JP2007088251A - Organic el element and organic el display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子及び有機ＥＬ表示装置に係り、特には、発光層を燐光性のドーパント材料でドープした有機ＥＬ素子及びこれを用いた有機ＥＬ表示装置に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescent (EL) element and an organic EL display device, and more particularly to an organic EL element in which a light emitting layer is doped with a phosphorescent dopant material and an organic EL display device using the same.
有機エレクトロルミネッセンスにおいて、励起状態の１／４は励起１重項状態であり、３／４は励起３重項状態である。そのため、励起１重項状態から基底状態への電子の遷移によって生じる蛍光のみを利用する有機ＥＬ素子は、理論的に達成可能な発光効率の最大値が小さい。 In organic electroluminescence, 1/4 of the excited state is an excited singlet state, and 3/4 is an excited triplet state. Therefore, an organic EL element that uses only fluorescence generated by electron transition from the excited singlet state to the ground state has a small maximum value of the light emission efficiency that can be theoretically achieved.
励起３重項状態から基底状態への電子遷移によって生じる燐光を利用する有機ＥＬ素子は、理論的には、励起１重項状態から基底状態への電子の遷移によって生じる蛍光のみを利用する有機ＥＬ素子と比較して、より高い発光効率を達成可能である。しかしながら、実際には、発光層を燐光性のドーパント材料でドープした有機ＥＬ素子において、期待されるほどの発光効率は達成できていない。 An organic EL element that utilizes phosphorescence generated by electronic transition from an excited triplet state to a ground state is theoretically an organic EL element that uses only fluorescence generated by electron transition from an excited singlet state to a ground state. Compared with the device, higher luminous efficiency can be achieved. However, in reality, the organic EL device in which the light emitting layer is doped with a phosphorescent dopant material cannot achieve the light emission efficiency as expected.
本発明の目的は、燐光を利用する有機ＥＬ素子においてより高い発光効率を達成することにある。 An object of the present invention is to achieve higher luminous efficiency in an organic EL element utilizing phosphorescence.
本発明の第１側面によると、陽極と、陰極と、それらの間に介在すると共にホスト材料と燐光性のドーパント材料とを含有した発光層とを具備し、前記発光層のうち前記陽極側の第１領域は、前記発光層のうち前記陰極側の第２領域と比較して前記ドーパント材料の濃度がより高く、前記第２領域における前記ドーパント材料の濃度はゼロであることを特徴とする有機ＥＬ素子が提供される。
本発明の第２側面によると、第１側面に係る有機ＥＬ素子を各々が含んだ複数の画素を具備したことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。
According to a first aspect of the present invention, an anode, a cathode, and a light emitting layer interposed between them and containing a host material and a phosphorescent dopant material, the anode side of the light emitting layer is provided. The first region has a higher concentration of the dopant material than the second region on the cathode side in the light emitting layer, and the concentration of the dopant material in the second region is zero. An EL device is provided.
According to a second aspect of the present invention, there is provided an organic EL display device comprising a plurality of pixels each including the organic EL element according to the first aspect.
本発明によると、燐光を利用する有機ＥＬ素子においてより高い発光効率を達成することが可能となる。 According to the present invention, higher luminous efficiency can be achieved in an organic EL element utilizing phosphorescence.
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ素子を概略的に示す平面図である。
この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、陽極ＡＮと、これと向き合った陰極ＣＴとを含んでいる。陽極ＡＮは、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）からなる。陰極ＣＴは、例えば、アルミニウムからなる。
FIG. 1 is a plan view schematically showing an organic EL element according to one embodiment of the present invention.
The organic EL element OLED includes an anode AN and a cathode CT facing the anode AN. The anode AN is made of, for example, ITO (indium tin oxide). The cathode CT is made of aluminum, for example.
陽極ＡＮと陰極ＣＴとの間には、活性層ＡＣＴが介在している。活性層ＡＣＴは、後で詳述する発光層ＥＭＴを含んでいる。 An active layer ACT is interposed between the anode AN and the cathode CT. The active layer ACT includes a light emitting layer EMT described in detail later.
この例では、活性層ＡＣＴは、陽極ＡＮと発光層ＥＭＴとの間に、正孔注入層ＨＩと正孔輸送層ＨＴとをさらに含んでいる。正孔注入層ＨＩは、例えば、アモルファスカーボンからなる。正孔輸送層ＨＴは、正孔注入層ＨＩと発光層ＥＭＴとの間に介在している。正孔輸送層ＨＴは、例えば、α−ＮＰＤ（N,N'-diphenyl-N,N'-bis(1-naphthylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine）からなる。 In this example, the active layer ACT further includes a hole injection layer HI and a hole transport layer HT between the anode AN and the light emitting layer EMT. The hole injection layer HI is made of amorphous carbon, for example. The hole transport layer HT is interposed between the hole injection layer HI and the light emitting layer EMT. The hole transport layer HT is made of, for example, α-NPD (N, N′-diphenyl-N, N′-bis (1-naphthylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine).
