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JP2006210845A - Organic electroluminescent element and organic electroluminescent display - Google Patents

Organic electroluminescent element and organic electroluminescent display Download PDF

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JP2006210845A JP2005024212A JP2005024212A JP2006210845A JP 2006210845 A JP2006210845 A JP 2006210845A JP 2005024212 A JP2005024212 A JP 2005024212A JP 2005024212 A JP2005024212 A JP 2005024212A JP 2006210845 A JP2006210845 A JP 2006210845A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the luminous efficiency of an organic EL element where a plurality of luminous emitting units are laminated. <P>SOLUTION: The EL element is provided with a plurality of the luminous units between an anode and a cathode, and an intermediate unit between the luminous units. The intermediate unit has an electron transporting bed on the anodic side, and an electron drawing layer on the cathodic side. A relation between an absolute value ¾LUMO(A)¾ of energy level of the lowest unoccupied molecular orbital in the electron drawing layer and an absolute value ¾HOMO(B)¾ of energy level of the highest occupied molecular orbital in the adjacent layer lies in ¾HOMO(B)¾-¾LUMO(A)¾≤2.0 eV. The intermediate unit supplies holes generated by drawing the electrons to the luminous unit on the anodic side and is the organic EL element that supplies the drawn electrons to the luminous unit on the anodic side. An electron drawing promoting material of absolute value ¾LUMO(C)¾ of energy level of the lowest unoccupied molecular orbital of ¾HOMO(B)¾>¾LUMO(C)¾>¾LUMO(A)¾ is doped in the electron drawing layer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置に関するものである。   The present invention relates to an organic electroluminescent element and an organic electroluminescent display device.

有機エレクトロルミネッセント素子（有機ＥＬ素子）は、ディスプレイや照明への応用の観点から活発に開発が行われている。有機ＥＬ素子の駆動原理は、以下のようなものである。すなわち、陽極及び陰極からそれぞれホールと電子が注入され、これらが有機薄膜中を輸送され、発光層において再結合し励起状態が生じ、この励起状態から発光が得られる。発光効率を高めるためには、効率良くホール及び電子を注入させ、有機薄膜中を輸送させることが必要である。しかしながら、有機ＥＬ素子内のキャリアの移動は、電極と有機薄膜間のエネルギー障壁や、有機薄膜内のキャリア移動度の低さにより制限を受けるため、発光効率の向上にも限界がある。   Organic electroluminescent elements (organic EL elements) are being actively developed from the viewpoint of application to displays and lighting. The driving principle of the organic EL element is as follows. That is, holes and electrons are injected from the anode and the cathode, respectively, and these are transported through the organic thin film, recombined in the light emitting layer to generate an excited state, and light emission can be obtained from this excited state. In order to increase the luminous efficiency, it is necessary to inject holes and electrons efficiently and transport the organic thin film. However, since the movement of carriers in the organic EL element is limited by the energy barrier between the electrode and the organic thin film and the low carrier mobility in the organic thin film, there is a limit to improving the light emission efficiency.

一方、発光効率を向上させる他の方法として、複数の発光層を積層する方法が挙げられる。例えば、補色関係にあるオレンジ色発光層と青色発光層とを直接接するように積層することにより、１層の場合より高い発光効率を得ることができる場合がある。例えば、青色発光層の発光効率が１０ｃｄ／Ａであり、オレンジ色発光層の発光効率が８ｃｄ／Ａである場合に、これらを積層して白色発光素子とした場合に、１５ｃｄ／Ａの発光効率が得られている。   On the other hand, as another method for improving the light emission efficiency, there is a method of laminating a plurality of light emitting layers. For example, it may be possible to obtain higher luminous efficiency than a single layer by laminating an orange light-emitting layer and a blue light-emitting layer that are in a complementary color relationship so as to be in direct contact with each other. For example, when the light emission efficiency of the blue light emitting layer is 10 cd / A and the light emission efficiency of the orange light emitting layer is 8 cd / A, when these are stacked to form a white light emitting element, the light emission efficiency of 15 cd / A Is obtained.

しかしながら、発光層を３層以上それぞれ直接接するように積層した場合には、発光効率の向上が得られない。これは、電子とホールの再結合領域の拡がりに限度があり、再結合領域が３層以上にまたがらないからである。   However, when three or more light emitting layers are laminated so as to be in direct contact with each other, improvement in light emission efficiency cannot be obtained. This is because there is a limit to the expansion of the recombination region of electrons and holes, and the recombination region does not extend over three layers.

非特許文献１においては、Ｖ2Ｏ5、ＩＴＯなどの無機半導体層を介して２つの発光ユニットを積層し、無機半導体層の内部でキャリアを発生させて、２つの発光層にキャリアを供給する方法が報告されている。この方法は、無機半導体層中に含まれるキャリアを利用する方法であり、キャリアを発生させるためには高い電圧を印加しなければならない。このため、駆動電圧が高くなり、携帯機器などの低電圧駆動には適用することができないものであった。 In Non-Patent Document 1, two light emitting units are stacked via inorganic semiconductor layers such as V 2 O 5 and ITO, carriers are generated inside the inorganic semiconductor layer, and the carriers are supplied to the two light emitting layers. A method has been reported. This method uses carriers contained in the inorganic semiconductor layer, and a high voltage must be applied in order to generate carriers. For this reason, a drive voltage becomes high and cannot be applied to low voltage drive of a portable device or the like.

特許文献１〜４においても、電荷発生層などを介して複数の発光ユニットを積層した有機ＥＬ素子が提案されているが、高い電圧で駆動することが必要であり、高い発光効率が得られるものではなかった。   Patent Documents 1 to 4 also propose an organic EL element in which a plurality of light emitting units are stacked via a charge generation layer or the like, but it is necessary to drive at a high voltage, and high luminous efficiency can be obtained. It wasn't.

非特許文献２には、後述するＨＡＴ−ＣＮ６の製造方法が記載されている。
特開２００３−２７２８６０号公報 特開２００３−２６４０８５号公報 特開平１１−３２９７４８号公報 特開２００４−３９６１７号公報 ２００４年春季第５１回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集Ｎｏ．３ １４６４頁 講演番号２８ｐ−ＺＱ−１４「二重絶縁層をもつキャリア再結合型有機ＥＬ素子」 SYNTHESIS,April,1994,378〜380頁“Improved Synthesis of 1,4,5,8,9,12-Hexaazatriphenylenehexacarboxylic Acid” Non-Patent Document 2 describes a method for producing HAT-CN6 described later.
JP 2003-272860 A JP 2003-264085 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-329748 JP 2004-39617 A 2004 Spring 51st Applied Physics Related Conference Lecture Proceedings No. 3 Page 1464 Lecture number 28p-ZQ-14 “Carrier recombination organic EL device with double insulation layer” SYNTHESIS, April, 1994, 378-380 “Improved Synthesis of 1,4,5,8,9,12-Hexaazatriphenylenehexacarboxylic Acid”

本発明の目的は、複数の発光ユニットを積層した有機ＥＬ素子において、発光効率が高い有機ＥＬ素子及びこれを用いた有機ＥＬ表示装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an organic EL element having high luminous efficiency and an organic EL display device using the same in an organic EL element in which a plurality of light emitting units are stacked.

本発明の第１の局面に従う有機ＥＬ素子は、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、電子引き抜き層は、電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、中間ユニットが、電子引き抜き層による隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜の関係にある電子引き抜き促進材料が、電子引き抜き層にドープされていることを特徴としている。   An organic EL device according to a first aspect of the present invention includes a cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units, and includes an intermediate unit. Has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer is a layer for extracting electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer | LUMO (A) | and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer | HOMO (B) | , | HOMO (B) | − | LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is configured to remove holes generated by the extraction of electrons from the adjacent layer by the electron extraction layer on the cathode side. An organic electroluminescent device that supplies an extracted light to a light emitting unit on the anode side through an electron transport layer and supplies the extracted electron to an optical unit, and the absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) | LUMO (C) | is characterized in that the electron extraction layer is doped with an electron extraction promoting material having a relationship of | HOMO (B) |> | LUMO (C) |> | LUMO (A) |.

本発明の第２の局面に従う有機ＥＬ素子は、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、電子引き抜き層は、電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、中間ユニットが、電子引き抜き層による隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜の関係にある電子引き抜き促進材料からなる電子引き抜き促進層が、電子引き抜き層と隣接層の間に設けられていることを特徴としている。   An organic EL device according to a second aspect of the present invention includes a cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units. Has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer is a layer for extracting electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer | LUMO (A) | and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer | HOMO (B) | , | HOMO (B) | − | LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is configured to remove holes generated by the extraction of electrons from the adjacent layer by the electron extraction layer on the cathode side. An organic electroluminescent device that supplies an extracted light to a light emitting unit on the anode side through an electron transport layer and supplies the extracted electron to an optical unit, and the absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) | LUMO (C) | is | HOMO (B) |> | LUMO (C) |> | LUMO (A) | It is characterized by being provided.

本発明の第３の局面に従う有機ＥＬ素子は、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、電子引き抜き層は、電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、中間ユニットが、電子引き抜き層による隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜が、電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜及び｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜に対し、｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜の関係にある電子注入有機材料が、電子輸送層及び／または電子引き抜き層にドープされていることを特徴としている。   An organic EL device according to a third aspect of the present invention includes a cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units. Has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer is a layer for extracting electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer | LUMO (A) | and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer | HOMO (B) | , | HOMO (B) | − | LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is configured to remove holes generated by the extraction of electrons from the adjacent layer by the electron extraction layer on the cathode side. An organic electroluminescent device that supplies an extracted light to a light emitting unit on the anode side through an electron transport layer and supplies the extracted electron to an optical unit, and the absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) | LUMO (D) | is the absolute value | LUMO (E) | and | LUMO (A) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron transport layer, whereas | LUMO (A) |> | LUMO (D ) |> | LUMO (E) | is characterized in that the electron-injecting organic material is doped in the electron-transporting layer and / or the electron-withdrawing layer.

本発明の第４の局面に従う有機ＥＬ素子は、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、電子引き抜き層は、電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、中間ユニットが、電子引き抜き層による隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜が、電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜及び｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜に対し、｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜の関係にある電子注入有機材料からなる電子注入有機材料層が、電子引き抜き層と電子輸送層の間に設けられていることを特徴としている。   An organic EL device according to a fourth aspect of the present invention includes a cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units. Has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer is a layer for extracting electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer | LUMO (A) | and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer | HOMO (B) | , | HOMO (B) | − | LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is configured to remove holes generated by the extraction of electrons from the adjacent layer by the electron extraction layer on the cathode side. An organic electroluminescent device that supplies an extracted light to a light emitting unit on the anode side through an electron transport layer and supplies the extracted electron to an optical unit, and the absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) | LUMO (D) | is the absolute value | LUMO (E) | and | LUMO (A) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron transport layer, whereas | LUMO (A) |> | LUMO (D ) |> | LUMO (E) |, an electron injecting organic material layer made of an electron injecting organic material is provided between the electron extracting layer and the electron transporting layer.

本発明の第５の局面に従う有機ＥＬ素子は、陰極と、陽極と、陰極及び陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、電子引き抜き層は、電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、中間ユニットが、電子引き抜き層による隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びそれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種からなる電子注入層が、前記電子引き抜き層と前記電子輸送層の間に設けられており、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜が、電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜及び｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜に対し、｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜の関係にある電子注入有機材料、または電子引き抜き層の材料が、電子注入層にドープされていることを特徴としている。   An organic EL device according to a fifth aspect of the present invention includes a cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units. Has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer is a layer for extracting electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer | LUMO (A) | and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer | HOMO (B) | , | HOMO (B) | − | LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is configured to remove holes generated by the extraction of electrons from the adjacent layer by the electron extraction layer on the cathode side. An organic electroluminescent element that supplies an extracted unit with an extracted electron to an anode side light emitting unit through an electron transport layer, and is selected from alkali metals, alkaline earth metals, and oxides thereof. At least one kind of electron injection layer is provided between the electron extraction layer and the electron transport layer, and the absolute value | LUMO (D) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level is In contrast to the absolute values | LUMO (E) | and | LUMO (A) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the transport layer, | LUMO (A) |> | LUMO (D) |> | LUMO (E The electron injection organic material or the electron extraction layer material in the relationship |) is doped in the electron injection layer.

