hole injection layer was formed. Next, α-NPD and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 under a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. On top of that, α-NPD was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer.

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、緑色発光ドーパントとしてIr(ppy)3を用いて、上記青色発光層上に、CBPおよびIr(ppy)3を、Ir(ppy)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記緑色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, CBP is used as the host material, Ir (ppy) 3 is used as the green light emitting dopant, and CBP and Ir (ppy) 3 are formed on the blue light emitting layer so that the Ir (ppy) 3 concentration is 3 wt%. As described above, a green light-emitting layer (second light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the green light emitting layer, and the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. As described above, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記発光層上に、Alq3を、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層を形成した。次に、上記電子輸送層上に、Alq3と、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層を形成した。 Next, Alq 3 was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under a condition of a vacuum degree of 10 −5 Pa at a deposition rate of 1 Å / sec to a thickness of 10 nm to form an electron transport layer. Next, on the above electron transport layer, Alq 3 and Liq were formed to a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-evaporation under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 −5 Pa, An electron injection layer was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

(評価)
表3に実施例2および比較例2の有機EL素子の10mA/cm2下での発光特性を示す。
(Evaluation)
Table 3 shows the light emission characteristics of the organic EL elements of Example 2 and Comparative Example 2 under 10 mA / cm 2 .

Figure 2010205434
Figure 2010205434

実施例2および比較例2の有機EL素子からは、TBPe、Ir(ppy)3、Ir(piq)3由来の発光ピークがそれぞれ観測された。実施例2の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が11.4cd/Aであり、全角度へ放射される発光を観測して得られたフォトン数と、投入した電子数とから外部量子効率を算出したところ6.1%であった。一方、比較例2の有機EL素子では、正面輝度の発光効率は9.2cd/Aであり、外部量子効率は5.4%であった。また、寿命特性については、初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命を定電流密度下で観察したところ、実施例2の有機EL素子では、輝度が半減する時間は100時間を達成した。一方、比較例2の有機EL素子では、70時間にて輝度が半減した。 From the organic EL devices of Example 2 and Comparative Example 2, emission peaks derived from TBPe, Ir (ppy) 3 , and Ir (piq) 3 were observed. In the organic EL device of Example 2, the luminous efficiency of the front luminance is 11.4 cd / A, and the external quantum efficiency is determined from the number of photons obtained by observing the light emitted to all angles and the number of electrons input. The calculated value was 6.1%. On the other hand, in the organic EL device of Comparative Example 2, the luminous efficiency of the front luminance was 9.2 cd / A, and the external quantum efficiency was 5.4%. As for the lifetime characteristics, the luminance half-life from an initial luminance of 1000 cd / m 2 was observed under a constant current density, and in the organic EL device of Example 2, the luminance half-life was 100 hours. On the other hand, in the organic EL device of Comparative Example 2, the luminance was reduced by half in 70 hours.

[実施例3]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 3]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTBADNを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TBADNおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記緑色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TBADN as the host material and C545T as the green light-emitting dopant, TBADN and C545T are placed on the blue light-emitting layer under the conditions of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%. Then, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the green light emitting layer, and the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. As described above, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記発光層上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、CBPと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, CBP was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an electron transport layer (first layer of electrons) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, CBP and Liq were deposited to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-evaporation under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[実施例4]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 4]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTBADNを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TBADNおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光領域(ドープ領域)を形成した。次に、上記ドープ領域上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。これにより、ドープ領域とノンドープ領域とを有する緑色発光層(2層目の発光層)を得た。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記緑色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TBADN as the host material and C545T as the green light-emitting dopant, TBADN and C545T are placed on the blue light-emitting layer under the conditions of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%. Then, a green light emitting region (dope region) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec. Next, TBADN was deposited on the doped region by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa to form a non-doped region. Thus, a green light emitting layer (second light emitting layer) having a doped region and a non-doped region was obtained.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the green light emitting layer, and the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. As described above, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[実施例5]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 5]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTBADNを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TBADNおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、上記緑色発光層上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記ノンドープ領域上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光領域(ドープ領域)を形成した。これにより、ノンドープ領域とドープ領域とを有する赤色発光層(3層目の発光層)を得た。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TBADN as the host material and C545T as the green light-emitting dopant, TBADN and C545T are placed on the blue light-emitting layer under the conditions of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%. Then, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, CBP was deposited on the green light emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, thereby forming a non-doped region. Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the non-doped region so that the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. In addition, a red light emitting region (dope region) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa. As a result, a red light emitting layer (third light emitting layer) having a non-doped region and a doped region was obtained.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