また、この例では、活性層ＡＣＴは、陰極ＣＴと発光層ＥＭＴとの間に、電子注入層ＥＩと電子輸送層ＥＴと正孔ブロッキング層ＨＢとをさらに含んでいる。電子注入層ＥＩは、例えば、フッ化リチウムからなる。電子輸送層ＥＴは、電子注入層ＥＩと発光層ＥＭＴとの間に介在している。電子輸送層ＥＴは、例えば、Ａｌｑ3（tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum(III)）からなる。正孔ブロッキング層ＨＢは、電子輸送層ＥＴと発光層ＥＭＴとの間に介在している。正孔ブロッキング層ＨＢは、例えば、ＢＡｌｑ（bis(2-methyl-8-quinolinolato)(para-phenylphenolato)aluminum(III)）からなる。 In this example, the active layer ACT further includes an electron injection layer EI, an electron transport layer ET, and a hole blocking layer HB between the cathode CT and the light emitting layer EMT. The electron injection layer EI is made of, for example, lithium fluoride. The electron transport layer ET is interposed between the electron injection layer EI and the light emitting layer EMT. The electron transport layer ET is made of, for example, Alq 3 (tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (III)). The hole blocking layer HB is interposed between the electron transport layer ET and the light emitting layer EMT. The hole blocking layer HB is made of, for example, BAlq (bis (2-methyl-8-quinolinolato) (para-phenylphenolato) aluminum (III)).
発光層ＥＭＴは、ホスト材料と燐光性のドーパント材料とを含有している。ホスト材料は、例えば、ＣＢＰ（4,4'-di(carbazolyl-9-yl)biphenyl）である。また、ドーパント材料は、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）3（tris(2-phenylpyridine)iridium）である。 The light emitting layer EMT contains a host material and a phosphorescent dopant material. The host material is, for example, CBP (4,4′-di (carbazolyl-9-yl) biphenyl). The dopant material is, for example, Ir (ppy) 3 (tris (2-phenylpyridine) iridium).
発光層ＥＭＴは、層状の領域Ｒ１及びＲ２を含んでいる。領域Ｒ１は、発光層ＥＭＴのうち陽極側に位置し、領域Ｒ２は、発光層ＥＭＴのうち陰極側に位置している。ここでは、領域Ｒ２は、領域Ｒ１と正孔ブロッキング層ＨＢとの間に位置している。領域Ｒ１は、領域Ｒ２と比較してドーパント材料の濃度がより高い。領域Ｒ２におけるドーパント材料の濃度はゼロである。すなわち、領域Ｒ１はホスト材料とドーパント材料との混合物からなり、領域Ｒ２はホスト材料からなる。 The light emitting layer EMT includes layered regions R1 and R2. The region R1 is located on the anode side of the light emitting layer EMT, and the region R2 is located on the cathode side of the light emitting layer EMT. Here, the region R2 is located between the region R1 and the hole blocking layer HB. Region R1 has a higher concentration of dopant material compared to region R2. The concentration of the dopant material in the region R2 is zero. That is, the region R1 is made of a mixture of a host material and a dopant material, and the region R2 is made of a host material.
この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、発光層ＥＭＴが領域Ｒ２を含んでいないこと以外は同様の構造を有する有機ＥＬ素子と比較して、より高い発光効率を達成する。特に、この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、小さな電流密度で使用した場合に、極めて優れた発光効率を達成する。 This organic EL element OLED achieves higher luminous efficiency as compared with an organic EL element having a similar structure except that the light emitting layer EMT does not include the region R2. In particular, the organic EL element OLED achieves extremely excellent luminous efficiency when used at a small current density.
領域Ｒ１の厚さは、例えば、１０ｎｍ乃至１００ｎｍとする。また、領域Ｒ２の厚さは、例えば、１ｎｍ乃至３０ｎｍとする。領域Ｒ２の厚さが５ｎｍ以上である場合、特に高い発光効率を達成することができる。 The thickness of the region R1 is, for example, 10 nm to 100 nm. The thickness of the region R2 is, for example, 1 nm to 30 nm. When the thickness of the region R2 is 5 nm or more, particularly high luminous efficiency can be achieved.
この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、例えば、表示装置の発光素子として利用することができる。 This organic EL element OLED can be used, for example, as a light emitting element of a display device.
図２は、図１の有機ＥＬ素子を含む表示装置の一例を概略的に示す平面図である。図３は、図２の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す断面図である。なお、図３では、表示装置を、その表示面，すなわち前面又は光出射面，が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。 FIG. 2 is a plan view schematically showing an example of a display device including the organic EL element of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a structure that can be employed in the display device of FIG. In FIG. 3, the display device is drawn such that its display surface, that is, the front surface or the light emission surface, faces downward and the back surface faces upward.