以下、本発明の第１の局面〜第５の局面に共通している中間ユニットの機能について説明する。   Hereinafter, the function of the intermediate unit common to the first to fifth aspects of the present invention will be described.

本発明においては、複数の発光ユニットの間に中間ユニットを配置し、該中間ユニットからキャリアを供給することにより、発光ユニットを発光させている。以下、本発明の中間ユニットの機能について説明する。なお、以下の説明では、発光ユニットを２つとし、陰極側の発光ユニットを第１の発光ユニット、陽極側の発光ユニットを第２の発光ユニットとして説明している。   In the present invention, an intermediate unit is disposed between a plurality of light emitting units, and the light emitting unit is caused to emit light by supplying a carrier from the intermediate unit. Hereinafter, the function of the intermediate unit of the present invention will be described. In the following description, it is assumed that there are two light emitting units, the light emitting unit on the cathode side is the first light emitting unit, and the light emitting unit on the anode side is the second light emitting unit.

本発明によれば、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットの間に、中間ユニットが設けられ、中間ユニットに、電子引き抜き層が設けられている。電子引き抜き層の陰極側には、隣接層が設けられている。隣接層のＨＯＭＯのエネルギーレベルの絶対値│ＨＯＭＯ（Ｂ）│と、電子引き抜き層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ａ）│とは、│ＨＯＭＯ（Ｂ）│−│ＬＵＭＯ（Ａ）│≦２．０ｅＶの関係にある。すなわち、電子引き抜き層のＬＵＭＯのエネルギーレベルは、隣接層のＨＯＭＯのエネルギーレベルに近い値となっている。このため、電子引き抜き層は隣接層から電子を引き抜くことができる。この隣接層からの電子の引き抜きにより、隣接層にはホールが発生する。隣接層が第１の発光ユニット内に設けられている場合には、第１の発光ユニットにホールが発生する。また、隣接層が電子引き抜き層と第１の発光ユニットの間に設けられている場合、すなわち中間ユニット内に設けられている場合には、隣接層に発生したホールが、第１の発光ユニットに供給される。第１の発光ユニットに供給されたホールは、陰極または隣接する中間ユニットからの電子と再結合し、これによって第１の発光ユニットが発光する。   According to the present invention, the intermediate unit is provided between the first light emitting unit and the second light emitting unit, and the electronic extraction layer is provided in the intermediate unit. An adjacent layer is provided on the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value of the HOMO energy level of the adjacent layer | HOMO (B) | and the absolute value of the LUMO energy level of the electron extraction layer | LUMO (A) | are | HOMO (B) | --LUMO (A) │ ≦ 2.0 eV. That is, the LUMO energy level of the electron extraction layer is close to the HOMO energy level of the adjacent layer. For this reason, the electron extraction layer can extract electrons from the adjacent layer. Due to the extraction of electrons from the adjacent layer, holes are generated in the adjacent layer. When the adjacent layer is provided in the first light emitting unit, holes are generated in the first light emitting unit. Further, when the adjacent layer is provided between the electron extraction layer and the first light emitting unit, that is, provided in the intermediate unit, holes generated in the adjacent layer are formed in the first light emitting unit. Supplied. The holes supplied to the first light emitting unit recombine with the electrons from the cathode or the adjacent intermediate unit, whereby the first light emitting unit emits light.

一方、電子引き抜き層に引き抜かれた電子は、第２の発光ユニットに供給され、陽極または隣接する中間ユニットから供給されたホールと再結合し、これによって第２の発光ユニットが発光する。   On the other hand, the electrons extracted by the electron extraction layer are supplied to the second light emitting unit and recombined with the holes supplied from the anode or the adjacent intermediate unit, whereby the second light emitting unit emits light.

従って、本発明によれば、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットのそれぞれにおいて再結合領域を形成することができ、これによって第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットをそれぞれ別個に発光させることができる。   Therefore, according to the present invention, a recombination region can be formed in each of the first light-emitting unit and the second light-emitting unit, whereby each of the first light-emitting unit and the second light-emitting unit emits light separately. Can be made.

本発明において、電子引き抜き層が隣接層から電子を引き抜くためには、電子引き抜き層のＬＵＭＯのエネルギーレベルが、隣接層のＬＵＭＯのエネルギーレベルよりも、隣接層のＨＯＭＯのエネルギーレベルに近いことが好ましい。すなわち、隣接層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値│ＬＵＭＯ（Ｂ）│は、以下の関係を満足することが好ましい。
│ＨＯＭＯ（Ｂ）│−│ＬＵＭＯ（Ａ）│＜│ＬＵＭＯ（Ａ）│−│ＬＵＭＯ（Ｂ）│ In the present invention, in order for the electron extraction layer to extract electrons from the adjacent layer, the LUMO energy level of the electron extraction layer is preferably closer to the HOMO energy level of the adjacent layer than the LUMO energy level of the adjacent layer. . That is, it is preferable that the absolute value | LUMO (B) | of the LUMO energy level of the adjacent layer satisfies the following relationship.
│HOMO (B) │-│LUMO (A) │ <│LUMO (A) │-│LUMO (B) │

また、電子引き抜き層として用いる材料のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値は、一般に隣接層のＨＯＭＯをエネルギーレベルの絶対値よりも小さいので、このような場合、それぞれのエネルギーレベルの絶対値は、以下の関係式で示される。
０ｅＶ＜│ＨＯＭＯ（Ｂ）│−│ＬＵＭＯ（Ａ）│≦２．０ｅＶ In addition, since the absolute value of the LUMO energy level of the material used as the electron extraction layer is generally smaller than the absolute value of the energy level of the adjacent layer, the absolute value of each energy level is as follows: It is shown by the relational expression.
0eV <│HOMO (B) │-│LUMO (A) │ ≦ 2.0eV

本発明における第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットは、それぞれ単一の発光層から形成されていてもよいし、複数の発光層を直接接するように積層して構成されていてもよい。しかしながら、本発明は、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットのうちの少なくとも一方が、２つの発光層を直接接するように積層した構造を有する場合に、特に有用である。すなわち、このような場合において、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットを直接積層させると、３つまたは４つの発光層を直接積層した構造となり、上述のように、電子とホールの再結合領域の拡がりに限度があるため、再結合領域は３つまたは４つの発光層をまたがることがない。このため、３つまたは４つの発光層の厚み方向の１箇所で再結合が生じ、高い発光効率を得ることができない。また、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットのそれぞれが別個に発光した場合の再結合領域と異なる領域で再結合するため、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットの組合せの発光色と異なる色が発光する場合がある。   Each of the first light emitting unit and the second light emitting unit in the present invention may be formed of a single light emitting layer, or may be configured by laminating a plurality of light emitting layers so as to be in direct contact with each other. However, the present invention is particularly useful when at least one of the first light-emitting unit and the second light-emitting unit has a structure in which two light-emitting layers are stacked in direct contact. That is, in such a case, when the first light emitting unit and the second light emitting unit are directly stacked, a structure in which three or four light emitting layers are directly stacked is formed, and as described above, recombination of electrons and holes is performed. Due to the limited extent of the region, the recombination region does not span three or four light emitting layers. For this reason, recombination occurs at one location in the thickness direction of the three or four light emitting layers, and high luminous efficiency cannot be obtained. In addition, since the first light emitting unit and the second light emitting unit are recombined in a region different from the recombination region when each of the first light emitting unit and the second light emitting unit emits light separately, the light emission color of the combination of the first light emitting unit and the second light emitting unit Different colors may emit light.

本発明に従い、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットの間に中間ユニットを設けることにより、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットのそれぞれにおいて再結合させることができる。すなわち、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットのそれぞれに再結合領域を形成することができ、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットをそれぞれ独自に発光させることができる。このため、高い発光効率を得ることができるとともに、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットの組合せの発光色と同一の色を発光することができる。   According to the present invention, by providing an intermediate unit between the first light emitting unit and the second light emitting unit, recombination can be performed in each of the first light emitting unit and the second light emitting unit. That is, a recombination region can be formed in each of the first light emitting unit and the second light emitting unit, and each of the first light emitting unit and the second light emitting unit can independently emit light. For this reason, while being able to obtain high luminous efficiency, it is possible to emit the same color as the emission color of the combination of the first light emitting unit and the second light emitting unit.

本発明において、隣接層は、ホール輸送性材料から形成されていることが好ましく、特にアリールアミン系ホール輸送性材料から形成されていることが好ましい。   In the present invention, the adjacent layer is preferably formed of a hole transporting material, and particularly preferably formed of an arylamine-based hole transporting material.

本発明において、隣接層は第１の発光ユニット内に設けられていてもよい。特に、第１の発光ユニット内において中間ユニット側に位置する発光層のホスト材料が隣接層として適するホール輸送性材料である場合には、第１の発光ユニット内の中間ユニット側の発光層を隣接層とすることができる。   In the present invention, the adjacent layer may be provided in the first light emitting unit. In particular, when the host material of the light emitting layer located on the intermediate unit side in the first light emitting unit is a hole transporting material suitable as the adjacent layer, the light emitting layer on the intermediate unit side in the first light emitting unit is adjacent. It can be a layer.

また、本発明において、隣接層は中間ユニット内に設けられていてもよい。第１の発光ユニット内の中間ユニット側の発光層のホスト材料が隣接層として適するホール輸送性材料でない場合には、隣接層として機能させることができない場合があるので、このような場合には、中間ユニット内に隣接層を設けることができる。このような場合、隣接層は、電子引き抜き層と第１の発光ユニットの間に配置される。   In the present invention, the adjacent layer may be provided in the intermediate unit. In the case where the host material of the light emitting layer on the intermediate unit side in the first light emitting unit is not a hole transporting material suitable as the adjacent layer, it may not function as the adjacent layer. Adjacent layers can be provided in the intermediate unit. In such a case, the adjacent layer is disposed between the electron extraction layer and the first light emitting unit.

本発明において、電子引き抜き層は、ＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値が、隣接層のＨＯＭＯのエネルギーレベルの絶対値より２．０ｅＶ小さいものであれば特に制限なく用いることができる。具体例としては、例えば、以下に示す構造式で表わされるピラジン誘導体から形成することができる。   In the present invention, the electron extraction layer can be used without particular limitation as long as the absolute value of the LUMO energy level is 2.0 eV smaller than the absolute value of the HOMO energy level of the adjacent layer. As a specific example, for example, it can be formed from a pyrazine derivative represented by the structural formula shown below.

Figure 2006210845
Figure 2006210845

（ここで、Ａｒはアリール基を示し、Ｒは水素、炭素数１〜１０のアルキル基、アルキルオキシ基、ジアルキルアミン基、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮを示す。）
本発明において、さらに好ましくは、以下に示す構造式で表わされるヘキサアザトリフェニレン誘導体から電子引き抜き層を形成することができる。 (Here, Ar represents an aryl group, and R represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyloxy group, a dialkylamine group, or F, Cl, Br, I, or CN.)
In the present invention, more preferably, an electron extraction layer can be formed from a hexaazatriphenylene derivative represented by the structural formula shown below.