[実施例6]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 6]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTBADNを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TBADNおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、上記緑色発光層上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記ノンドープ領域上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光領域(ドープ領域)を形成した。次に、上記ドープ領域上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。これにより、ノンドープ領域とドープ領域とノンドープ領域とを有する赤色発光層(3層目の発光層)を得た。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TBADN as the host material and C545T as the green light-emitting dopant, TBADN and C545T are placed on the blue light-emitting layer under the conditions of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%. Then, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, CBP was deposited on the green light emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, thereby forming a non-doped region. Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the non-doped region so that the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. In addition, a red light emitting region (dope region) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa. Next, CBP was deposited on the doped region by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa to form a non-doped region. Thus, a red light emitting layer (third light emitting layer) having a non-doped region, a doped region, and a non-doped region was obtained.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、TBADNと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, TBADN and Liq were formed into a film with a film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-deposition under a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

(評価)
表4に実施例3〜6の有機EL素子の10mA/cm2下での発光特性を示す。
(Evaluation)
Table 4 shows the light emission characteristics of the organic EL elements of Examples 3 to 6 under 10 mA / cm 2 .

Figure 2010205434
Figure 2010205434

ノンドープ領域を各発光層の界面に設けることで電流効率が向上することが確認された。初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命についてはいずれの素子においても150時間以上であった。 It was confirmed that current efficiency was improved by providing a non-doped region at the interface of each light emitting layer. The luminance half life from the initial luminance 1000 cd / m 2 was 150 hours or more in both elements.

[実施例7]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、上記構造式で表されるDNTPDを真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で膜厚40nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 7]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, DNTPD represented by the above structural formula was formed to a film thickness of 40 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec by co-evaporation under a vacuum degree of 10 -5 Pa, and hole injection A layer (first hole injecting and transporting layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 and under a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 10 nm at a deposition rate of 1.0 sec / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてTBADNを用い、緑色発光ドーパントとしてC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TBADNおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、上記緑色発光層上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記ノンドープ領域上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光領域(ドープ領域)を形成した。次に、上記ドープ領域上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、1.0Å/secの蒸着速度で5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、ノンドープ領域を形成した。これにより、ノンドープ領域とドープ領域とノンドープ領域とを有する赤色発光層(3層目の発光層)を得た。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TBADN as the host material and C545T as the green light-emitting dopant, TBADN and C545T are placed on the blue light-emitting layer under the conditions of a vacuum degree of 10 −5 Pa so that the C545T concentration is 3 wt%. Then, a green light emitting layer (second light emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, CBP was deposited on the green light emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, thereby forming a non-doped region. Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the non-doped region so that the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. In addition, a red light emitting region (dope region) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa. Next, CBP was deposited on the doped region by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa to form a non-doped region. Thus, a red light emitting layer (third light emitting layer) having a non-doped region, a doped region, and a non-doped region was obtained.

次に、上記発光層上に、TBADNを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、上記構造式で表されるBCPと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, TBADN was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition under the condition of a vacuum degree of 10 -5 Pa and a deposition rate of 1 mm / sec to a thickness of 10 nm, and an electron transport layer (first electron layer) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, BCP represented by the above structural formula and Liq are co-deposited at a deposition rate of 1 mm / sec under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An electron injection layer (second electron injection transport layer) was formed to a thickness of 10 nm.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

(評価)
表5に実施例7の有機EL素子の10mA/cm2下での発光特性を示す。
(Evaluation)
Table 5 shows the light emission characteristics of the organic EL device of Example 7 under 10 mA / cm 2 .

