JP2008252084A - 有機電界発光素子および表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】陽極13と陰極15との間に、陽極13側から順に、正孔注入層14a、正孔輸送層14b、発光層14cおよび電子輸送層14dが積層された有機層14を挟持してなる有機電界発光素子11において、電子輸送層14dは含窒素複素環誘導体を含んであり、電子輸送層14が正孔注入層14aと正孔輸送層14bのトータル膜厚よりも厚い膜厚で設けられていることを特徴とする有機電界発光素子および表示装置である。
【選択図】図1
Description
以上説明した本発明に係る表示装置は、図4〜図8に示す様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置、ビデオカメラなど、電子機器に入力された映像信号、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。以下に、本発明が適用される電子機器の一例について説明する。
上述した実施の形態において、図1を用いて説明した構成の有機電界発光素子11を形成した。ここでは、陽極13から注入された正孔と陰極15から注入された電子が、発光層14c内で再結合する再に生じた発光光を陽極13と陰極15との間で共振させて、基板12と反対側の陰極15側から取り出す共振器構造で構成される上面発光方式の有機電界発光素子11を形成した。なお、下記表33には、実施例1の層構成と共に後述する実施例2〜14Bの層構成を合わせて示すが、各実施例および比較例で共通している構成については、その記載を省略している。以下に有機電界発光素子11の製造手順を説明する。
この実施例においては、電子輸送層14dとして、表15に示した化合物A9−15からなるベンゾイミダゾール誘導体を120nmの膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、電子輸送層14dとして、表15に示した化合物A9−16からなるベンゾイミダゾール誘導体を120nmの膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、電子輸送層14dとして、表16に示した化合物A10−10からなるベンゾイミダゾール誘導体を120nmの膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、電子輸送層14dとして、表25に示した化合物B−3からなるフェナントロリン誘導体を120nmの膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、電子輸送層14dとして、表15に示した化合物A9−15からなるベンゾイミダゾール誘導体と、表16に示した化合物A10−1からなるベンゾイミダゾール誘導体を50vol%ずつ混合した層を120nmの膜厚で形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、電子輸送層14dとして、表14に示した化合物A9−2と化合物A9−4からなるベンゾイミダゾール誘導体をそれぞれ60nmの膜厚でこの順に積層し、トータル膜厚で120nmとなるように形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、電子輸送層14dとして、下記構造式(2)に示すジフェニルアントラセン(DPA)10nmと、表14に示した化合物A9−4からなるベンゾイミダゾール誘導体110nmをこの順に積層した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、電子輸送層14dとして、表15に示した化合物A9−16からなるベンゾイミダゾール誘導体100nmと、バソフェナントロリンに対し金属セシウムを5%ドープした膜20nmをこの順に積層した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、陽極13として、Ndを10wt%含むAlNd合金層を120nmの膜厚で形成し、正孔注入層14aとして、上記構造式(1)に示したヘキサニトリルアザトリフェニレンを10nmの膜厚で形成し、正孔輸送層14bとして、表29に示した化合物D−42からなるジアミン誘導体10nmと、表31に示した化合物D−82からなるジアミン誘導体10nmとをこの順に積層した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、正孔輸送層14bとして、表31に示した化合物D−82からなるジアミン誘導体を20nmの膜厚で形成した以外は、実施例10と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、正孔注入層14aとして、表30に示した化合物D―58に対してF4TCNQを40%ドープした膜を10nmの膜厚で形成した以外は、実施例10と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、正孔輸送層14bとして、表31に示した化合物D−82からなるジアミン誘導体を20nmの膜厚で形成し、電子輸送層14dとして、表1に示した化合物A1−6からなるベンゾイミダゾール誘導体を120nmの膜厚で形成した以外は、実施例10と同様の方法により、有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、正孔輸送層14bとして、表31に示した化合物D−83からなるジアミン誘導体を20nmの膜厚で形成し、電子輸送層14dとして、表2に示した化合物A1−15からなるベンゾイミダゾール誘導体を120nmの膜厚で形成した以外は、実施例10と同様の方法により、有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、実施例1の手順で、正孔注入層14aとして、上記構造式(1)に示したヘキサニトリルアザトリフェニレンを10nmの膜厚で形成し、正孔輸送層14bとして表29に示した化合物D−42からなるジアミン誘導体を30nmの膜厚で形成し、電子輸送層14dとして表24-1に示した化合物A18-1からなるベンゾイミダゾール誘導体を120nmの膜厚で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
この実施例においては、実施例1の手順で、正孔注入層14aとして、上記構造式(1)に示したヘキサニトリルアザトリフェニレンを10nmの膜厚で形成し、正孔輸送層14bとして表29に示した化合物D−42からなるジアミン誘導体を30nmの膜厚で形成し、電子輸送層14dとして表24-2に示した化合物A18-15からなるベンゾイミダゾール誘導体を120nmの膜厚で形成したこと以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子11を作製した。
一方、上述した実施例1〜14,14A,14Bに対する比較例1として、電子輸送層14dとして、上記構造式(2)に示すDPAを120nmの膜厚となるように形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子を作製した。