Figure 2006210845
Figure 2006210845

（ここで、Ｒは水素、炭素数１〜１０のアルキル基、アルキルオキシ基、ジアルキルアミン基、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮを示す。）
本発明における発光ユニットを構成する発光層は、ホスト材料とドーパント材料から形成されていることが好ましい。必要に応じてキャリア輸送性の第２のドーパント材料が含有されていてもよい。ドーパント材料としては、１重項発光材料であってもよいし、３重項発光材料（燐光発光材料）であってもよい。 (Here, R represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyloxy group, a dialkylamine group, or F, Cl, Br, I, or CN.)
The light emitting layer constituting the light emitting unit in the present invention is preferably formed from a host material and a dopant material. If necessary, a carrier-transporting second dopant material may be contained. The dopant material may be a singlet light-emitting material or a triplet light-emitting material (phosphorescent material).

本発明の第１の局面に従う有機ＥＬ素子は、上記本発明の有機ＥＬ素子において、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜の関係にある電子引き抜き促進材料が、電子引き抜き層にドープされていることを特徴としている。電子引き抜き促進材料のＬＵＭＯのエネルギーレベルは、隣接層のＨＯＭＯのエネルギーレベルと、電子引き抜き層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの間の値を有している。このため、このような電子引き抜き促進材料がドープされた電子引き抜き層においては、隣接層からの電子の引き抜きが容易になる。従って、本発明の第１の局面によれば、電子引き抜き層が隣接層から効率良く電子を引き抜くことができるので、発光効率をさらに高めることができる。   The organic EL device according to the first aspect of the present invention is the organic EL device of the present invention, wherein the absolute value | LUMO (C) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level is | HOMO (B) |> An electron extraction promoting material having a relationship of | LUMO (C) |> | LUMO (A) | is doped in the electron extraction layer. The LUMO energy level of the electron extraction promoting material has a value between the HOMO energy level of the adjacent layer and the LUMO energy level of the electron extraction layer. For this reason, in the electron extraction layer doped with such an electron extraction promoting material, electrons can be easily extracted from the adjacent layer. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the electron extraction layer can efficiently extract electrons from the adjacent layer, so that the light emission efficiency can be further increased.

本発明の第２の局面に従う有機ＥＬ素子、上記本発明の有機ＥＬ素子において、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜の関係にある電子引き抜き促進材料からなる電子引き抜き促進層が、電子引き抜き層と隣接層の間に設けられていることを特徴としている。本発明の第２の局面では、電子引き抜き促進材料からなる電子引き抜き促進層が、電子引き抜き層と隣接層の間に設けられている。上述のように、電子引き抜き促進材料のＬＵＭＯのエネルギーレベルは、隣接層のＨＯＭＯのエネルギーレベルと、電子引き抜き層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの間の値を有している。このため、電子引き抜き層が隣接層に直接接している場合に比べ、隣接層からの電子の引き抜きをより容易に行うことができる。従って、本発明の第２の局面によれば、隣接層からの電子を効率良く引き抜くことができるので、発光効率をさらに高めることができる。   In the organic EL device according to the second aspect of the present invention and the organic EL device of the present invention, the absolute value | LUMO (C) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level is | HOMO (B) |> | An electron extraction promoting layer made of an electron extraction promoting material having a relationship of LUMO (C) |> | LUMO (A) | is provided between the electron extraction layer and the adjacent layer. In the second aspect of the present invention, an electron extraction promoting layer made of an electron extraction promoting material is provided between the electron extraction layer and the adjacent layer. As described above, the LUMO energy level of the electron extraction promoting material has a value between the HOMO energy level of the adjacent layer and the LUMO energy level of the electron extraction layer. For this reason, compared with the case where the electron extraction layer is in direct contact with the adjacent layer, electrons can be extracted from the adjacent layer more easily. Therefore, according to the second aspect of the present invention, the electrons from the adjacent layer can be efficiently extracted, so that the light emission efficiency can be further increased.

本発明の第３の局面に従う有機ＥＬ素子は、上記本発明の有機ＥＬ素子において、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜が、電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜及び｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜に対し、｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜の関係にある電子注入有機材料が、電子輸送層及び／または電子引き抜き層にドープされていることを特徴としている。電子注入有機材料のＬＵＭＯのエネルギーレベルは、電子引き抜き層のＬＵＭＯのエネルギーレベルと、電子輸送層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの間の値である。このような電子注入有機材料が、電子輸送層及び／または電子引き抜き層にドープされているため、電子引き抜き層と電子輸送層の間に中間的なエネルギーレベルを設けることができ、これによって電子引き抜き層から電子輸送層への電子の注入を促進することができる。従って、本発明の第３の局面によれば、効率良く電子引き抜き層から電子輸送層に電子を注入することができるため、発光効率をさらに高めることができる。   The organic EL device according to the third aspect of the present invention is the organic EL device of the present invention, wherein the absolute value | LUMO (D) | of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) is the lowest unoccupied molecule of the electron transport layer. There is a relationship of | LUMO (A) |> | LUMO (D) |> | LUMO (E) | with respect to absolute values | LUMO (E) | and | LUMO (A) | of orbital (LUMO) energy levels. The electron injection organic material is doped in the electron transport layer and / or the electron extraction layer. The LUMO energy level of the electron injecting organic material is a value between the LUMO energy level of the electron extraction layer and the LUMO energy level of the electron transport layer. Since such an electron injecting organic material is doped in the electron transport layer and / or the electron abstraction layer, an intermediate energy level can be provided between the electron abstraction layer and the electron transport layer. The injection of electrons from the layer into the electron transport layer can be facilitated. Therefore, according to the third aspect of the present invention, electrons can be efficiently injected from the electron extraction layer into the electron transport layer, so that the light emission efficiency can be further increased.

本発明の第４の局面に従う有機ＥＬ素子は、上記本発明の有機ＥＬ素子において、最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜が、電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜及び｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜に対し、｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜の関係にある電子注入有機材料からなる電子注入有機材料層が、電子引き抜き層と電子輸送層の間に設けられていることを特徴としている。第４の局面においては、電子注入有機材料からなる電子注入有機材料層が、電子引き抜き層と電子輸送層の間に設けられている。このため、電子引き抜き層のＬＵＭＯのエネルギーレベルと、電子輸送層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの間に、これらの間の中間の値を有する電子注入有機材料層のＬＵＭＯのエネルギーレベルが設けられることとなり、電子引き抜き層から電子輸送層への電子の注入が促進される。従って、本発明の第４の局面によれば、電子引き抜き層から電子輸送層へ電子を効率良く注入することができ、発光効率をさらに向上させることができる。   The organic EL device according to the fourth aspect of the present invention is the organic EL device of the present invention, wherein the absolute value | LUMO (D) | of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) is the lowest unoccupied molecule of the electron transport layer. There is a relationship of | LUMO (A) |> | LUMO (D) |> | LUMO (E) | with respect to absolute values | LUMO (E) | and | LUMO (A) | of orbital (LUMO) energy levels. An electron injection organic material layer made of an electron injection organic material is provided between the electron extraction layer and the electron transport layer. In the fourth aspect, an electron injection organic material layer made of an electron injection organic material is provided between the electron extraction layer and the electron transport layer. Therefore, the LUMO energy level of the electron injecting organic material layer having an intermediate value between the LUMO energy level of the electron extraction layer and the LUMO energy level of the electron transport layer is provided. The injection of electrons from the electron extraction layer into the electron transport layer is promoted. Therefore, according to the fourth aspect of the present invention, electrons can be efficiently injected from the electron extraction layer into the electron transport layer, and the light emission efficiency can be further improved.

本発明の第１の局面〜第３の局面においては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びそれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種からなる電子注入層が、電子引き抜き層と電子輸送層の間に設けられていることが好ましい。電子注入層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｆ）｜または仕事関数の絶対値｜ＷＦ（Ｆ）｜は、電子引き抜き層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜より小さいことが好ましい。電子引き抜き層より引き抜かれた電子は、電子注入層に移動し、電子注入層から電子輸送層を介して発光ユニットに供給される。   In 1st aspect-3rd aspect of this invention, the electron injection layer which consists of at least 1 sort (s) chosen from an alkali metal, alkaline-earth metal, and those oxides is between an electron extraction layer and an electron carrying layer. Is preferably provided. The absolute value of the LUMO energy level of the electron injection layer | LUMO (F) | or the absolute value of the work function | WF (F) | is smaller than the absolute value of the LUMO energy level of the electron extraction layer | LUMO (A) | It is preferable. The electrons extracted from the electron extraction layer move to the electron injection layer and are supplied from the electron injection layer to the light emitting unit through the electron transport layer.

また、電子輸送層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜は、電子注入層のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｆ）｜または仕事関数の絶対値｜ＷＦ（Ｆ）｜より小さいことが好ましい。電子注入層に移動した電子は、電子輸送層を通り発光ユニットに供給される。   The absolute value of the LUMO energy level of the electron transport layer | LUMO (E) | is the absolute value of the LUMO energy level of the electron injection layer | LUMO (F) | or the absolute value of the work function | WF (F) | Preferably it is smaller. The electrons that have moved to the electron injection layer are supplied to the light emitting unit through the electron transport layer.

本発明の第４の局面においては、上記電子注入層が、電子引き抜き層と電子注入有機材料層の間に設けられていることが好ましい。電子引き抜き層と電子注入有機材料層の間に電子注入層を設けることにより、電子引き抜き層からの電子を、より効率良く電子輸送層に供給することができる。   In the fourth aspect of the present invention, the electron injection layer is preferably provided between the electron extraction layer and the electron injection organic material layer. By providing the electron injection layer between the electron extraction layer and the electron injection organic material layer, electrons from the electron extraction layer can be supplied to the electron transport layer more efficiently.

本発明の第５の局面においては、上記電子注入層が、電子引き抜き層と電子輸送層の間に設けられており、上記電子注入有機材料または電子引き抜き層の材料が、電子注入層にドープされていることを特徴としている。電子注入有機材料または電子引き抜き層の材料が、電子注入層にドープされることにより、電子引き抜き層からの電子を、より効率良く電子輸送層に供給することができる。電子注入有機材料及び電子引き抜き層の材料をドープした電子注入層は、複数の層から構成されていてもよい。例えば、電子引き抜き層の材料をドープした第１の電子注入層を陰極側に配置し、電子注入有機材料をドープした第２の電子注入層を陽極側に配置した積層構造から電子注入層が構成されていてもよい。   In a fifth aspect of the present invention, the electron injection layer is provided between an electron extraction layer and an electron transport layer, and the electron injection organic material or the material of the electron extraction layer is doped into the electron injection layer. It is characterized by having. By doping the electron injection organic material or the material of the electron extraction layer into the electron injection layer, electrons from the electron extraction layer can be supplied to the electron transport layer more efficiently. The electron injection layer doped with the electron injection organic material and the material of the electron extraction layer may be composed of a plurality of layers. For example, the electron injection layer is composed of a stacked structure in which a first electron injection layer doped with a material for an electron extraction layer is disposed on the cathode side, and a second electron injection layer doped with an electron injection organic material is disposed on the anode side. May be.

電子注入層を形成するアルカリ金属としては、Ｌｉ、Ｃｓなどが挙げられる。アルカリ金属酸化物としては、Ｌｉ2Ｏなどが挙げられる。アルカリ土類金属としては、Ｍｇなどが挙げられる。また、アルカリ金属及びアルカリ土類金属の炭酸塩（例えばＣｓ2ＣＯ3など）によっても電子注入層を形成することができる。 Examples of the alkali metal that forms the electron injection layer include Li and Cs. Examples of the alkali metal oxide include Li 2 O. Examples of the alkaline earth metal include Mg. Further, the electron injection layer can also be formed by an alkali metal or alkaline earth metal carbonate (eg, Cs 2 CO 3 ).