Figure 2010205434
Figure 2010205434

実施例7の有機EL素子からは、TBPe、C545T、Ir(piq)3由来の発光ピークがそれぞれ観測された。実施例6および実施例7の有機EL素子を比較すると、実施例6の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が8.4cd/Aであり、全角度へ放射される発光を観測して得られたフォトン数と、投入した電子数とから外部量子効率を算出したところ4.3%であった。一方、実施例7の有機EL素子では、正面輝度の発光効率は8.6cd/Aであり、外部量子効率は4.4%であった。また、寿命特性については、初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命を定電流密度下で観察したところ、実施例6、7の有機EL素子では、輝度が半減する時間はそれぞれ150時間を達成した。 From the organic EL device of Example 7, emission peaks derived from TBPe, C545T, and Ir (piq) 3 were observed. Comparing the organic EL elements of Example 6 and Example 7, the organic EL element of Example 6 has a luminous efficiency of front luminance of 8.4 cd / A, and is obtained by observing the light emitted to all angles. The external quantum efficiency calculated from the number of photons and the number of electrons input was 4.3%. On the other hand, in the organic EL device of Example 7, the luminous efficiency of the front luminance was 8.6 cd / A, and the external quantum efficiency was 4.4%. As for the lifetime characteristics, the luminance half-life from an initial luminance of 1000 cd / m 2 was observed under a constant current density, and in the organic EL elements of Examples 6 and 7, the luminance halving time reached 150 hours each. did.

[実施例8]
(有機EL素子の作製)
まず、ガラス基板上に陽極としてITOが2mm幅のライン状にパターニングされたITO基板を準備した。そのITO基板上に、TBADNとMoO3とを体積比67:33で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚10nmとなるように成膜し、正孔注入層(1層目の正孔注入輸送層)を形成した。次に、TBADNとMoO3とを体積比90:10で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により1.0Å/secの蒸着速度で合計膜厚100nmとなるように真空蒸着し、その上にTBADNを10nmの厚さになるように真空蒸着し、正孔輸送層(2層目の正孔注入輸送層)を形成した。
[Example 8]
(Production of organic EL element)
First, an ITO substrate in which ITO was patterned into a 2 mm wide line as an anode on a glass substrate was prepared. On the ITO substrate, TBADN and MoO 3 were deposited at a volume ratio of 67:33 under a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the total film thickness was 10 nm at a deposition rate of 1.0 mm / sec. Then, a hole injection layer (first hole injection transport layer) was formed. Next, TBADN and MoO 3 were vacuum-deposited at a volume ratio of 90:10 at a vacuum degree of 10 -5 Pa by co-evaporation to a total film thickness of 100 nm at a deposition rate of 1.0 Å / sec. TBADN was vacuum-deposited to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer (second hole injection transport layer).

次に、ホスト材料としてTBADNを用い、青色発光ドーパントとしてTBPeを用いて、上記正孔輸送層上に、TBADNおよびTBPeを、TBPe濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、青色発光層(1層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料として上記構造式で表されるTCTAを用い、緑色発光ドーパントとして上記構造式で表されるC545Tを用いて、上記青色発光層上に、TCTAおよびC545Tを、C545T濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで5nmの厚さに真空蒸着により成膜し、緑色発光層(2層目の発光層)を形成した。
次に、ホスト材料としてCBPを用い、赤色発光ドーパントとしてIr(piq)3を用いて、上記緑色発光層上に、CBPおよびIr(piq)3を、Ir(piq)3濃度が3wt%となるように、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、赤色発光層(3層目の発光層)を形成した。
Next, using TBADN as the host material and TBPe as the blue light-emitting dopant, on the hole transport layer, TBADN and TBPe, conditions of a vacuum degree of 10 -5 Pa so that the TBPe concentration is 3 wt% Then, a blue light-emitting layer (first light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 cm / sec.
Next, using TCTA represented by the above structural formula as a host material, and using C545T represented by the above structural formula as a green light emitting dopant, TCTA and C545T on the blue light emitting layer, C545T concentration of 3 wt% Thus, a green light-emitting layer (second light-emitting layer) was formed by vacuum deposition to a thickness of 5 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.
Next, using CBP as the host material and Ir (piq) 3 as the red light emitting dopant, CBP and Ir (piq) 3 are added onto the green light emitting layer, and the Ir (piq) 3 concentration becomes 3 wt%. As described above, a red light emitting layer (third light emitting layer) was formed by vacuum vapor deposition to a thickness of 10 nm at a vapor deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa.