上述した実施例1〜14,14A,14Bに対する比較例2として、電子輸送層14dとして、Alq3を15nmの膜厚となるように形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子を作製した。ただし、実施例1〜9と同様に、陽極13と陰極15との間で発光光を共振させて取り出すキャビティ構造として構成するため、正孔注入層14aの膜厚を10nm、正孔輸送層14bの膜厚を140nm、発光層14cの膜厚を20nmに調整した。
上述した実施例1〜14,14A,14Bに対する比較例3として、電子輸送層14dとして、表14に示した化合物A9−4を15nmの膜厚となるように形成した以外は、実施例1と同様の方法により有機電界発光素子を作製した。ただし、実施例1〜11と同様に、共振器構造とするため、正孔注入層14aの膜厚を10nm、正孔輸送層14bの膜厚を140nm、発光層14cの膜厚を20nmに調整した。
上述のように作製した実施例1〜14,14A,14Bおよび比較例1〜3の有機電界発光素子について、10mAcm-2の電流密度における電圧(V)および電流効率(cd/A)を測定した。また、50℃、duty25%で100mAcm-2の定電流駆動時の初期輝度を1とした相対輝度が0.9に低下する時間を発光寿命として測定し、この際の駆動電圧上昇幅(ΔV)を測定した。この結果を上記表33に合わせて示した。
さらに、実施例15〜19として、有機層14の全体膜厚は一定にして電子輸送層14dのうち化合物A9−4を含む層の膜厚を70、100、126、150、185nmに変化させて有機電界発光素子11を作製した。
上記実施例15〜19に対する比較例4〜7として、電子輸送層14d中の化合物A9−4を含む層の膜厚を10、30、50、60nmとした以外は、実施例15と同様の方法により、有機電界発光素子を作製した。この際、有機電界発光素子を共振器構造とするため、実施例15〜19と同様に、膜厚調整層として9-(2-ナフチル)-10-[4-(1-ナフチル)フェニル]アントラセン(ホストA)を用い、電子輸送層14dの膜厚を調整した。
上述のように作製した実施例15〜19および比較例4〜7の有機電界発光素子について、10mAcm-2の電流密度における駆動電圧(V)を測定した結果を図9のグラフに示す。このグラフに示すように、電子輸送層14dを構成する化合物A9−4の膜厚が薄膜で膜厚調整層の膜厚が厚いほど高電圧化することが確認された。
上述のように作製した実施例15〜19および比較例4〜7の有機電界発光素子について、10mAcm-2の電流密度における電流効率(cd/A)を測定した結果を図10のグラフに示す。このグラフに示すように、電子輸送層14dを構成する化合物A9−4の膜厚が70nm〜130nmの範囲では高い電流効率を示すことが確認された。尚、化合物A9−4の膜厚が150nm、180nmの有機電界発光素子で電流効率が低下するのは、電子輸送層14dが厚くなる分、発光層14cの膜厚が薄くなるためと考えられる。
上述のように作製した実施例15〜19および比較例4〜7の有機電界発光素子について、50℃duty25%で100mAcm-2の定電流駆動時の初期輝度を1とした相対輝度が0.9に低下する時間を発光寿命として測定した結果を図11のグラフに示す。比較例4〜7の有機電界発光素子と比較して、実施例15〜19の有機電界発光素子は発光寿命が長いことが確認された。尚、化合物A9−4の膜厚が150nm、180nmの有機電界発光素子で発光寿命が低下するのは、電子輸送層14dが厚くなる分、発光層14cの膜厚が薄くなるためと考えられる。
Claims (8)
- 陽極と陰極との間に少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子において、
前記陰極と前記発光層との間には、含窒素複素環誘導体を含む層が配置されており、当該含窒素複素環誘導体を含む層は、前記陽極と前記発光層との間に配置される正孔供給層よりも厚い膜厚で設けられている
ことを特徴とする有機電界発光素子。 - 請求項1記載の有機電界発光素子において、
前記含窒素複素環誘導体を含む層の膜厚は70nm以上である
ことを特徴とする有機電界発光素子。 - 請求項1記載の有機電界発光素子において、
前記正孔供給層の膜厚は60nm以下である
ことを特徴とする有機電界発光素子。 - 請求項1記載の有機電界発光素子において、
前記含窒素複素環誘導体を含む層の膜厚d1に対して、前記有機層の膜厚d2が、0.90>d1/d2>0.30の関係を満たすように構成されている
ことを特徴とする有機電界発光素子。 - 請求項1記載の有機電界発光素子において、
前記含窒素複素環誘導体はベンゾイミダゾール誘導体である
ことを特徴とする有機電界発光素子。 - 請求項5記載の有機電界発光素子において、
前記ベンゾイミダゾール誘導体は、下記一般式(1)、(2)または(3)で示される ことを特徴とする有機電界発光素子。
R1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基または炭素数1〜20のアルコキシ基であり、
R2及びR3は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基である。
Lは、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリーレン基、置換基を有していてもよいピリジニレン基、置換基を有していてもよいキノリニレン基又は置換基を有していてもよいフルオレニレン基である。
Ar1は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリーレン基、置換基を有していてもよいピリジニレン基又は置換基を有していてもよいキノリニレン基であり、
Ar2は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、または置換基を有していてもよい炭素数3〜40のヘテロアリール基であり、
Ar3は、置換基を有していてもよい炭素数6〜60のアリール基、置換基を有していてもよいピリジル基、置換基を有していてもよいキノリル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルキル基、置換基を有していてもよい炭素数1〜20のアルコキシ基、または−Ar1−Ar2で表される基(Ar1およびAr2は、それぞれ前記と同じ)である。] - 請求項1記載の有機電界発光素子において、
前記正孔供給層の前記陽極との界面側には、アザトリフェニレン誘導体を含む層が設けられている
ことを特徴とする有機電界発光素子。 - 陽極と陰極との間に少なくとも発光層を有する有機層を挟持してなる有機電界発光素子を基板上に配列形成してなる表示装置において、
前記陰極と前記発光層との間には、含窒素複素環誘導体を含む層が配置されており、当該含窒素複素環誘導体を含む層は、前記陽極と前記発光層との間に配置される正孔供給層よりも厚い膜厚で設けられている
ことを特徴とする表示装置。
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