本発明における中間ユニット内の電子輸送層は、有機ＥＬ素子において一般に電子輸送性材料として用いられている材料から形成することができる。例えば、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体、トリアゾール誘導体、キノリノール金属錯体誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。   The electron transport layer in the intermediate unit in the present invention can be formed from a material generally used as an electron transport material in an organic EL element. Examples include phenanthroline derivatives, silole derivatives, triazole derivatives, quinolinol metal complex derivatives, oxadiazole derivatives, and the like.

本発明の有機エレクトロルミネッセント表示装置は、陽極と陰極に挟まれた素子構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子と、表示画素毎に対応した表示信号を有機エレクトロルミネッセント素子に供給するための能動素子が設けられたアクティブマトリックス駆動基板と、該アクティブマトリックス駆動基板と対向して設けられる透明な封止基板とを備え、有機エレクトロルミネッセント素子をアクティブマトリックス駆動基板と封止基板の間に配置し、陰極及び陽極のうち封止基板側に設けられる電極を透明電極としたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、有機エレクトロルミネッセント素子が、上記本発明の第１の局面〜第５の局面のいずれかに従う有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴としている。   The organic electroluminescent display device of the present invention supplies an organic electroluminescent element having an element structure sandwiched between an anode and a cathode and a display signal corresponding to each display pixel to the organic electroluminescent element. An active matrix driving substrate provided with the active element and a transparent sealing substrate provided opposite to the active matrix driving substrate, and the organic electroluminescent element is disposed between the active matrix driving substrate and the sealing substrate. A top emission type organic electroluminescent display device in which an electrode provided on the sealing substrate side of the cathode and the anode is a transparent electrode, wherein the organic electroluminescent element is the first aspect of the present invention. An organic electroluminescent device according to any one of aspects 1 to 5 It is characterized in that.

有機エレクトロルミネッセント素子が白色発光の素子である場合、封止基板と有機エレクトロルミネッセント素子の間にカラーフィルターを配置することが好ましい。   When the organic electroluminescent element is a white light emitting element, it is preferable to dispose a color filter between the sealing substrate and the organic electroluminescent element.

本発明の有機エレクトロルミネッセント表示装置は、トップエミッション型の表示装置であるので、有機エレクトロルミネッセント素子で発光した光は、アクティブマトリックスが設けられている側と反対側の封止基板から出射される。一般にアクティブマトリックス回路は多数の層を積層して形成するものであり、ボトムエミッション型の場合はこのようなアクティブマトリックス回路の存在により出射光が減衰するが、本発明の有機エレクトロルミネッセント表示装置はトップエミッション型であるため、このようなアクティブマトリックス回路による影響を受けることなく光を出射することができる。特に、本発明の有機エレクトロルミネッセント素子は複数の発光ユニットを有するものであるため、トップエミッション型の場合ボトムエミッション型に比べ発光した光が通過する膜数が少なくて済むので、光の干渉による出射光の減衰あるいは出射光の視野角の減衰を制御するための設計の自由度を高めることができる。   Since the organic electroluminescent display device of the present invention is a top emission type display device, the light emitted by the organic electroluminescent element is emitted from the sealing substrate on the side opposite to the side where the active matrix is provided. Emitted. In general, an active matrix circuit is formed by laminating a large number of layers. In the case of a bottom emission type, emitted light is attenuated by the presence of such an active matrix circuit, but the organic electroluminescent display device of the present invention. Can emit light without being affected by such an active matrix circuit. In particular, since the organic electroluminescent device of the present invention has a plurality of light emitting units, the number of films through which emitted light passes is smaller in the case of the top emission type than in the case of the bottom emission type, so that the light interference. The degree of freedom of design for controlling the attenuation of the emitted light or the attenuation of the viewing angle of the emitted light can be increased.

本発明の有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示装置は、複数の発光ユニットを積層して備えるものであり、高い発光効率を示す。   The organic EL element and the organic EL display device of the present invention are provided with a plurality of light emitting units stacked, and exhibit high luminous efficiency.

本発明の第１の局面及び第２の局面に従えば、電子引き抜き促進材料が、電子引き抜き層にドープされているか、あるいは電子引き抜き促進材料からなる電子引き抜き促進層が、電子引き抜き層と隣接層の間に設けられている。このため、隣接層からの電子引き抜き層による電子の引き抜きをより効率良く行うことができ、発光効率をさらに高めることができる。本発明の第３の局面〜第５の局面に従えば、電子注入有機材料が、電子輸送層及び／または電子引き抜き層にドープされているか、あるいは電子注入有機材料または電子引き抜き層の材料が電子注入層にドープされているか、あるいは電子注入有機材料からなる電子注入有機材料層が電子引き抜き層と電子輸送層の間に設けられている。これにより、電子引き抜き層から電子輸送層への電子の注入をより効率良く行うことができる。このため、発光効率をさらに高めることができる。   According to the first aspect and the second aspect of the present invention, the electron extraction promoting material is doped in the electron extraction layer, or the electron extraction promotion layer made of the electron extraction promotion material has the electron extraction layer and the adjacent layer. It is provided between. For this reason, electrons can be more efficiently extracted from the adjacent layers by the electron extraction layer, and the light emission efficiency can be further increased. According to the third to fifth aspects of the present invention, the electron injection organic material is doped in the electron transport layer and / or the electron extraction layer, or the electron injection organic material or the electron extraction layer is an electron. An electron injection organic material layer doped with an injection layer or made of an electron injection organic material is provided between the electron extraction layer and the electron transport layer. Thereby, the injection | pouring of an electron from an electron extraction layer to an electron carrying layer can be performed more efficiently. For this reason, luminous efficiency can be further increased.

図１は、本発明に従う有機ＥＬ素子を示す模式的断面図である。図１に示すように、陰極５１と陽極５２の間には、第１の発光ユニット４１及び第２の発光ユニット４２が設けられている。第１の発光ユニット４１と第２の発光ユニット４２の間には、中間ユニット３０が設けられている。第１の発光ユニット４１は、中間ユニット３０に対し陰極５１側に設けられており、第２の発光ユニット４２は、中間ユニット３０に対し陽極５２側に設けられている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an organic EL element according to the present invention. As shown in FIG. 1, a first light emitting unit 41 and a second light emitting unit 42 are provided between the cathode 51 and the anode 52. An intermediate unit 30 is provided between the first light emitting unit 41 and the second light emitting unit 42. The first light emitting unit 41 is provided on the cathode 51 side with respect to the intermediate unit 30, and the second light emitting unit 42 is provided on the anode 52 side with respect to the intermediate unit 30.

中間ユニット３０内には、電子引き抜き層３１及び電子輸送層３３が設けられている。   In the intermediate unit 30, an electron extraction layer 31 and an electron transport layer 33 are provided.

本発明の第１の局面に従えば、電子引き抜き層３１に、電子引き抜き促進材料がドープされている。電子引き抜き層３１における電子引き抜き促進材料の含有量は、０．１〜５０重量％の範囲内が好ましく、さらに好ましくは１〜４５重量％である。   According to the first aspect of the present invention, the electron extraction layer 31 is doped with an electron extraction promoting material. The content of the electron extraction promoting material in the electron extraction layer 31 is preferably in the range of 0.1 to 50% by weight, more preferably 1 to 45% by weight.

本発明の第２の局面に従えば、電子引き抜き層３１と、第１の発光ユニット４１の間に、電子引き抜き促進層３４が設けられる。電子引き抜き促進層３４の厚みは、０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは０．５〜５０ｎｍの範囲内である。   According to the second aspect of the present invention, the electron extraction promoting layer 34 is provided between the electron extraction layer 31 and the first light emitting unit 41. The thickness of the electron extraction promoting layer 34 is preferably in the range of 0.1 to 100 nm, more preferably in the range of 0.5 to 50 nm.

本発明の第３の局面に従えば、電子輸送層３３及び／または電子引き抜き層３１に、電子注入有機材料がドープされている。電子注入有機材料の含有量は、０．１〜５０重量％の範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは１〜４５重量％の範囲内である。   According to the third aspect of the present invention, the electron transport layer 33 and / or the electron extraction layer 31 is doped with an electron injection organic material. The content of the electron injection organic material is preferably in the range of 0.1 to 50% by weight, more preferably in the range of 1 to 45% by weight.

本発明の第４の局面に従えば、電子引き抜き層３１と電子輸送層３３の間に、電子注入有機材料からなる電子注入有機材料層３５が設けられる。電子注入有機材料層３５の厚みは、０．１〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは０．５〜５０ｎｍの範囲内である。   According to the fourth aspect of the present invention, an electron injection organic material layer 35 made of an electron injection organic material is provided between the electron extraction layer 31 and the electron transport layer 33. The thickness of the electron injection organic material layer 35 is preferably in the range of 0.1 to 100 nm, and more preferably in the range of 0.5 to 50 nm.

本発明において、電子注入層３２が設けられる場合には、電子引き抜き層３１と電子輸送層３３の間に設けられ、電子注入有機材料層３５が存在する場合には、電子引き抜き層３１と電子注入有機材料層３５の間に設けられる。電子注入層３２の厚みは、０．１〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは０．２〜５０ｎｍの範囲内である。電子注入層３２の厚みは非常に薄いので、隣接する電子注入有機材料層３５や電子輸送層３３の表面に拡散してドープされた状態で形成されていてもよい。   In the present invention, when the electron injection layer 32 is provided, it is provided between the electron extraction layer 31 and the electron transport layer 33. When the electron injection organic material layer 35 is present, the electron extraction layer 31 and the electron injection are provided. Provided between the organic material layers 35. The thickness of the electron injection layer 32 is preferably in the range of 0.1 to 100 nm, and more preferably in the range of 0.2 to 50 nm. Since the thickness of the electron injection layer 32 is very thin, the electron injection layer 32 may be diffused and doped on the surface of the adjacent electron injection organic material layer 35 or the electron transport layer 33.

図２は、本発明の第１の局面に従う一実施例の中間ユニット周辺のエネルギーダイヤグラムを示す図である。中間ユニット３０は、電子引き抜き層３１、電子注入層３２及び電子輸送層３３から構成されている。電子引き抜き層３１の陰極側には、第１の発光ユニット４１の中間ユニット３０側の発光層である隣接層４０が設けられている。また、中間ユニット３０の陽極側には、第２の発光ユニット４２が設けられている。図２においては、第２の発光ユニット４２の中間ユニット３０側の発光層のみが図示されている。   FIG. 2 is an energy diagram around an intermediate unit of one embodiment according to the first aspect of the present invention. The intermediate unit 30 includes an electron extraction layer 31, an electron injection layer 32, and an electron transport layer 33. On the cathode side of the electron extraction layer 31, an adjacent layer 40 that is a light emitting layer on the intermediate unit 30 side of the first light emitting unit 41 is provided. A second light emitting unit 42 is provided on the anode side of the intermediate unit 30. In FIG. 2, only the light emitting layer on the intermediate unit 30 side of the second light emitting unit 42 is shown.

図２に示す実施例において、電子引き抜き層３１は、ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリル（以下、「ＨＡＴ−ＣＮ６」という）から形成されている。ＨＡＴ−ＣＮ６は、例えば非特許文献２に記載された方法により製造することができる。   In the embodiment shown in FIG. 2, the electron extraction layer 31 is made of hexaazatriphenylene hexacarbonitrile (hereinafter referred to as “HAT-CN6”). HAT-CN6 can be manufactured by the method described in the nonpatent literature 2, for example.

電子注入層３２は、Ｌｉ（金属リチウム）から形成されている。   The electron injection layer 32 is made of Li (metallic lithium).

電子輸送層３３は、ＢＣＰ（２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン）から形成されている。   The electron transport layer 33 is made of BCP (2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline).

隣接層（発光層）４０は、ＮＢＰ（Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタセン−１−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジン）をホスト材料として含有している。   The adjacent layer (light emitting layer) 40 contains NBP (N, N′-di (naphthacene-1-yl) -N, N′-diphenylbenzidine) as a host material.