図２の表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機ＥＬ表示装置である。この有機ＥＬ表示装置は、表示パネルＤＰと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲとを含んでいる。 The display device of FIG. 2 is a bottom emission organic EL display device that employs an active matrix driving method. This organic EL display device includes a display panel DP, a video signal line driver XDR, and a scanning signal line driver YDR.
表示パネルＤＰは、図２及び図３に示すように、例えば、ガラス基板などの絶縁基板ＳＵＢを含んでいる。 As shown in FIGS. 2 and 3, the display panel DP includes an insulating substrate SUB such as a glass substrate, for example.
基板ＳＵＢ上には、図３に示すように、アンダーコート層ＵＣが形成されている。アンダーコート層ＵＣは、例えば、基板ＳＵＢ上にＳｉＮx層とＳｉＯx層とをこの順に積層してなる。 On the substrate SUB, an undercoat layer UC is formed as shown in FIG. For example, the undercoat layer UC is formed by laminating a SiN x layer and a SiO x layer in this order on the substrate SUB.
アンダーコート層ＵＣ上には、例えば不純物を含有したポリシリコンからなる半導体パターンが形成されている。この半導体パターンの一部は、図３の半導体層ＳＣとして利用している。半導体層ＳＣには、ソース及びドレインとして利用する不純物拡散領域と、ソース及びドレイン間に配置されるチャネルとが形成されている。また、この半導体パターンの他の一部は、後述するキャパシタＣの下部電極として利用している。下部電極は、後述する画素ＰＸに対応して配列している。 On the undercoat layer UC, a semiconductor pattern made of, for example, polysilicon containing impurities is formed. A part of this semiconductor pattern is used as the semiconductor layer SC of FIG. In the semiconductor layer SC, impurity diffusion regions used as a source and a drain and a channel disposed between the source and the drain are formed. Further, another part of the semiconductor pattern is used as a lower electrode of a capacitor C described later. The lower electrodes are arranged corresponding to the pixels PX described later.
半導体パターンは、図３に示すゲート絶縁膜ＧＩで被覆されている。ゲート絶縁膜ＧＩは、例えばＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）などを用いて形成することができる。 The semiconductor pattern is covered with the gate insulating film GI shown in FIG. The gate insulating film GI can be formed using, for example, TEOS (tetraethyl orthosilicate).
ゲート絶縁膜ＧＩ上には、図２に示す走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２が形成されている。走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、各々がＸ方向に延びており、Ｙ方向に交互に配列している。走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、例えばＭｏＷなどからなる。 On the gate insulating film GI, the scanning signal lines SL1 and SL2 shown in FIG. 2 are formed. The scanning signal lines SL1 and SL2 each extend in the X direction and are alternately arranged in the Y direction. The scanning signal lines SL1 and SL2 are made of, for example, MoW.
ゲート絶縁膜ＧＩ上には、キャパシタＣの上部電極がさらに配置されている。この上部電極は、画素ＰＸに対応して配列しており、キャパシタＣの下部電極と向き合っている。上部電極は、例えばＭｏＷなどからなり、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２と同一の工程で形成することができる。 An upper electrode of the capacitor C is further disposed on the gate insulating film GI. The upper electrode is arranged corresponding to the pixel PX and faces the lower electrode of the capacitor C. The upper electrode is made of, for example, MoW and can be formed in the same process as the scanning signal lines SL1 and SL2.
走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、半導体層ＳＣと交差している。走査信号線ＳＬ１と半導体層ＳＣとの交差部は図２及び図３に示すスイッチングトランジスタＳＷａを構成しており、走査信号線ＳＬ２と半導体層ＳＣとの交差部は図１に示すスイッチングトランジスタＳＷｂ及びＳＷｃを構成している。また、上記の下部電極と上部電極とそれらの間に介在した絶縁膜ＧＩとは図２に示すキャパシタＣを構成しており、上部電極の延在部と半導体層ＳＣとの交差部は図１に示す駆動トランジスタＤＲを構成している。 The scanning signal lines SL1 and SL2 intersect the semiconductor layer SC. The intersection between the scanning signal line SL1 and the semiconductor layer SC constitutes the switching transistor SWa shown in FIGS. 2 and 3, and the intersection between the scanning signal line SL2 and the semiconductor layer SC corresponds to the switching transistor SWb shown in FIG. SWc is configured. Further, the lower electrode, the upper electrode, and the insulating film GI interposed therebetween constitute the capacitor C shown in FIG. 2, and the intersection of the extended portion of the upper electrode and the semiconductor layer SC is shown in FIG. The drive transistor DR shown in FIG.
なお、この例では、駆動トランジスタＤＲ及びスイッチングトランジスタＳＷａ乃至ＳＷｃは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタである。また、図３に参照符号Ｇで示す部分は、スイッチングトランジスタＳＷａのゲートである。 In this example, the drive transistor DR and the switching transistors SWa to SWc are top-gate p-channel thin film transistors. Further, the part indicated by reference numeral G in FIG. 3 is the gate of the switching transistor SWa.
