JP2004311420A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 陽極2上に、ホール注入層3、ホール輸送層4、青色光発光層5、オレンジ光発光層6、電子輸送層7、電子注入層8および陰極9が順に形成される。青色光発光層5は、補助ドーパントおよび青色光を発する発光ドーパントがドープされたホスト材料から構成される。補助ドーパントには、ホール輸送層4に用いた材料が用いられる。オレンジ光発光層6は、オレンジ光を発する発光ドーパントがドープされたホスト材料から構成される。
【選択図】 図1
Description
|H6−H5|<0.4eV …(6)
|H5−H4|<0.4eV …(7)
この場合、陽極から長波長発光層に供給されるホールが長波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと電子とが短波長発光層において再結合しやすくなる。
この場合、陽極から短波長発光層に供給されるホールが短波長発光層を通過しやすくなる。それにより、供給されたホールと電子とが長波長発光層において再結合しやすくなる。
図1は、本発明の一実施の形態に係る有機EL素子を示す模式的な断面図である。
図3は、第2の実施の形態に係る有機EL素子を示す模式的な断面図である。
実施例1では、構造Aの有機EL素子を作製した。まず、ガラス基板1上に、陽極2を80nmスパッタにより形成した。陽極2を形成したガラス基板1を中性洗剤および純水で洗浄した後、100℃で10時間以上ベークした。その後、UV/03洗浄を行い、1×10-4Pa以下まで減圧した真空蒸着装置の槽内にセットした。
実施例2では、実施例1において、化合物AにTBPをドープするとともに補助ドーパントとしてNPBをドープした。TBPおよびNPBは、青色光発光層5に対して体積率がそれぞれ2%および10%になるようにドープした。その他は実施例1と同じ方法で有機EL素子を作製した。その結果を表1に示す。
実施例3では、実施例2において、化合物AにTBPおよびNPBをドープする代わりに、TBPおよびルブレンをドープした。TBPおよびルブレンは、青色光発光層5に対して体積率がそれぞれ2%および10%になるようにドープした。その他は実施例2と同じ方法で有機EL素子を作製した。その結果を表1に示す。
実施例4では、構造Bの有機EL素子を製作した。実施例1において、ホール輸送層4の形成後に、CBPをホスト材料とし、Ir(phq)を発光ドーパントとし、NPBを補助ドーパントとしてオレンジ光発光層6aを形成した。Ir(phq)およびNPBは、オレンジ光発光層6aに対して体積率がそれぞれ6.5%および10%になるようにドープした。
(実施例5)
実施例5では、実施例4において、Ir(phq)およびNPBをCBPにドープする代わりに、Ir(phq)およびルブレンをCBPにドープした。Ir(phq)およびルブレンは、オレンジ光発光層6aに対して体積率がそれぞれ6.5%および10%になるようにドープした。その他は実施例4と同じ方法で有機EL素子を作製した。
実施例6では、実施例4において、Ir(phq)およびNPBをCBPにドープする代わりに、Ir(phq)およびIr(ppy)をCBPにドープした。Ir(phq)およびIr(ppy)は、オレンジ光発光層6aに対して体積率がそれぞれ6.5%および2%になるようにドープした。その他は実施例4と同じ方法で有機EL素子を作製した。
比較例1では、実施例1において、CBPにIr(phq)をドープする代わりにAlqをホストとして下記式(D5)で表される分子構造を有する(2−(1,1−ジメチルエチル)−6−(2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1,1,7,7−テトラメチル−lII,5II−ベンゾ〔ij〕キノリジン−9−イル)エテニル)−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル((2-(1,1-Dimethylethyl)-6-(2-(2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-lII,5II-benzo〔ij〕quinolizin-9-yl)ethenyl)-4H-pyran-4-ylidene)propanedinitrile:以下、DCJTBと称する)をドープした。DCJTBは、オレンジ光発光層6に対して体積率が1.0%になるようにドープした。その他は実施例1と同じ方法で有機EL素子を作製した。