第２の発光ユニット４２として示している発光層は、ＴＢＡＤＮ（２−ターシャリー−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン）をホスト材料として含有している。   The light emitting layer shown as the second light emitting unit 42 contains TBADN (2-tertiary-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene) as a host material.

図２に示す実施例においては、電子引き抜き層３１に、４Ｆ−ＴＣＮＱ（２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノ−キノジメタン）がドープされている。すなわち、４Ｆ−ＴＣＮＱが、電子引き抜き促進材料としてドープされている。４Ｆ−ＴＣＮＱは、以下の構造を有している。   In the embodiment shown in FIG. 2, the electron extraction layer 31 is doped with 4F-TCNQ (2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyano-quinodimethane). That is, 4F-TCNQ is doped as an electron extraction promoting material. 4F-TCNQ has the following structure.

Figure 2006210845
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後述する実施例において、電子引き抜き促進材料として用いるＯＨＢＢＤＴ（４，５，６，７，４′，５′，６′，７′−オクタヒドロ−〔２，２′〕ビ〔ベンゾ〔１，３〕ジチオリリデン〕）は、以下の構造を有している。   In Examples described later, OHBBDT (4, 5, 6, 7, 4 ', 5', 6 ', 7'-octahydro- [2,2'] bi [benzo [1,3]) used as an electron extraction promoting material Dithiolylidene]) has the following structure:

Figure 2006210845
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また、後述する実施例において、電子引き抜き促進材料として用いるＴＰＢＴ（２，２，２′，２′−テトラフェニル−ビ−チアピラン−４，４′−ジイリデン）は、以下の構造を有している。   In Examples described later, TPBT (2,2,2 ′, 2′-tetraphenyl-bithiapyran-4,4′-diylidene) used as an electron extraction promoting material has the following structure. .

Figure 2006210845
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また、後述する実施例において電子注入有機材料として用いるＤＴＮ（２，３−ジフェニル−１，４，６，１１−テトラアザ−ナフタセン）は、以下の構造を有している。   In addition, DTN (2,3-diphenyl-1,4,6,11-tetraaza-naphthacene) used as an electron injecting organic material in Examples described later has the following structure.

Figure 2006210845
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電子引き抜き層３１を形成しているＨＡＴ−ＣＮ６は、以下の構造を有している。   HAT-CN6 forming the electron extraction layer 31 has the following structure.

Figure 2006210845
Figure 2006210845

ＢＣＰは、以下の構造を有している。   BCP has the following structure.

Figure 2006210845
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ＮＰＢは、以下の構造を有している。   NPB has the following structure.

Figure 2006210845
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ＴＢＡＤＮは、以下の構造を有している。   TBADN has the following structure.

Figure 2006210845
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図２に示すように、電子引き抜き層３１のＬＵＭＯエネルギーレベルの絶対値（４．４ｅＶ）と、隣接層４０のＨＯＭＯエネルギーレベルの絶対値（５．４ｅＶ）との差は、２．０ｅＶ以内であり、図２の場合、１．０ｅＶとなっている。この値が２．０ｅＶの場合、電子引き抜き層３１は、陽極及び陰極に電圧が印加された際、隣接層４０から電子を引き抜くことができる。さらに、この値が小さい方が電子引き抜き効果は大きい。例えば、この値が１．５ｅＶの場合は、この値が２．０ｅＶの場合より、より電子の引き抜き効果が大きく、さらに図２のように１．０ｅＶ以下のものが最も好ましい。電子引き抜き層３１には、４Ｆ−ＴＣＮＱがドープされており、この４Ｆ−ＴＣＮＱのＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値は、４．６ｅＶである。従って、電子引き抜き促進材料をドープすることにより、隣接層４０からの電子の引き抜きが容易になり、効率良く電子を引き抜くことができる。引き抜かれた電子は、電子注入層３２及び電子輸送層３３を通り、第２の発光ユニット４２に供給される。   As shown in FIG. 2, the difference between the absolute value (4.4 eV) of the LUMO energy level of the electron extraction layer 31 and the absolute value (5.4 eV) of the HOMO energy level of the adjacent layer 40 is within 2.0 eV. Yes, in the case of FIG. 2, it is 1.0 eV. When this value is 2.0 eV, the electron extraction layer 31 can extract electrons from the adjacent layer 40 when a voltage is applied to the anode and the cathode. Furthermore, the smaller this value, the greater the electron extraction effect. For example, when this value is 1.5 eV, the effect of extracting electrons is greater than when this value is 2.0 eV, and it is most preferable that the value is 1.0 eV or less as shown in FIG. The electron extraction layer 31 is doped with 4F-TCNQ, and the absolute value of the LUMO energy level of this 4F-TCNQ is 4.6 eV. Therefore, by doping the electron extraction promoting material, it becomes easy to extract electrons from the adjacent layer 40, and electrons can be extracted efficiently. The extracted electrons pass through the electron injection layer 32 and the electron transport layer 33 and are supplied to the second light emitting unit 42.

隣接層４０においては、電子が引き抜かれるのでホールが発生する。このホールは、第１の発光ユニット内において陰極から供給された電子と再結合する。この結果、第１の発光ユニット内で発光する。   In the adjacent layer 40, holes are generated because electrons are extracted. The holes recombine with electrons supplied from the cathode in the first light emitting unit. As a result, light is emitted in the first light emitting unit.

第２の発光ユニットに供給された電子は、陽極から供給されたホールと第２の発光ユニット４２内で再結合する。この結果第２の発光ユニット４２内で発光する。   The electrons supplied to the second light emitting unit recombine with the holes supplied from the anode in the second light emitting unit 42. As a result, the second light emitting unit 42 emits light.

以上のように、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニット内でそれぞれ再結合領域を形成することができ、発光させることができる。従って、発光効率を高めることができるとともに、第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットの発光色を発光させることができる。   As described above, recombination regions can be formed in the first light-emitting unit and the second light-emitting unit, respectively, and light can be emitted. Therefore, it is possible to increase the light emission efficiency and to emit the light emission colors of the first light emission unit and the second light emission unit.

図３は、本発明の第１の局面及び第４の局面に従う中間ユニット周辺のエネルギーダイヤグラムを示す図である。図３に示す実施例においては、電子引き抜き層３１と電子輸送層３３の間に、ＤＴＮからなる電子注入有機材料層３５が設けられている。   FIG. 3 is a diagram showing an energy diagram around the intermediate unit according to the first and fourth aspects of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 3, an electron injection organic material layer 35 made of DTN is provided between the electron extraction layer 31 and the electron transport layer 33.

電子引き抜き層３１には、図２に示す実施例と同様に、４Ｆ−ＴＣＮＱが、電子引き抜き促進材料としてドープされている。従って、隣接層４０から容易に電子を引き抜くことができる。電子引き抜き層３１により引き抜かれた電子は、電子輸送層３３に供給されるが、電子引き抜き層３１と電子輸送層３３の間に、電子注入有機材料層３５が設けられており、そのＬＵＭＯのエネルギーレベルは、電子引き抜き層３１と電子輸送層３３の間の値であるので、電子輸送層３３に効率良く電子を注入することができる。   As in the embodiment shown in FIG. 2, the electron extraction layer 31 is doped with 4F-TCNQ as an electron extraction promoting material. Therefore, electrons can be easily extracted from the adjacent layer 40. The electrons extracted by the electron extraction layer 31 are supplied to the electron transport layer 33. An electron injection organic material layer 35 is provided between the electron extraction layer 31 and the electron transport layer 33, and the energy of the LUMO is provided. Since the level is a value between the electron extraction layer 31 and the electron transport layer 33, electrons can be efficiently injected into the electron transport layer 33.

図３に示す実施例においては、電子注入有機材料からなる電子有機材料層３５を電子引き抜き層３１と電子輸送層３３の間に設けているが、本発明の第３の局面に従い、ＤＴＮからなる電子注入有機材料を、電子引き抜き層３１及び／または電子輸送層３３にドープしても、同様の効果を得ることができる。   In the embodiment shown in FIG. 3, an electron organic material layer 35 made of an electron injecting organic material is provided between the electron extraction layer 31 and the electron transport layer 33. According to the third aspect of the present invention, the electron organic material layer 35 is made of DTN. Similar effects can be obtained by doping the electron extraction layer 31 and / or the electron transport layer 33 with an electron injection organic material.

図２及び図３に示すそれぞれの実施例では、電子引き抜き層３１内に、電子引き抜き促進材料である４Ｆ−ＴＣＮＱをドープしているが、４Ｆ−ＴＣＮＱからなる電子引き抜き促進層３４を、隣接層４０と電子引き抜き層３１の間に設けても、同様の効果を得ることができる。   In each of the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, the electron extraction layer 31 is doped with 4F-TCNQ, which is an electron extraction promoting material, but the electron extraction promoting layer 34 made of 4F-TCNQ is added to the adjacent layer. Even if it is provided between 40 and the electron extraction layer 31, the same effect can be obtained.

＜実験１＞
（実施例１〜１２及び比較例１〜３）
表１に示す陽極、ホール注入層、第２の発光ユニット、中間ユニット、第１の発光ユニット、電子輸送層、及び陰極を有する実施例１〜１２及び比較例１〜３の有機ＥＬ素子を作製した。 <Experiment 1>
(Examples 1-12 and Comparative Examples 1-3)
The organic EL elements of Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 3 having the anode, hole injection layer, second light emitting unit, intermediate unit, first light emitting unit, electron transport layer, and cathode shown in Table 1 were prepared. did.

陽極は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜が形成されたガラス基板の上に、フルオロカーボン（ＣＦX）層を形成することにより作製した。フルオロカーボン層は、ＣＨＦ3ガスのプラズマ重合により形成した。フルオロカーボン層の厚みは１ｎｍとした。 The anode was prepared by forming a fluorocarbon (CF x ) layer on a glass substrate on which an ITO (indium tin oxide) film was formed. The fluorocarbon layer was formed by plasma polymerization of CHF 3 gas. The thickness of the fluorocarbon layer was 1 nm.

以上のようにして作製した陽極の上に、ホール注入層、第２の発光ユニット、中間ユニット、第１の発光ユニット、電子輸送層、及び陰極を蒸着法により順次堆積して形成した。   A hole injection layer, a second light emitting unit, an intermediate unit, a first light emitting unit, an electron transport layer, and a cathode were sequentially deposited on the anode manufactured as described above by an evaporation method.

第１の発光ユニット及び第２の発光ユニットは、オレンジ色発光層（ＮＰＢ＋１０％ｔＢｕＤＰＮ＋３．０％ＤＢｚＲ）及び青色発光層（ＴＢＡＤＮ＋２０％ＮＰＢ＋２．５％ＴＢＰ）を積層して形成している。いずれの発光ユニットにおいても、オレンジ色発光層が陽極側に位置し、青色発光層は陰極側に位置している。なお、％は特に断らない限り重量％である。   The first light emitting unit and the second light emitting unit are formed by laminating an orange light emitting layer (NPB + 10% tBuDPN + 3.0% DBzR) and a blue light emitting layer (TBADN + 20% NPB + 2.5% TBP). In any light emitting unit, the orange light emitting layer is located on the anode side, and the blue light emitting layer is located on the cathode side. % Is% by weight unless otherwise specified.

オレンジ色発光層においては、ＮＰＢ及びｔＢｕＤＰＮをホスト材料として用い、ＤＢｚＲをドーパント材料として用いている。ＤＢｚＲは、５，１２−ビス｛４−（６−メチルベンゾチアゾール−２−イル）フェニル｝−６，１１−ジフェニルナフタセンであり、以下の構造を有している。   In the orange light emitting layer, NPB and tBuDPN are used as host materials, and DBzR is used as a dopant material. DBzR is 5,12-bis {4- (6-methylbenzothiazol-2-yl) phenyl} -6,11-diphenylnaphthacene and has the following structure.