ゲート絶縁膜ＧＩ、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２、並びに上部電極は、図３に示す層間絶縁膜ＩＩで被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えばプラズマＣＶＤ法により堆積させたＳｉＯxなどからなる。 The gate insulating film GI, the scanning signal lines SL1 and SL2, and the upper electrode are covered with an interlayer insulating film II shown in FIG. The interlayer insulating film II is made of, for example, SiO x deposited by a plasma CVD method.
層間絶縁膜ＩＩ上には、図２に示す映像信号線ＤＬと電源線ＰＳＬとが形成されている。映像信号線ＤＬは、図１に示すように、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。電源線ＰＳＬは、例えば、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。 On the interlayer insulating film II, the video signal line DL and the power supply line PSL shown in FIG. 2 are formed. As shown in FIG. 1, each video signal line DL extends in the Y direction and is arranged in the X direction. For example, each of the power supply lines PSL extends in the Y direction and is arranged in the X direction.
層間絶縁膜ＩＩ上には、図３に示すソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥがさらに形成されている。ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、画素ＰＸの各々において素子同士を接続している。 On the interlayer insulating film II, a source electrode SE and a drain electrode DE shown in FIG. 3 are further formed. The source electrode SE and the drain electrode DE connect the elements in each pixel PX.
映像信号線ＤＬと電源線ＰＳＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの三層構造を有している。これらは、同一工程で形成可能である。 The video signal line DL, the power supply line PSL, the source electrode SE, and the drain electrode DE have, for example, a three-layer structure of Mo / Al / Mo. These can be formed in the same process.
映像信号線ＤＬと電源線ＰＳＬとソース電極ＳＥとドレイン電極ＤＥとは、図３に示すパッシベーション膜ＰＳで被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばＳｉＮxなどからなる。 The video signal line DL, the power supply line PSL, the source electrode SE, and the drain electrode DE are covered with a passivation film PS shown in FIG. The passivation film PS is made of, for example, SiN x .
パッシベーション膜ＰＳ上では、図３に示す画素電極ＰＥが、画素ＰＸに対応して配列している。各画素電極ＰＥは、パッシベーション膜ＰＳに設けたコンタクトホールを介してドレイン電極ＤＥに接続されており、このドレイン電極はスイッチングトランジスタＳＷａのドレインに接続されている。 On the passivation film PS, the pixel electrodes PE shown in FIG. 3 are arranged corresponding to the pixels PX. Each pixel electrode PE is connected to the drain electrode DE through a contact hole provided in the passivation film PS, and this drain electrode is connected to the drain of the switching transistor SWa.
画素電極ＰＥは、この例では光透過性の前面電極である。また、画素電極ＰＥは、この例では図１に示す陽極ＡＮである。画素電極ＰＥの材料としては、例えば、ＩＴＯなどの透明導電性酸化物を使用することができる。 In this example, the pixel electrode PE is a light-transmitting front electrode. Further, the pixel electrode PE is the anode AN shown in FIG. 1 in this example. As a material of the pixel electrode PE, for example, a transparent conductive oxide such as ITO can be used.
パッシベーション膜ＰＳ上には、さらに、図３に示す隔壁絶縁層ＰＩが形成されている。隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、画素電極ＰＥが形成する列に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられていることとする。 A partition insulating layer PI shown in FIG. 3 is further formed on the passivation film PS. In the partition insulating layer PI, a through hole is provided at a position corresponding to the pixel electrode PE, or a slit is provided at a position corresponding to a column formed by the pixel electrode PE. Here, as an example, the partition insulating layer PI is provided with a through hole at a position corresponding to the pixel electrode PE.
隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。 The partition insulating layer PI is, for example, an organic insulating layer. The partition insulating layer PI can be formed using, for example, a photolithography technique.
画素電極ＰＥ上には、図１及び図３に示す活性層ＡＣＴが形成されている。活性層ＡＣＴは、図１に示すように、発光層ＥＭＴを含んでいる。この活性層ＡＣＴは、発光層ＥＭＴに加え、正孔注入層ＨＩ、正孔輸送層ＨＴ、電子注入層ＥＩ、電子輸送層ＥＴ、正孔ブロッキング層ＨＢなどをさらに含むことができる。 An active layer ACT shown in FIGS. 1 and 3 is formed on the pixel electrode PE. The active layer ACT includes a light emitting layer EMT as shown in FIG. The active layer ACT can further include a hole injection layer HI, a hole transport layer HT, an electron injection layer EI, an electron transport layer ET, a hole blocking layer HB and the like in addition to the light emitting layer EMT.