次に、上記発光層上に、CBPを、真空度10-5Paの条件下、蒸着速度が1Å/secで10nmの厚さに真空蒸着により成膜し、電子輸送層(1層目の電子注入輸送層)を形成した。次に、上記電子輸送層上に、CBPと、Liqとを体積比1:1で真空度10-5Paの条件下、共蒸着により蒸着速度1Å/secで膜厚10nmに成膜し、電子注入層(2層目の電子注入輸送層)を形成した。 Next, CBP was deposited on the light-emitting layer by vacuum deposition to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 Å / sec under a vacuum degree of 10 −5 Pa, and an electron transport layer (first layer of electrons) An injection transport layer) was formed. Next, on the electron transport layer, CBP and Liq were deposited to a thickness of 10 nm at a deposition rate of 1 mm / sec by co-evaporation under the condition of a volume ratio of 1: 1 and a degree of vacuum of 10 -5 Pa. An injection layer (second electron injection transport layer) was formed.

最後に、上記電子注入層上に陰極としてAlを蒸着速度5Å/secで100nmの厚さに蒸着した。   Finally, Al was deposited as a cathode on the electron injection layer to a thickness of 100 nm at a deposition rate of 5 mm / sec.

(評価)
表6に実施例8の有機EL素子の10mA/cm2下での発光特性を示す。
(Evaluation)
Table 6 shows the light emission characteristics of the organic EL device of Example 8 under 10 mA / cm 2 .

Figure 2010205434
Figure 2010205434

実施例8の有機EL素子からは、TBPe、C545T、Ir(piq)3由来の発光ピークがそれぞれ観測された。実施例3および実施例8の有機EL素子を比較すると、実施例3の有機EL素子では、正面輝度の発光効率が7.1cd/Aであり、全角度へ放射される発光を観測して得られたフォトン数と、投入した電子数とから外部量子効率を算出したところ3.6%であった。一方、実施例8の有機EL素子では、正面輝度の発光効率は7.6cd/Aであり、外部量子効率は4.0%であった。また、寿命特性については、初期輝度1000cd/m2からの輝度半減寿命を定電流密度下で観察したところ、実施例3、8の有機EL素子では、輝度が半減する時間はそれぞれ150時間を達成した。 From the organic EL device of Example 8, emission peaks derived from TBPe, C545T, and Ir (piq) 3 were observed. Comparing the organic EL elements of Example 3 and Example 8, the organic EL element of Example 3 has a luminous efficiency of front luminance of 7.1 cd / A, and is obtained by observing the light emitted to all angles. The external quantum efficiency calculated from the number of photons and the number of electrons input was 3.6%. On the other hand, in the organic EL device of Example 8, the luminous efficiency of front luminance was 7.6 cd / A, and the external quantum efficiency was 4.0%. Regarding the lifetime characteristics, when the luminance half-life from the initial luminance of 1000 cd / m 2 was observed under a constant current density, the organic EL elements of Examples 3 and 8 achieved 150 hours of luminance reduction time, respectively. did.

1 … 有機EL素子
2 … 基板
3 … 陽極
4 … 正孔注入輸送層
5a … 陽極側発光層
5b … 陰極側発光層
6 … 中央発光層
7 … 電子注入輸送層
8 … 陰極
9 … 第2正孔注入輸送層
10 … 第2電子注入輸送層
11 … 第3正孔注入輸送層
12 … 第3電子注入輸送層
16a … 第2中央発光層
16b … 第3中央発光層
21,21a,21b … ドープ領域
22 … ノンドープ領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic EL element 2 ... Substrate 3 ... Anode 4 ... Hole injection transport layer 5a ... Anode side light emitting layer 5b ... Cathode side light emitting layer 6 ... Central light emitting layer 7 ... Electron injection transport layer 8 ... Cathode 9 ... Second hole Injection transport layer 10 ... Second electron injection transport layer 11 ... Third hole injection transport layer 12 ... Third electron injection transport layer 16a ... Second central light emitting layer 16b ... Third central light emitting layer 21, 21a, 21b ... Doped region 22 ... Non-doped region

Claims (23)