Figure 2006210845
Figure 2006210845

ｔＢｕＤＰＮは、５，１２−ビス（４−ターシャリー−ブチルフェニル）ナフタセンであり、以下の構造を有している。   tBuDPN is 5,12-bis (4-tertiary-butylphenyl) naphthacene and has the following structure.

Figure 2006210845
Figure 2006210845

青色発光層は、ＴＢＡＤＮ及びＮＰＢをホスト材料として用いており、ＴＢＰをドーパント材料として用いている。   The blue light emitting layer uses TBADN and NPB as host materials, and uses TBP as a dopant material.

ＴＢＰは、２，５，８，１１−テトラ−ターシャリー−ブチルペリレンであり、以下の構造を有している。   TBP is 2,5,8,11-tetra-tertiary-butylperylene and has the following structure.

Figure 2006210845
Figure 2006210845

作製した各有機ＥＬ素子について、発光効率を測定し、測定結果を駆動電圧と共に表１に示した。なお、発光効率は１０ｍＡ／ｃｍ2における値である。 About each produced organic EL element, luminous efficiency was measured and the measurement result was shown in Table 1 with the drive voltage. The luminous efficiency is a value at 10 mA / cm 2 .

Figure 2006210845
Figure 2006210845

表１に示すように、実施例１においては、４Ｆ−ＴＣＮＱを電子引き抜き促進材料として電子輸送層中にドープしている。実施例２においては、ＯＨＢＢＤＴを電子引き抜き促進材料として電子引き抜き層にドープしている。実施例３においては、ＴＰＢＴを電子引き抜き促進材料として電子引き抜き層にドープしている。   As shown in Table 1, in Example 1, 4F-TCNQ is doped into the electron transport layer as an electron extraction promoting material. In Example 2, OHBBDT is doped into the electron extraction layer as an electron extraction promoting material. In Example 3, the electron extraction layer is doped with TPBT as an electron extraction promoting material.

実施例４においては、ＴＰＢＴからなる電子引き抜き促進層を、電子輸送層と、隣接層である第１の発光ユニットのオレンジ色発光層との間に設けている。   In Example 4, the electron extraction promoting layer made of TPBT is provided between the electron transport layer and the orange light emitting layer of the first light emitting unit which is an adjacent layer.

実施例５においては、電子注入有機材料であるＤＴＮからなる電子注入有機材料層を、ＢＣＰからなる電子輸送層と、Ｌｉ2Ｏからなる電子注入層の間に設けている。 In Example 5, an electron injection organic material layer made of DTN, which is an electron injection organic material, is provided between an electron transport layer made of BCP and an electron injection layer made of Li 2 O.

実施例６においては、ＢＣＰからなる電子輸送層と、Ｌｉ2Ｏからなる電子注入層の間に、５０％ＤＴＮをドープしたＢＣＰの層を設けている。従って、電子輸送層の表面にＤＴＮからなる電子注入有機材料がドープされている。 In Example 6, a BCP layer doped with 50% DTN is provided between an electron transport layer made of BCP and an electron injection layer made of Li 2 O. Therefore, an electron injection organic material made of DTN is doped on the surface of the electron transport layer.

実施例７においては、ＢＣＰからなる電子輸送層と、Ｌｉ2Ｏからなる電子注入層の間にＤＴＮからなる電子注入有機材料層が設けられている。また、電子引き抜き層においては、４Ｆ−ＴＣＮＱからなる電子引き抜き促進材料がドープされている。 In Example 7, an electron injection organic material layer made of DTN is provided between an electron transport layer made of BCP and an electron injection layer made of Li 2 O. The electron extraction layer is doped with an electron extraction promoting material made of 4F-TCNQ.

実施例８においては、ＢＣＰからなる電子輸送層と、Ｌｉ2Ｏからなる電子注入層との間に、ＤＴＮからなる電子注入有機材料層が設けられている。また、電子引き抜き層には、４Ｆ−ＴＣＮＱがドープされており、隣接層として、中間ユニット内にＮＰＢからなる層が設けられている。 In Example 8, an electron injection organic material layer made of DTN is provided between an electron transport layer made of BCP and an electron injection layer made of Li 2 O. The electron extraction layer is doped with 4F-TCNQ, and as an adjacent layer, a layer made of NPB is provided in the intermediate unit.

実施例９においては、電子引き抜き層とＢＣＰからなる電子輸送層との間に、５０％ＤＴＮをドープしたＨＡＴ−ＣＮ６からなる層が設けられている。従って、電子引き抜き層の表面にＤＴＮからなる電子注入有機材料がドープされている。   In Example 9, a layer made of HAT-CN6 doped with 50% DTN is provided between the electron extraction layer and the electron transport layer made of BCP. Accordingly, the surface of the electron extraction layer is doped with an electron injection organic material made of DTN.

実施例１０においては、ＢＣＰからなる電子輸送層と、Ｌｉからなる電子注入層の間に、ＤＴＮからなる電子注入有機材料層が設けられている。電子引き抜き層には、４Ｆ−ＴＣＮＱがドープされており、中間ユニット内に、ＮＰＢからなる隣接層が設けられている。   In Example 10, an electron injection organic material layer made of DTN is provided between an electron transport layer made of BCP and an electron injection layer made of Li. The electron extraction layer is doped with 4F-TCNQ, and an adjacent layer made of NPB is provided in the intermediate unit.

実施例１１においては、ＢＣＰからなる電子輸送層と、Ｃｓからなる電子注入層の間に、ＤＴＮからなる電子注入有機材料層が設けられている。また、電子引き抜き層には、４Ｆ−ＴＣＮＱからなる電子引き抜き促進材料がドープされている。また、中間ユニットには、ＮＰＢからなる隣接層が設けられている。   In Example 11, an electron injection organic material layer made of DTN is provided between an electron transport layer made of BCP and an electron injection layer made of Cs. The electron extraction layer is doped with an electron extraction promoting material made of 4F-TCNQ. The intermediate unit is provided with an adjacent layer made of NPB.

実施例１２においては、電子引き抜き層に、４Ｆ−ＴＣＮＱからなる電子引き抜き促進材料がドープされている。   In Example 12, the electron extraction layer is doped with an electron extraction promoting material made of 4F-TCNQ.

実施例１３においては、Ｍｇからなる電子注入層に、電子引き抜き層の材料としてＨＡＴ−ＣＮ６が５０％ドープされている。なお、Ｍｇの仕事関数は、−３．７ｅＶである。   In Example 13, the electron injection layer made of Mg is doped with 50% of HAT-CN6 as a material for the electron extraction layer. Note that the work function of Mg is −3.7 eV.

実施例１４においては、Ｍｇからなる電子注入層に、電子注入有機材料としてＤＴＮが５０％ドープされている。   In Example 14, the electron injection layer made of Mg is doped with 50% of DTN as an electron injection organic material.

実施例１５においては、Ｍｇに５０％のＨＡＴ−ＣＮ６をドープした第１の電子注入層と、Ｍｇに５０％のＤＴＮをドープした第２の電子注入層が設けられている。第１の電子注入層は陰極側に配置されており、第２の電子注入層は陽極側に配置されている。   In Example 15, a first electron injection layer in which Mg is doped with 50% HAT-CN6 and a second electron injection layer in which Mg is doped with 50% DTN are provided. The first electron injection layer is disposed on the cathode side, and the second electron injection layer is disposed on the anode side.

比較例１においては、中間ユニット内に、電子引き抜き層と電子輸送層のみが設けられている。   In Comparative Example 1, only the electron extraction layer and the electron transport layer are provided in the intermediate unit.

比較例２においては、電子引き抜き層と、電子注入層と、電子輸送層のみが設けられている。   In Comparative Example 2, only the electron extraction layer, the electron injection layer, and the electron transport layer are provided.

比較例３においては、中間ユニットが設けられていない。   In Comparative Example 3, no intermediate unit is provided.

表１に示す結果から明らかなように、本発明の第１の局面に従う実施例１〜３は、比較例１〜３に比べ、良好な発光効率を示している。   As is apparent from the results shown in Table 1, Examples 1 to 3 according to the first aspect of the present invention show better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

本発明の第２の局面に従う実施例４は、比較例１〜３に比べ、良好な発光効率を示している。   Example 4 according to the second aspect of the present invention shows better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

本発明の第４の局面に従う実施例５は、比較例１〜３に比べ、良好な発光効率を示している。   Example 5 according to the fourth aspect of the present invention shows better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

本発明の第３の局面に従う実施例６は、比較例１〜３に比べ、良好て発光効率を示している。   Example 6 according to the third aspect of the present invention shows better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

本発明の第１の局面及び第４の局面に従う実施例７及び８は、比較例１〜３に比べ、良好な発光効率を示している。   Examples 7 and 8 according to the first and fourth aspects of the present invention show better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

本発明の第３の局面に従う実施例９は、比較例１〜３に比べ、良好な発光効率を示している。   Example 9 according to the third aspect of the present invention shows better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

本発明の第１の局面及び第４の局面に従う実施例１０及び１１は、比較例１〜３に比べ、良好な発光効率を示している。   Examples 10 and 11 according to the first aspect and the fourth aspect of the present invention show better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

本発明の第１の局面に従う実施例１２は、比較例１〜３に比べ、良好な発光効率を示している。   Example 12 according to the first aspect of the present invention shows better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

本発明の第５の局面に従う実施例１３〜１５は、比較例１〜３に比べ、良好な発光効率を示している。   Examples 13 to 15 according to the fifth aspect of the present invention show better luminous efficiency than Comparative Examples 1 to 3.

表２は、４Ｆ−ＴＣＮＱ、ＯＨＢＢＤＴ、ＴＰＢＴ、ＤＴＮ、ＨＡＴ−ＣＮ６、ＮＰＢ、及びＢＣＰのＨＯＭＯエネルギーレベルの絶対値及びＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値を示している。   Table 2 shows the absolute value of the HOMO energy level of 4F-TCNQ, OHBBDT, TPBT, DTN, HAT-CN6, NPB, and BCP, and the absolute value of the LUMO energy level.

Figure 2006210845
Figure 2006210845

表２に示すように、本発明において、電子引き抜き促進材料として用いている４Ｆ−ＴＣＮＱ、ＯＨＢＢＤＴ、及びＴＰＢＴのＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値は、電子引き抜き層のＨＡＴ−ＣＮ６のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値より高く、隣接層のホスト材料であるＮＰＢのＨＯＭＯのエネルギーレベルの絶対値より低い値となっている。   As shown in Table 2, in the present invention, the absolute value of the LUMO energy level of 4F-TCNQ, OHBBDT, and TPBT used as the electron extraction promoting material is the energy level of the LUMO energy level of HAT-CN6 of the electron extraction layer. It is higher than the absolute value and lower than the absolute value of the HOMO energy level of NPB which is the host material of the adjacent layer.

また、本発明において、電子注入有機材料として用いているＤＴＮのＬＵＭＯのエネルギーレベルは、電子引き抜き層のＨＡＴ−ＣＮ６のＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値より小さく、電子輸送層のＢＣＰのＬＵＭＯのエネルギーレベルの絶対値より大きくなっている。   In the present invention, the LUMO energy level of DTN used as the electron injecting organic material is smaller than the absolute value of the HAT-CN6 LUMO energy level of the electron extraction layer, and the BCP LUMO energy level of the electron transport layer. It is larger than the absolute value of.