隔壁絶縁層ＰＩ及び活性層ＡＣＴは、対向電極ＣＥで被覆されている。この例では、対向電極ＣＥは、画素ＰＸ間で互いに接続された電極，すなわち共通電極，である。また、この例では、対向電極ＣＥは、図１に示す陰極ＣＴであり且つ光反射性の背面電極である。対向電極ＣＥは、例えば、パッシベーション膜ＰＳと隔壁絶縁層ＰＩとに設けられたコンタクトホールを介して、映像信号線ＤＬと同一の層上に形成された電極配線（図示せず）に電気的に接続されている。各々の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥと、有機物層ＯＲＧと、対向電極ＣＥとを含んでいる。 The partition insulating layer PI and the active layer ACT are covered with the counter electrode CE. In this example, the counter electrode CE is an electrode connected to each other between the pixels PX, that is, a common electrode. In this example, the counter electrode CE is the cathode CT shown in FIG. 1 and a light-reflecting back electrode. The counter electrode CE is electrically connected to an electrode wiring (not shown) formed on the same layer as the video signal line DL through, for example, a contact hole provided in the passivation film PS and the partition insulating layer PI. It is connected. Each organic EL element OLED includes a pixel electrode PE, an organic layer ORG, and a counter electrode CE.
画素ＰＸの各々は、図２に示すように、駆動トランジスタＤＲと、スイッチングトランジスタＳＷａ乃至ＳＷｃと、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと、キャパシタＣとを含んでいる。上記の通り、この例では、駆動トランジスタＤＲ及びスイッチングトランジスタＳＷａ乃至ＳＷｃはｐチャネル薄膜トランジスタである。 Each of the pixels PX includes a driving transistor DR, switching transistors SWa to SWc, an organic EL element OLED, and a capacitor C as shown in FIG. As described above, in this example, the drive transistor DR and the switching transistors SWa to SWc are p-channel thin film transistors.
駆動トランジスタＤＲとスイッチングトランジスタＳＷａと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとは、第１電源端子ＮＤ１と第２電源端子ＮＤ２との間で、この順に直列に接続されている。この例では、電源端子ＮＤ１は高電位電源端子であり、電源端子ＮＤ２は低電位電源端子である。 The drive transistor DR, the switching transistor SWa, and the organic EL element OLED are connected in series in this order between the first power supply terminal ND1 and the second power supply terminal ND2. In this example, the power supply terminal ND1 is a high potential power supply terminal, and the power supply terminal ND2 is a low potential power supply terminal.
スイッチングトランジスタＳＷａのゲートは、走査信号線ＳＬ１に接続されている。スイッチングトランジスタＳＷｂは映像信号線ＤＬと駆動トランジスタＤＲのドレインとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ２に接続されている。スイッチングトランジスタＳＷｃは駆動トランジスタＤＲのドレインとゲートとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ２に接続されている。 The gate of the switching transistor SWa is connected to the scanning signal line SL1. The switching transistor SWb is connected between the video signal line DL and the drain of the drive transistor DR, and its gate is connected to the scanning signal line SL2. The switching transistor SWc is connected between the drain and gate of the driving transistor DR, and the gate is connected to the scanning signal line SL2.
キャパシタＣは、駆動トランジスタＤＲのゲートと定電位端子ＮＤ１’との間に接続されている。この例では、定電位端子ＮＤ１’は、電源端子ＮＤ１に接続されている。 The capacitor C is connected between the gate of the driving transistor DR and the constant potential terminal ND1 '. In this example, the constant potential terminal ND1 'is connected to the power supply terminal ND1.
映像信号線ドライバＸＤＲには、映像信号線ＤＬが接続されている。この例では、映像信号線ドライバＸＤＲには、電源線ＰＳＬがさらに接続されている。映像信号線ドライバＸＤＲは、映像信号線ＤＬに映像信号として電流信号を出力するとともに、電源線ＰＳＬに電源電圧を供給する。 A video signal line DL is connected to the video signal line driver XDR. In this example, a power supply line PSL is further connected to the video signal line driver XDR. The video signal line driver XDR outputs a current signal as a video signal to the video signal line DL and supplies a power supply voltage to the power supply line PSL.
走査信号線ドライバＹＤＲには、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２が接続されている。走査信号線ドライバＹＤＲは、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２にそれぞれ第１及び第２走査信号として電圧信号を出力する。 Scanning signal lines SL1 and SL2 are connected to the scanning signal line driver YDR. The scanning signal line driver YDR outputs voltage signals as first and second scanning signals to the scanning signal lines SL1 and SL2, respectively.
この有機ＥＬ表示装置で画像を表示する場合、例えば、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２の各々を線順次駆動する。すなわち、画素ＰＸを行毎に走査（選択）する。画素ＰＸを選択している選択期間では書込動作を行い、非選択期間では表示動作を行う。 When an image is displayed on this organic EL display device, for example, each of the scanning signal lines SL1 and SL2 is line-sequentially driven. That is, the pixel PX is scanned (selected) for each row. The writing operation is performed in the selection period in which the pixel PX is selected, and the display operation is performed in the non-selection period.