陽極と、前記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、前記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陽極側発光層と、前記陽極側発光層上に形成された中央発光層と、前記中央発光層上に形成された電子注入輸送層と、前記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記正孔注入輸送層の構成材料および前記陽極側発光層のホスト材料が同一であり、
前記中央発光層の構成材料および前記陽極側発光層のホスト材料が異なり、
前記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、前記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、前記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、前記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An anode, a hole injecting and transporting layer formed on the anode, an anode side light emitting layer formed on the hole injecting and transporting layer and containing a host material and a light emitting dopant, and formed on the anode side light emitting layer An organic electroluminescence device having a central light emitting layer formed, an electron injection transport layer formed on the central light emission layer, and a cathode formed on the electron injection transport layer,
The constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same,
The constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are different,
When the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and ionization of the constituent material of the central light emitting layer the potential Ip 2, when the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer was Ip 3, the organic electroluminescent device which is a Ip 2 ≧ Ip 3.
陽極と、前記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、前記正孔注入輸送層上に形成された中央発光層と、前記中央発光層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陰極側発光層と、前記陰極側発光層上に形成された電子注入輸送層と、前記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記電子注入輸送層の構成材料および前記陰極側発光層のホスト材料が同一であり、
前記中央発光層の構成材料および前記陰極側発光層のホスト材料が異なり、
前記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、前記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、前記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、前記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An anode, a hole injecting and transporting layer formed on the anode, a central light emitting layer formed on the hole injecting and transporting layer, formed on the central light emitting layer, and containing a host material and a light emitting dopant An organic electroluminescence device having a cathode side light emitting layer, an electron injection transport layer formed on the cathode side light emission layer, and a cathode formed on the electron injection transport layer,
The constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same,
The constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different,
When the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and ionization of the constituent material of the central light emitting layer the potential Ip 2, when the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer was Ip 3, the organic electroluminescent device which is a Ip 2 ≧ Ip 3.
陽極と、前記陽極上に形成された正孔注入輸送層と、前記正孔注入輸送層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陽極側発光層と、前記陽極側発光層上に形成された中央発光層と、前記中央発光層上に形成され、ホスト材料および発光ドーパントを含有する陰極側発光層と、前記陰極側発光層上に形成された電子注入輸送層と、前記電子注入輸送層上に形成された陰極とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記正孔注入輸送層の構成材料および前記陽極側発光層のホスト材料が同一であり、
前記電子注入輸送層の構成材料および前記陰極側発光層のホスト材料が同一であり、
前記中央発光層の構成材料および前記陽極側発光層のホスト材料が異なり、
前記中央発光層の構成材料および前記陰極側発光層のホスト材料が異なり、
前記正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa1、前記中央発光層の構成材料の電子親和力をEa2としたとき、Ea1≧Ea2であり、前記中央発光層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp2、前記電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp3としたとき、Ip2≧Ip3であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
An anode, a hole injecting and transporting layer formed on the anode, an anode side light emitting layer formed on the hole injecting and transporting layer and containing a host material and a light emitting dopant, and formed on the anode side light emitting layer A central light emitting layer formed on the central light emitting layer, a cathode side light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant, an electron injecting and transporting layer formed on the cathode side light emitting layer, and the electron injecting and transporting An organic electroluminescent device having a cathode formed on the layer,
The constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the anode side light emitting layer are the same,
The constituent material of the electron injection transport layer and the host material of the cathode side light emitting layer are the same,
The constituent material of the central light emitting layer and the host material of the anode side light emitting layer are different,
The constituent material of the central light emitting layer and the host material of the cathode side light emitting layer are different,