図４は、本発明に従う実施例の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。この有機ＥＬ表示装置においては、能動素子としてＴＦＴを用いて各画素における発光を駆動している。なお、能動素子としてダイオードなども用いることができる。また、この有機ＥＬ素子においては、カラーフィルターが設けられている。この有機ＥＬ表示装置は、矢印で示しているように基板１の下方に光を出射して表示するボトムエミッション型の表示装置である。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing an organic EL display device including an organic EL element according to an embodiment of the present invention. In this organic EL display device, light emission in each pixel is driven using a TFT as an active element. A diode or the like can be used as the active element. In this organic EL element, a color filter is provided. This organic EL display device is a bottom emission type display device that emits and displays light below the substrate 1 as indicated by arrows.

図４を参照して、ガラスなどの透明基板からなる基板１の上には、第１の絶縁層２が設けられている。第１の絶縁層２は、例えばＳｉＯ2及びＳｉＮXなどから形成されている。第１の絶縁層２の上には、ポリシリコン層からなるチャネル領域２０が形成されている。チャネル領域２０の上には、ドレイン電極２１及びソース電極２３が形成されており、またドレイン電極２１とソース電極２３の間には、第２の絶縁層３を介してゲート電極２２が設けられている。ゲート電極２２の上には、第４の絶縁層４が設けられている。第２の絶縁層３は、例えばＳｉＮX及びＳｉＯ2から形成されており、第３の絶縁層４は、ＳｉＯ2及びＳｉＮXから形成されている。 Referring to FIG. 4, a first insulating layer 2 is provided on a substrate 1 made of a transparent substrate such as glass. The first insulating layer 2 is made of, for example, SiO 2 and SiN x . A channel region 20 made of a polysilicon layer is formed on the first insulating layer 2. A drain electrode 21 and a source electrode 23 are formed on the channel region 20, and a gate electrode 22 is provided between the drain electrode 21 and the source electrode 23 via the second insulating layer 3. Yes. A fourth insulating layer 4 is provided on the gate electrode 22. The second insulating layer 3 is made of, for example, SiN x and SiO 2 , and the third insulating layer 4 is made of SiO 2 and SiN x .

第３の絶縁層４の上には、第４の絶縁層５が形成されている。第４の絶縁層５は、例えば、ＳｉＮXから形成されている。第４の絶縁層５の上の画素領域の部分には、カラーフ
ィルター層７が設けられている。カラーフィルター層７としては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、またＢ（青）などのカラーフィルターが設けられる。カラーフィルター層７の上には、第１の平坦化膜６が設けられている。ドレイン電極２１の上方の第１の平坦化膜６にはスルーホール部が形成され、第１の平坦化膜６の上に形成されているＩＴＯ（インジウムースズ酸化物）からなるホール注入電極８がスルーホール部内に導入されている。画素領域におけるホール注入電極（陽極）８の上には、ホール注入層１０が形成されている。画素領域以外の部分においては、第２の平坦化膜９が形成されている。 A fourth insulating layer 5 is formed on the third insulating layer 4. The fourth insulating layer 5 is made of, for example, SiN x . A color filter layer 7 is provided in the pixel region on the fourth insulating layer 5. As the color filter layer 7, color filters such as R (red), G (green), and B (blue) are provided. A first planarizing film 6 is provided on the color filter layer 7. A through hole portion is formed in the first planarization film 6 above the drain electrode 21, and a hole injection electrode 8 made of ITO (indium oxide) formed on the first planarization film 6 is through. It is introduced in the hall. A hole injection layer 10 is formed on the hole injection electrode (anode) 8 in the pixel region. A second planarizing film 9 is formed in a portion other than the pixel region.

ホール注入層１０の上には、本発明に従い積層した白色発光の発光素子層１１が設けられている。発光素子層１１は、第２の発光ユニットの上に中間ユニットを介して第１の発光ユニットを積層した本発明に従う構造を有している。発光素子層１１の上には、電子輸送層１２が設けられ、電子輸送層１２の上には、電子注入電極（陰極）１３が設けられている。   On the hole injection layer 10, a white light emitting element layer 11 laminated according to the present invention is provided. The light emitting element layer 11 has a structure according to the present invention in which the first light emitting unit is laminated on the second light emitting unit via an intermediate unit. An electron transport layer 12 is provided on the light emitting element layer 11, and an electron injection electrode (cathode) 13 is provided on the electron transport layer 12.

以上のように、本実施例の有機ＥＬ素子においては、画素領域の上に、ホール注入電極（陽極）８と、ホール注入層１０と、本発明に従う構造を有する発光素子層１１と、電子輸送層１２と、電子注入電極（陰極）１３とが積層されて有機ＥＬ素子が構成されている。   As described above, in the organic EL element of this example, the hole injection electrode (anode) 8, the hole injection layer 10, the light emitting element layer 11 having the structure according to the present invention, and the electron transport are formed on the pixel region. The layer 12 and the electron injection electrode (cathode) 13 are laminated to constitute an organic EL element.

発光素子層１１からは白色の発光がなされる。この白色の発光は、基板１を通り外部に出射するが、発光側にカラーフィルター層７が設けられているので、カラーフィルター層７の色に応じて、Ｒ、ＧまたはＢの色が出射される。   The light emitting element layer 11 emits white light. This white light emission is emitted to the outside through the substrate 1, but since the color filter layer 7 is provided on the light emission side, R, G, or B color is emitted according to the color of the color filter layer 7. The

図５は本発明に従う実施例の有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。本実施例の有機ＥＬ表示装置は、矢印で図示してるように基板１の上方に光を出射して表示するトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。   FIG. 5 is a sectional view showing an organic EL display device of an embodiment according to the present invention. The organic EL display device of this embodiment is a top emission type organic EL display device that emits light and displays it above the substrate 1 as shown by arrows.

基板１から陽極８までの部分は、図４に示す実施例とほぼ同様にして作製されている。但し、カラーフィルター層７は、第４の絶縁層５の上に設けられておらず、有機ＥＬ素子の上方に配置されている。具体的には、ガラスなどからなる透明な封止基板１０の上にカラーフィルター層７を取り付け、この上にオーバーコート層１５をコーティングし、これを透明接着剤層１４を介して陽極８の上に貼り付けることにより取り付けられている。また、本実施例では、陽極と陰極の位置を図４に示す実施例とは逆にしている。   The portion from the substrate 1 to the anode 8 is fabricated in substantially the same manner as the embodiment shown in FIG. However, the color filter layer 7 is not provided on the fourth insulating layer 5 and is disposed above the organic EL element. Specifically, the color filter layer 7 is attached on a transparent sealing substrate 10 made of glass or the like, and an overcoat layer 15 is coated thereon, and this is applied to the anode 8 via the transparent adhesive layer 14. It is attached by sticking to. In this embodiment, the positions of the anode and the cathode are reversed from those in the embodiment shown in FIG.

陽極８として、透明な電極が形成されており、例えば、膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯと膜厚２０ｎｍ程度の銀とを積層することにより形成されている。陰極１３としては、反射電極が形成されており、例えば、膜厚１００ｎｍ程度のアルミニウム、クロム、または銀の薄膜が形成されている。オーバーコート層１５は、アクリル樹脂などにより厚み１μｍ程度に形成されている。カラーフィルター層７は、顔料タイプのものであってもよいし染料タイプのものであってもよい。その厚みは１μｍ程度である。   A transparent electrode is formed as the anode 8, and is formed, for example, by laminating ITO having a thickness of about 100 nm and silver having a thickness of about 20 nm. As the cathode 13, a reflective electrode is formed. For example, an aluminum, chromium, or silver thin film having a thickness of about 100 nm is formed. The overcoat layer 15 is formed with an acrylic resin or the like to a thickness of about 1 μm. The color filter layer 7 may be a pigment type or a dye type. Its thickness is about 1 μm.

発光素子層１１から発光された白色光は、封止基板１６を通り外部に出射されるが、発光側にカラーフィルター層７が設けられているので、カラーフィルター層７の色に応じてＲ、ＧまたはＢの色が出射される。本実施例の有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であるので、薄膜トランジスタが設けられている領域も画素領域として用いることができ、図４に示す実施例よりも広い範囲にカラーフィルター層７が設けられている。発光素子層１１は本発明に従う有機ＥＬ素子から形成されており、発光効率の高い発光素子層であるが、本実施例によればより広い領域を画素領域として用いることができるので、発光効率の高い発光素子層の利点を十分に活用することができる。また、複数の発光ユニットを有する発光素子層の形成も、アクティブマトリックスによる影響を考慮せずに行うことができるので、設計の自由度を高めることができる。   White light emitted from the light emitting element layer 11 is emitted to the outside through the sealing substrate 16, but since the color filter layer 7 is provided on the light emitting side, R, G or B color is emitted. Since the organic EL display device of this embodiment is a top emission type, the region where the thin film transistor is provided can also be used as the pixel region, and the color filter layer 7 is provided in a wider range than the embodiment shown in FIG. ing. The light emitting element layer 11 is formed of an organic EL element according to the present invention and is a light emitting element layer having high light emission efficiency. However, according to this embodiment, a wider area can be used as a pixel area, and therefore, The advantages of a high light emitting element layer can be fully utilized. Further, since the light emitting element layer having a plurality of light emitting units can be formed without considering the influence of the active matrix, the degree of freedom in design can be increased.

上記実施例では、封止基板としてガラス板を用いているが、本発明において封止基板はガラス板に限定されるものではなく、例えば、ＳｉＯ2などの酸化膜やＳｉＮxなどの窒化膜などの膜状のものも封止基板として用いることができる。この場合、素子上に膜状の封止基板を直接形成できるので、透明接着剤層を設ける必要がなくなる。 In the above embodiment, a glass plate is used as the sealing substrate. However, the sealing substrate is not limited to the glass plate in the present invention. For example, an oxide film such as SiO 2 or a nitride film such as SiN x is used. A film-like material can also be used as a sealing substrate. In this case, since a film-like sealing substrate can be directly formed on the element, there is no need to provide a transparent adhesive layer.

上記各実施例においては、陽極及び陰極の間に２つ発光ユニット（第１の発光ユニット及び第２の発光ユニット）を配置した有機ＥＬ素子を例示しているが、本発明における発光ユニットの数は２つに限定されるものではなく、３つ以上発光ユニットを設け、各発光ユニットの間に中間ユニットを設けてもよい。   In each of the above embodiments, an organic EL element in which two light emitting units (a first light emitting unit and a second light emitting unit) are arranged between an anode and a cathode is illustrated, but the number of light emitting units in the present invention is not limited. Is not limited to two, and three or more light emitting units may be provided, and an intermediate unit may be provided between the respective light emitting units.