或る行の画素ＰＸを選択する選択期間では、まず、走査信号線ドライバから、先の画素ＰＸが接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチングトランジスタＳＷａを開く（非導通状態とする）走査信号を電圧信号として出力し、続いて、先の画素ＰＸが接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチングトランジスタＳＷｂ及びＳＷｃを閉じる（導通状態とする）走査信号を電圧信号として出力する。この状態で、映像信号線ドライバから、映像信号線ＤＬに映像信号を電流信号（書込電流）Ｉsigとして出力し、駆動トランジスタＤＲのゲート−ソース間電圧Ｖgsを、先の映像信号Ｉsigに対応した大きさに設定する。その後、走査信号線ドライバから、先の画素ＰＸが接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチングトランジスタＳＷｂ及びＳＷｃを開く走査信号を電圧信号として出力する。これにより、選択期間を終了する。 In the selection period in which the pixels PX in a certain row are selected, first, the scanning signal line driver applies a scanning signal that opens the switching transistor SWa to the scanning signal line SL1 to which the previous pixel PX is connected. Then, a scanning signal that closes (sets the switching transistors SWb and SWc to) the scanning signal line SL2 to which the previous pixel PX is connected is output as a voltage signal. In this state, the video signal line driver outputs the video signal to the video signal line DL as a current signal (write current) I sig , and the gate-source voltage V gs of the drive transistor DR is changed to the previous video signal I sig. Set to a size corresponding to. Thereafter, a scanning signal for opening the switching transistors SWb and SWc is output as a voltage signal from the scanning signal line driver to the scanning signal line SL2 to which the previous pixel PX is connected. This ends the selection period.
選択期間に続く非選択期間では、先の画素ＰＸが接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチングトランジスタＳＷａを閉じる走査信号を電圧信号として出力し、スイッチングトランジスタＳＷｂ及びＳＷｃは開いたままとする。非選択期間では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤには、駆動トランジスタＤＲのゲート−ソース間電圧Ｖgsに対応した大きさの駆動電流Ｉdrvが流れる。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、駆動電流Ｉdrvの大きさに対応した輝度で発光する。 In the non-selection period following the selection period, a scanning signal for closing the switching transistor SWa is output as a voltage signal to the scanning signal line SL1 to which the previous pixel PX is connected, and the switching transistors SWb and SWc are kept open. In the non-selection period, a drive current I drv having a magnitude corresponding to the gate-source voltage V gs of the drive transistor DR flows through the organic EL element OLED. The organic EL element OLED emits light with a luminance corresponding to the magnitude of the drive current I drv .
図３には、図１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを下面発光型の有機ＥＬ表示装置に適用した例を示したが、図１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは上面発光型の有機ＥＬ表示装置でも使用可能である。また、図２には、画素回路に映像信号として電流信号を書き込む有機ＥＬ表示装置を示したが、図１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素回路に映像信号として電圧信号を書き込む有機ＥＬ表示装置で使用することも可能である。 FIG. 3 shows an example in which the organic EL element OLED of FIG. 1 is applied to a bottom emission type organic EL display device, but the organic EL element OLED of FIG. 1 can also be used in a top emission type organic EL display device. is there. 2 shows an organic EL display device that writes a current signal as a video signal to the pixel circuit, the organic EL element OLED of FIG. 1 is an organic EL display device that writes a voltage signal as a video signal to the pixel circuit. It is also possible to use it.
以下、本発明の実施例について説明する。
まず、一主面にＩＴＯ層が形成されたガラス基板を準備した。なお、このＩＴＯ層は、陽極ＡＮとして利用する。
Examples of the present invention will be described below.
First, a glass substrate having an ITO layer formed on one main surface was prepared. This ITO layer is used as the anode AN.
次に、陽極ＡＮ上に、スパッタリング法によりアモルファスカーボンからなる厚さ１０ｎｍの正孔注入層ＨＩを形成した。次いで、正孔注入層ＨＩ上に、真空蒸着法によりα−ＮＰＤからなる厚さ１１０ｎｍの正孔輸送層ＨＴを形成した。 Next, a 10 nm thick hole injection layer HI made of amorphous carbon was formed on the anode AN by sputtering. Next, a 110 nm thick hole transport layer HT made of α-NPD was formed on the hole injection layer HI by vacuum deposition.