When the electron affinity of the constituent material of the hole injecting and transporting layer is Ea 1 and the electron affinity of the constituent material of the central light emitting layer is Ea 2 , Ea 1 ≧ Ea 2 and ionization of the constituent material of the central light emitting layer the potential Ip 2, when the ionization potential of the constituent material of the electron injection transport layer was Ip 3, the organic electroluminescent device which is a Ip 2 ≧ Ip 3.
前記正孔注入輸送層および前記電子注入輸送層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、前記正孔注入輸送層および前記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料が同一であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The hole injection transport layer and the electron injection transport layer contain a bipolar material capable of transporting holes and electrons, and the bipolar materials contained in the hole injection transport layer and the electron injection transport layer are the same. The organic electroluminescent element according to claim 1. 前記正孔注入輸送層および前記電子注入輸送層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、前記正孔注入輸送層および前記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料が同一であることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The hole injection transport layer and the electron injection transport layer contain a bipolar material capable of transporting holes and electrons, and the bipolar materials contained in the hole injection transport layer and the electron injection transport layer are the same. The organic electroluminescent element according to claim 2. 前記正孔注入輸送層および前記電子注入輸送層が正孔および電子を輸送しうるバイポーラ材料を含有し、前記正孔注入輸送層および前記電子注入輸送層に含有されるバイポーラ材料が同一であることを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The hole injection transport layer and the electron injection transport layer contain a bipolar material capable of transporting holes and electrons, and the bipolar materials contained in the hole injection transport layer and the electron injection transport layer are the same. The organic electroluminescent element according to claim 3. 前記中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有し、前記電子注入輸送層の構成材料および前記中央発光層のホスト材料が同一であり、前記正孔注入輸送層の構成材料および前記電子注入輸送層の構成材料が異なることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, and the constituent material of the electron injecting and transporting layer and the host material of the central light emitting layer are the same, and the constituent material of the hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the constituent materials are different. 前記中央発光層がホスト材料および発光ドーパントを含有し、前記正孔注入輸送層の構成材料および前記中央発光層のホスト材料が同一であり、前記正孔注入輸送層の構成材料および前記電子注入輸送層の構成材料が異なることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The central light emitting layer contains a host material and a light emitting dopant, the constituent material of the hole injection transport layer and the host material of the central light emitting layer are the same, the constituent material of the hole injection transport layer, and the electron injection transport The organic electroluminescence device according to claim 2, wherein the constituent materials of the layers are different. 前記陽極側発光層と前記中央発光層との間にホスト材料および発光ドーパントを含有する第2中央発光層が形成され、前記第2中央発光層のホスト材料が前記陽極側発光層のホスト材料と同一であることを特徴とする請求項1、請求項4または請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   A second central light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant is formed between the anode side light emitting layer and the central light emitting layer, and the host material of the second central light emitting layer is a host material of the anode side light emitting layer. The organic electroluminescence device according to claim 1, 4 or 7, wherein the organic electroluminescence devices are the same. 前記陰極側発光層と前記中央発光層との間にホスト材料および発光ドーパントを含有する第3中央発光層が形成され、前記第3中央発光層のホスト材料が前記陰極側発光層のホスト材料と同一であることを特徴とする請求項2、請求項5または請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   A third central light emitting layer containing a host material and a light emitting dopant is formed between the cathode side light emitting layer and the central light emitting layer, and the host material of the third central light emitting layer is a host material of the cathode side light emitting layer. The organic electroluminescence device according to claim 2, 5 or 8, wherein the organic electroluminescence devices are the same. 前記中央発光層が、ホスト材料および発光ドーパントを含有し、前記発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と前記発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することを特徴とする請求項1から請求項10までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The central light-emitting layer contains a host material and a light-emitting dopant, and has one or more doped regions containing the light-emitting dopant and one or more non-doped regions not containing the light-emitting dopant. The organic electroluminescent element in any one of Claim 1-10. 前記陽極側発光層が前記発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と前記発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することを特徴とする請求項1、請求項3、請求項4、請求項6、請求項7、請求項9または請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The said anode side light emitting layer has one or more dope area | regions which contain the said light emission dopant, and one or more non-dope area | regions which do not contain the said light emission dopant, The claim | item 3 characterized by the above-mentioned. The organic electroluminescent element according to claim 6, claim 7, claim 9, or claim 11. 