本発明に従う一実施例の有機ＥＬ素子を示す模式的断面図。The typical sectional view showing the organic EL element of one example according to the present invention. 中間ユニット周辺のエネルギーダイヤグラムを示す図。The figure which shows the energy diagram of an intermediate unit periphery. 中間ユニット周辺のエネルギーダイヤグラムを示す図。The figure which shows the energy diagram of an intermediate unit periphery. 本発明に従う実施例の有機ＥＬ素子を用いたボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the bottom emission type organic electroluminescence display using the organic electroluminescent element of the Example according to this invention. 本発明に従う実施例の有機ＥＬ表示装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the organic electroluminescence display of the Example according to this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…基板
２…第１の絶縁層
３…第２の絶縁層
４…第３の絶縁層
５…第４の絶縁層
６…第１の平坦化膜
７…カラーフィルター層
８…ホール注入電極
９…第２の平坦化膜
１０…ホール注入層
１１…発光素子層
１２…電子輸送層
１３…電子注入電極
１４…透明接着剤層
１５…オーバーコート層
１６…封止基板
２０…チャネル領域
２１…ドレイン電極
２２…ゲート電極
２３…ソース電極
３０…中間ユニット
３１…電子引き抜き層
３２…電子注入層
３３…電子輸送層
３４…電子引き抜き促進層
３５…電子注入有機材料層
４０…隣接層
４１…第１の発光ユニット
４２…第２の発光ユニット
５１…陰極
５２…陽極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... 1st insulating layer 3 ... 2nd insulating layer 4 ... 3rd insulating layer 5 ... 4th insulating layer 6 ... 1st planarization film 7 ... Color filter layer 8 ... Hole injection electrode 9 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... 2nd planarizing film 10 ... Hole injection layer 11 ... Light emitting element layer 12 ... Electron transport layer 13 ... Electron injection electrode 14 ... Transparent adhesive layer 15 ... Overcoat layer 16 ... Sealing substrate 20 ... Channel region 21 ... Drain Electrode 22 ... Gate electrode 23 ... Source electrode 30 ... Intermediate unit 31 ... Electronic extraction layer 32 ... Electron injection layer 33 ... Electron transport layer 34 ... Electronic extraction facilitating layer 35 ... Electron injection organic material layer 40 ... Adjacent layer 41 ... First Light emitting unit 42 ... second light emitting unit 51 ... cathode 52 ... anode

Claims (16)

陰極と、陽極と、前記陰極及び前記陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、前記発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、
前記中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、前記電子引き抜き層は、前記電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、前記電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、前記隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、前記中間ユニットが、前記電子引き抜き層による前記隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を前記電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜の関係にある電子引き抜き促進材料が、前記電子引き抜き層にドープされていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。 A cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units,
The intermediate unit has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer extracts electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value | LUMO (A) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer. | HOMO (B) | is in a relationship of | HOMO (B) |-| LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is generated by extracting electrons from the adjacent layer by the electron extracting layer. And supplying the extracted holes to the light emitting unit on the cathode side and supplying the extracted electrons to the light emitting unit on the anode side through the electron transport layer. A door element,
An electron extraction promoting material in which the absolute value | LUMO (C) | of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) is in the relationship of | HOMO (B) |> | LUMO (C) |> | LUMO (A) | An organic electroluminescent device, wherein the electron extraction layer is doped. 陰極と、陽極と、前記陰極及び前記陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、前記発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、
前記中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、前記電子引き抜き層は、前記電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、前記電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、前記隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、前記中間ユニットが、前記電子引き抜き層による前記隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を前記電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｃ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜の関係にある電子引き抜き促進材料からなる電子引き抜き促進層が、前記電子引き抜き層と前記隣接層の間に設けられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。 A cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units,
The intermediate unit has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer extracts electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value | LUMO (A) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer. | HOMO (B) | is in a relationship of | HOMO (B) |-| LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is generated by extracting electrons from the adjacent layer by the electron extracting layer. And supplying the extracted holes to the light emitting unit on the cathode side and supplying the extracted electrons to the light emitting unit on the anode side through the electron transport layer. A door element,
The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) | LUMO (C) | is from the electron extraction promoting material in the relationship of | HOMO (B) |> | LUMO (C) |> | LUMO (A) | An organic electroluminescent device, wherein an electron extraction promoting layer is provided between the electron extraction layer and the adjacent layer. 陰極と、陽極と、前記陰極及び前記陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、前記発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、
前記中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、前記電子引き抜き層は、前記電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、前記電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、前記隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、前記中間ユニットが、前記電子引き抜き層による前記隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を前記電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜が、前記電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜及び｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜に対し、｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜の関係にある電子注入有機材料が、前記電子輸送層及び／または前記電子引き抜き層にドープされていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。 A cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units,
The intermediate unit has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer extracts electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value | LUMO (A) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer. | HOMO (B) | is in a relationship of | HOMO (B) |-| LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is generated by extracting electrons from the adjacent layer by the electron extracting layer. And supplying the extracted holes to the light emitting unit on the cathode side and supplying the extracted electrons to the light emitting unit on the anode side through the electron transport layer. A door element,
The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) | LUMO (D) | is the absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron transport layer | LUMO (E) | and | LUMO (A ) | With respect to | LUMO (A) |> | LUMO (D) |> | LUMO (E) | is doped in the electron transport layer and / or the electron extraction layer. An organic electroluminescent device characterized by comprising: 陰極と、陽極と、前記陰極及び前記陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、前記発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、
前記中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、前記電子引き抜き層は、前記電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、前記電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、前記隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、前記中間ユニットが、前記電子引き抜き層による前記隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を前記電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜が、前記電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜及び｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜に対し、｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜の関係にある電子注入有機材料からなる電子注入有機材料層が、前記電子引き抜き層と前記電子輸送層の間に設けられていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。 A cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units,
The intermediate unit has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer extracts electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value | LUMO (A) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer. | HOMO (B) | is in a relationship of | HOMO (B) |-| LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is generated by extracting electrons from the adjacent layer by the electron extracting layer. And supplying the extracted holes to the light emitting unit on the cathode side and supplying the extracted electrons to the light emitting unit on the anode side through the electron transport layer. A door element,
The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) | LUMO (D) | is the absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron transport layer | LUMO (E) | and | LUMO (A ) | In contrast to | LUMO (A) |> | LUMO (D) |> | LUMO (E) | An organic electroluminescent device characterized by being provided between layers. アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びそれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種からなる電子注入層が、前記電子引き抜き層と前記電子輸送層の間に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。   2. The electron injection layer comprising at least one selected from alkali metals, alkaline earth metals, and oxides thereof is provided between the electron extraction layer and the electron transport layer. The organic electroluminescent element of any one of -3. アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びそれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種からなる電子注入層が、前記電子引き抜き層と前記電子注入有機材料層の間に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。   An electron injection layer made of at least one selected from alkali metals, alkaline earth metals, and oxides thereof is provided between the electron extraction layer and the electron injection organic material layer. Item 5. The organic electroluminescent device according to Item 4. 陰極と、陽極と、前記陰極及び前記陽極の間に配置される複数の発光ユニットと、前記発光ユニットの間に配置される中間ユニットとを備え、
前記中間ユニットが、陽極側に設けられる電子輸送層と、陰極側に設けられる電子引き抜き層とを有し、前記電子引き抜き層は、前記電子引き抜き層の陰極側に隣接する隣接層から電子を引き抜くための層であり、前記電子引き抜き層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜と、前記隣接層の最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜が、｜ＨＯＭＯ（Ｂ）｜−｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜≦２．０ｅＶの関係にあり、前記中間ユニットが、前記電子引き抜き層による前記隣接層からの電子の引き抜きにより発生したホールを陰極側の発光ユニットに供給するとともに、引き抜いた電子を前記電子輸送層を介して陽極側の発光ユニットに供給する有機エレクトロルミネッセント素子であって、
アルカリ金属、アルカリ土類金属、及びそれらの酸化物から選ばれる少なくとも１種からなる電子注入層が、前記電子引き抜き層と前記電子輸送層の間に設けられており、
最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜が、前記電子輸送層の最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギーレベルの絶対値｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜及び｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜に対し、｜ＬＵＭＯ（Ａ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｄ）｜＞｜ＬＵＭＯ（Ｅ）｜の関係にある電子注入有機材料、または前記電子引き抜き層の材料が、前記電子注入層にドープされていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。 A cathode, an anode, a plurality of light emitting units disposed between the cathode and the anode, and an intermediate unit disposed between the light emitting units,
The intermediate unit has an electron transport layer provided on the anode side and an electron extraction layer provided on the cathode side, and the electron extraction layer extracts electrons from an adjacent layer adjacent to the cathode side of the electron extraction layer. The absolute value | LUMO (A) | of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron extraction layer and the absolute value of the energy level of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the adjacent layer. | HOMO (B) | is in a relationship of | HOMO (B) |-| LUMO (A) | ≦ 2.0 eV, and the intermediate unit is generated by extracting electrons from the adjacent layer by the electron extracting layer. And supplying the extracted holes to the cathode-side light-emitting unit and supplying the extracted electrons to the anode-side light-emitting unit through the electron transport layer. A door element,
An electron injection layer composed of at least one selected from alkali metals, alkaline earth metals, and oxides thereof is provided between the electron extraction layer and the electron transport layer;
The absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) | LUMO (D) | is the absolute value of the energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron transport layer | LUMO (E) | and | LUMO (A ) | With respect to | LUMO (A) |> | LUMO (D) |> | LUMO (E) |, the electron injection organic material or the material of the electron extraction layer is doped into the electron injection layer. An organic electroluminescent device characterized by comprising: 前記発光ユニットのうちの少なくとも１つが、２つの発光層を直接接するように積層した構造を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。   The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein at least one of the light emitting units has a structure in which two light emitting layers are stacked so as to be in direct contact with each other. 前記隣接層が、前記発光ユニット内に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。   The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the adjacent layer is provided in the light emitting unit. 前記隣接層が、前記中間ユニット内に設けられていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。   The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the adjacent layer is provided in the intermediate unit. 前記隣接層が、ホール輸送性材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。   The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the adjacent layer is made of a hole transporting material. 前記隣接層が、アリールアミン系ホール輸送性材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。   The organic electroluminescent device according to any one of claims 1 to 10, wherein the adjacent layer is formed of an arylamine-based hole transporting material. 前記電子引き抜き層が、以下に示す構造式で表わされるピラジン誘導体から形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
Figure 2006210845
 （ここで、Ａｒはアリール基を示し、Ｒは水素、炭素数１〜１０のアルキル基、アルキルオキシ基、ジアルキルアミン基、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮを示す。） The organic electroluminescent device according to claim 1, wherein the electron extraction layer is formed of a pyrazine derivative represented by the structural formula shown below.
Figure 2006210845
 (Here, Ar represents an aryl group, and R represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyloxy group, a dialkylamine group, or F, Cl, Br, I, or CN.) 前記電子引き抜き層が、以下に示す構造式で表わされるヘキサアザトリフェニレン誘導体から形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
Figure 2006210845
 （ここで、Ｒは水素、炭素数１〜１０のアルキル基、アルキルオキシ基、ジアルキルアミン基、またはＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、ＩもしくはＣＮを示す。） The organic electroluminescent device according to any one of claims 1 to 12, wherein the electron extraction layer is formed of a hexaazatriphenylene derivative represented by the structural formula shown below.
Figure 2006210845
 (Here, R represents hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyloxy group, a dialkylamine group, or F, Cl, Br, I, or CN.) 陽極と陰極に挟まれた素子構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子と、表示画素毎に対応した表示信号を前記有機エレクトロルミネッセント素子に供給するための能動素子が設けられたアクティブマトリックス駆動基板と、該アクティブマトリックス駆動基板と対向して設けられる透明な封止基板とを備え、前記有機エレクトロルミネッセント素子を前記アクティブマトリックス駆動基板と前記封止基板の間に配置し、前記陰極及び前記陽極のうち前記封止基板側に設けられる電極を透明電極としたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセント素子が、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント表示装置。 An active matrix driving substrate provided with an organic electroluminescent element having an element structure sandwiched between an anode and a cathode, and an active element for supplying a display signal corresponding to each display pixel to the organic electroluminescent element And a transparent sealing substrate provided opposite to the active matrix driving substrate, the organic electroluminescent element is disposed between the active matrix driving substrate and the sealing substrate, the cathode and the A top emission type organic electroluminescent display device in which an electrode provided on the sealing substrate side of the anode is a transparent electrode,
The said organic electroluminescent element is an organic electroluminescent element of any one of Claims 1-14, The organic electroluminescent display apparatus characterized by the above-mentioned. 前記有機エレクトロルミネッセント素子が白色発光素子であり、前記有機エレクトロルミネッセント素子と前記封止基板との間に、カラーフィルターが配置されていることを特徴とする請求項１５に記載の有機エレクトロルミネッセント表示装置。
The organic electroluminescent element according to claim 15, wherein the organic electroluminescent element is a white light emitting element, and a color filter is disposed between the organic electroluminescent element and the sealing substrate. Electroluminescent display device.
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