その後、正孔輸送層ＨＴ上に、真空蒸着法によりＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）3との混合物からなる厚さ３０ｎｍの第１有機物層を形成した。ここでは、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）3とのドープ濃度比は９４：６とした。続いて、第１有機物層上に、真空蒸着法によりＣＢＰからなる厚さ２．５ｎｍの第２有機物層を形成した。以上のようにして、第１及び第２有機物層からなる発光層ＥＭＴを得た。なお、第１及び第２有機物層は、発光層ＥＭＴが含む領域Ｒ１及びＲ２にそれぞれ対応している。 Thereafter, a 30 nm-thick first organic layer made of a mixture of CBP and Ir (ppy) 3 was formed on the hole transport layer HT by a vacuum deposition method. Here, the doping concentration ratio between CBP and Ir (ppy) 3 was 94: 6. Subsequently, a second organic layer made of CBP and having a thickness of 2.5 nm was formed on the first organic layer by vacuum deposition. As described above, a light emitting layer EMT composed of the first and second organic layers was obtained. The first and second organic layers correspond to the regions R1 and R2 included in the light emitting layer EMT, respectively.
次に、発光層ＥＭＴ上に、真空蒸着法によりＢＡｌｑからなる厚さ１０ｎｍの正孔ブロッキング層ＨＢを形成した。次いで、正孔ブロッキング層ＨＢ上に、真空蒸着法によりＡｌｑからなる厚さ３７．５ｎｍの電子輸送層ＥＴを形成した。 Next, a 10 nm-thick hole blocking layer HB made of BAlq was formed on the light emitting layer EMT by vacuum deposition. Next, an electron transport layer ET having a thickness of 37.5 nm made of Alq was formed on the hole blocking layer HB by vacuum deposition.
その後、電子輸送層ＥＴ上に、真空蒸着法によりフッ化リチウムからなる厚さ１ｎｍの電子注入層ＥＩを形成した。さらに、電子注入層ＥＩ上に、真空蒸着法によりアルミニウムからなる厚さ１００ｎｍの陰極ＣＴを形成した。 Thereafter, an electron injection layer EI having a thickness of 1 nm made of lithium fluoride was formed on the electron transport layer ET by vacuum deposition. Further, a cathode CT having a thickness of 100 nm made of aluminum was formed on the electron injection layer EI by a vacuum deposition method.
以上のようにして、図１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを完成した。以下、この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤをサンプル（１）と呼ぶ。 As described above, the organic EL element OLED of FIG. 1 was completed. Hereinafter, this organic EL element OLED is referred to as sample (1).
次に、第２有機物層の厚さを５ｎｍとし且つ電子輸送層ＥＴの厚さを３５ｎｍとしたこと以外は、サンプル（１）について説明したのと同様の方法により図１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを作製した。以下、この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤをサンプル（２）と呼ぶ。 Next, the organic EL element OLED of FIG. 1 is formed by the same method as described for the sample (1) except that the thickness of the second organic material layer is 5 nm and the thickness of the electron transport layer ET is 35 nm. Produced. Hereinafter, this organic EL element OLED is referred to as sample (2).
次いで、第２有機物層の厚さを１０ｎｍとし且つ電子輸送層ＥＴの厚さを３０ｎｍとしたこと以外は、サンプル（１）について説明したのと同様の方法により図１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを作製した。以下、この有機ＥＬ素子ＯＬＥＤをサンプル（３）と呼ぶ。 Next, the organic EL element OLED of FIG. 1 is produced by the same method as described for the sample (1) except that the thickness of the second organic material layer is 10 nm and the thickness of the electron transport layer ET is 30 nm. did. Hereinafter, this organic EL element OLED is referred to as sample (3).
その後、第２有機物層を省略し且つ電子輸送層ＥＴの厚さを４０ｎｍとしたこと以外は、サンプル（１）について説明したのと同様の方法により有機ＥＬ素子を作製した。以下、この有機ＥＬ素子を比較サンプルと呼ぶ。 Thereafter, an organic EL element was produced in the same manner as described for Sample (1) except that the second organic layer was omitted and the thickness of the electron transport layer ET was 40 nm. Hereinafter, this organic EL element is referred to as a comparative sample.
以上の方法で作製したサンプル（１）乃至（３）及び比較サンプルの構造及び組成を以下の表１に纏める。
次に、サンプル（１）乃至（３）及び比較サンプルの発光効率を調べた。その結果を、図４及び以下の表２に纏める。
図４は、本発明の実施例に係る有機ＥＬ素子の発光効率を示すグラフである。図中、横軸は電流密度を示し、縦軸は発光効率を示している。また、表２には、電流密度を１０ｍＡ／ｃｍ2としたときの発光効率及び輝度半減時間を示している。 FIG. 4 is a graph showing the luminous efficiency of the organic EL device according to the example of the present invention. In the figure, the horizontal axis indicates the current density, and the vertical axis indicates the luminous efficiency. Table 2 shows the light emission efficiency and the luminance half time when the current density is 10 mA / cm 2 .
図４及び表２から明らかなように、サンプル（１）乃至（３）は、比較サンプルと比較して、より高い発光効率を達成している。特に、電流密度が比較的小さい場合、サンプル（１）乃至（３）は、比較サンプルと比較して、極めて高い発光効率を達成している。 As is clear from FIG. 4 and Table 2, Samples (1) to (3) achieve higher luminous efficiency than the comparative sample. In particular, when the current density is relatively small, the samples (1) to (3) achieve extremely high luminous efficiency compared to the comparative sample.