前記陰極側発光層が前記発光ドーパントを含有する1箇所以上のドープ領域と前記発光ドーパントを含有しない1箇所以上のノンドープ領域とを有することを特徴とする請求項2、請求項3、請求項5、請求項6、請求項8、請求項10または請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The said cathode side light emitting layer has one or more dope area | regions which contain the said light emission dopant, and one or more non-dope area | regions which do not contain the said light emission dopant, The claim 2, the claim 3, the claim 5 characterized by the above-mentioned. The organic electroluminescent element according to claim 6, claim 8, claim 10, or claim 11. 前記中央発光層が前記正孔注入輸送層側に前記ノンドープ領域を有することを特徴とする請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 11, wherein the central light emitting layer has the non-doped region on the hole injection transport layer side. 前記中央発光層が前記電子注入輸送層側に前記ノンドープ領域を有することを特徴とする請求項11または請求項14に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescent element according to claim 11 or 14, wherein the central light emitting layer has the non-doped region on the electron injecting and transporting layer side. 前記中央発光層が2箇所の前記ドープ領域を有し、前記2箇所のドープ領域の間に前記ノンドープ領域が配置されており、前記2箇所のドープ領域がそれぞれ異なる種類の発光ドーパントを含有することを特徴とする請求項11、請求項14または請求項15に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The central light emitting layer has the two doped regions, the non-doped region is disposed between the two doped regions, and the two doped regions contain different types of light emitting dopants. The organic electroluminescence device according to claim 11, wherein the organic electroluminescence device is characterized by. 前記陽極側発光層が、前記中央発光層側に前記ノンドープ領域を有することを特徴とする請求項12に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescent element according to claim 12, wherein the anode side light emitting layer has the non-doped region on the central light emitting layer side. 前記陽極側発光層が2箇所の前記ドープ領域を有し、前記2箇所のドープ領域の間に前記ノンドープ領域が配置されており、前記2箇所のドープ領域がそれぞれ異なる種類の発光ドーパントを含有することを特徴とする請求項12または請求項17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The anode side light emitting layer has two doped regions, the non-doped region is disposed between the two doped regions, and the two doped regions contain different types of light emitting dopants. The organic electroluminescent element according to claim 12 or 17, wherein 前記陰極側発光層が、前記中央発光層側に前記ノンドープ領域を有することを特徴とする請求項13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electroluminescence device according to claim 13, wherein the cathode side light emitting layer has the non-doped region on the central light emitting layer side. 前記陰極側発光層が2箇所の前記ドープ領域を有し、前記2箇所のドープ領域の間に前記ノンドープ領域が配置されており、前記2箇所のドープ領域がそれぞれ異なる種類の発光ドーパントを含有することを特徴とする請求項13または請求項19に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The cathode side light emitting layer has the two doped regions, the non-doped region is disposed between the two doped regions, and the two doped regions contain different types of light emitting dopants. The organic electroluminescent element according to claim 13 or 19, wherein 前記陽極および前記正孔注入輸送層の間に第2正孔注入輸送層が形成され、前記第2正孔注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa6としたときEa6<Ea1であり、かつ、前記第2正孔注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp6としたときIp6≦Ip1であることを特徴とする請求項1から請求項20までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 A second hole injecting and transporting layer is formed between the anode and the hole injecting and transporting layer, and Ea 6 <Ea 1 when the electron affinity of the constituent material of the second hole injecting and transporting layer is Ea 6 21. The organic material according to claim 1 , wherein Ip 6 ≦ Ip 1 when the ionization potential of the constituent material of the second hole injecting and transporting layer is Ip 6. Electroluminescence element. 前記電子注入輸送層および前記陰極の間に第2電子注入輸送層が形成され、前記第2電子注入輸送層の構成材料のイオン化ポテンシャルをIp7としたときIp3<Ip7であり、かつ、前記第2電子注入輸送層の構成材料の電子親和力をEa7としたときEa3≦Ea7であることを特徴とする請求項1から請求項21までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 A second electron injecting and transporting layer is formed between the electron injecting and transporting layer and the cathode, and when the ionization potential of the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is Ip 7 , Ip 3 <Ip 7 and the organic electroluminescent device according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the electron affinity of the constituent material of the second electron injecting and transporting layer is Ea 3 ≦ Ea 7 when the Ea 7. 複数層の前記発光層のうち、少なくともいずれか一つが蛍光発光ドーパントを含有し、その他が燐光発光ドーパントを含有することを特徴とする請求項1から請求項22までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。   The organic electro according to any one of claims 1 to 22, wherein at least one of the plurality of light emitting layers contains a fluorescent light emitting dopant and the other contains a phosphorescent light emitting dopant. Luminescence element.
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