また、図４のサンプル（１）乃至（３）に関するデータから明らかなように、サンプル（２）はサンプル（１）と比較してより優れた発光効率を達成し、サンプル（３）はサンプル（２）と比較してより優れた発光効率を達成している。すなわち、領域Ｒ２の厚さが増加するのに伴い、発光効率は高くなる。また、サンプル（２）及び（３）は、ほぼ等しい発光効率を達成している。以上から、領域Ｒ２の厚さが５ｎｍ以上の場合には、領域Ｒ２の厚さの増加に伴う発光効率の向上はほぼ飽和していることが分かる。 Further, as apparent from the data relating to the samples (1) to (3) in FIG. 4, the sample (2) achieves better luminous efficiency than the sample (1), and the sample (3) Compared with 2), the light emission efficiency is more excellent. That is, the luminous efficiency increases as the thickness of the region R2 increases. Samples (2) and (3) achieve substantially the same luminous efficiency. From the above, it can be seen that when the thickness of the region R2 is 5 nm or more, the improvement in light emission efficiency accompanying the increase in the thickness of the region R2 is almost saturated.
また、サンプル（１）乃至（３）は、比較サンプルと比較して、耐久性が向上している。すなわち、領域Ｒ２を有することにより、長寿命化の効果があることが分かる。特に、領域Ｒ２の厚さが増大するにつれ、より優れた耐久性を示している。このように、本発明によれば、発光層に隣接する層から発光ポイントへの異分子拡散を抑制する領域Ｒ２を有することにより、上述の効果に加え、耐久性を向上させることが可能となる。なお、異分子とは、発光層を構成する分子以外の分子を指す。 Samples (1) to (3) have improved durability as compared with the comparative sample. That is, it can be seen that having the region R2 has an effect of extending the life. In particular, as the thickness of the region R2 increases, more excellent durability is shown. As described above, according to the present invention, it is possible to improve the durability in addition to the above-described effect by including the region R2 that suppresses the diffusion of different molecules from the layer adjacent to the light emitting layer to the light emitting point. In addition, a different molecule refers to molecules other than the molecule | numerator which comprises a light emitting layer.
ＡＣＴ…活性層、ＡＮ…陽極、Ｃ…キャパシタ、ＣＥ…対向電極、ＣＴ…陰極、ＤＥ…ドレイン電極、ＤＬ…映像信号線、ＤＰ…表示パネル、ＤＲ…駆動トランジスタ、ＥＩ…電子注入層、ＥＭＴ…発光層、ＥＴ…電子輸送層、Ｇ…ゲート、ＧＩ…ゲート絶縁膜、ＨＢ…正孔ブロッキング層、ＨＩ…正孔注入層、ＨＴ…正孔輸送層、ＩＩ…層間絶縁膜、ＮＤ１…電源端子、ＮＤ１’…定電位端子、ＮＤ２…電源端子、ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子、ＰＥ…画素電極、ＰＩ…隔壁絶縁層、ＰＳ…パッシベーション膜、ＰＳＬ…電源線、ＰＸ…画素、Ｒ１…領域、Ｒ２…領域、ＳＣ…半導体層、ＳＥ…ソース電極、ＳＬ１…走査信号線、ＳＬ２…走査信号線、ＳＵＢ…絶縁基板、ＳＷａ…スイッチングトランジスタ、ＳＷｂ…スイッチングトランジスタ、ＳＷｃ…スイッチングトランジスタ、ＵＣ…アンダーコート層、ＸＤＲ…映像信号線ドライバ、ＹＤＲ…走査信号線ドライバ。 ACT ... active layer, AN ... anode, C ... capacitor, CE ... counter electrode, CT ... cathode, DE ... drain electrode, DL ... video signal line, DP ... display panel, DR ... drive transistor, EI ... electron injection layer, EMT Light emitting layer, ET ... Electron transport layer, G ... Gate, GI ... Gate insulating film, HB ... Hole blocking layer, HI ... Hole injection layer, HT ... Hole transport layer, II ... Interlayer insulating film, ND1 ... Power supply Terminal, ND1 '... constant potential terminal, ND2 ... power supply terminal, OLED ... organic EL element, PE ... pixel electrode, PI ... partition insulating layer, PS ... passivation film, PSL ... power supply line, PX ... pixel, R1 ... region, R2 ... Area, SC ... Semiconductor layer, SE ... Source electrode, SL1 ... Scanning signal line, SL2 ... Scanning signal line, SUB ... Insulating substrate, SWa ... Switching transistor, SWb ... Switching transistor , SWc ... switching transistor, UC ... undercoat layer, XDR ... video signal line driver, YDR ... scanning signal line driver.
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