比較例2では、実施例4において、NPBをホスト材料にドープしなかった。その他は実施例4と同じ方法で有機EL素子を作製した。その結果を表1に示す。
実施例1〜6および比較例1,2で作製した有機EL素子の発光特性を測定した。表1に実施例1〜6および比較例1,2で作製した有機EL素子の構造、各層の材料および発光特性の測定結果を示す。
実施例7では、実施例2において、青色光発光層5に対してNPBの体積率を0%〜50%まで変化させた。その他は実施例2と同じ方法で有機EL素子を作製した。
実施例7で作製した有機EL素子の各発光特性を測定した。図6は、NPBドープ濃度とオレンジ発光層6の発光ピーク強度および発光色(CIEのx値)との関係の測定結果を示す図である。図6の縦軸は青色光発光層5の発光ピーク強度を100とした場合のオレンジ光発光層6の発光ピーク強度の比およびCIEのx値である。横軸は青色光発光層5にドープしたNPBの濃度である。
実施例8では、実施例4において、オレンジ光発光層6aに対してNPBの体積率を0%〜50%まで変化させた。その他は実施例4と同じ方法で有機EL素子を作製した。
実施例8で作製した有機EL素子の各特性を測定した。図7は、NPBドープ濃度と青色光発光層5aの発光ピーク強度および発光色(CIEのx値)との関係の測定結果を示す図である。
実施例9では、実施例4において、オレンジ光発光層6aにNPBからなる補助ドーパントをドープせずに青色光発光層5aに補助ドーパントとしてCBPをドープした。CBPは、青色光発光層5aに対して体積率が10%となるようにドープした。その他は実施例4と同じ方法で有機EL素子を作製した。
実施例10では、実施例4において、青色光発光層5aに補助ドーパントとしてCBPをドープした。CBPは、青色光発光層5aに対して体積率が10%になるようにドープした。その他は実施例4と同じ方法で有機EL素子を作製した。
比較例3では、実施例9において、青色光発光層5aに補助ドーパントとしてCBPをドープする代わりに青色光発光層5aに補助ドーパントとしてNBPをドープした。NBPは、青色光発光層5aに対して体積率が10%となるようにドープした。その他は実施例9と同じ方法で有機EL素子を作製した。
実施例11では、実施例1において、青色光発光層5に補助ドーパントしてCBPをドープし、オレンジ光発光層6に発光ドーパントとしてIr(Naphq)をドープしかつ補助ドーパントとしてIr(phq)をドープした。CBPは、青色光発光層5に対して体積率が10%となるようにドープした。Ir(Naphq)およびIr(phq)は、オレンジ色光発光層6に対して体積率がそれぞれ1%および9%となるようにドープした。その他は実施例1を同じ方法で有機EL素子を作製した。
比較例4では、実施例11において、青色光発光層5に補助ドーパントをドープしなかった。その他は実施例11と同じ方法で有機EL素子を作製した。
実施例9〜11および比較例3,4で作製した有機EL素子の発光特性を測定した。表2に実施例9〜11および比較例3,4で作製した有機EL素子の構造、各層の材料および発光特性の測定結果を示す。
実施例12では、構造Aの有機EL素子を作製した。青色光発光層5のホスト材料としてCBPを用い、発光ドーパントとして燐光発光材料であるFIrpicを用いた。FIrpicは、青色光発光層5に対して体積率が6.5%になるようにドープした。
実施例12では、構造Bの有機EL素子を作製した。青色光発光層5aのホスト材料としてCBPを用い、発光ドーパントとして燐光発光材料であるFIrpicを用いた。FIrpicは、青色光発光層5に対して体積率が6.5%になるようにドープした。
実施例13,14で作製した有機EL素子の発光特性を測定した。表3に実施例13,14で作製した有機EL素子の構造、各層の材料および発光特性の測定結果を示す。
2 陽極
3 ホール注入層
4 ホール輸送層
5,5a 青色光発光層
6,6a オレンジ光発光層
7 電子輸送層
8 電子注入層
9 陰極
10 有機薄膜層
Claims (24)
- 第1の電極と第2の電極との間に発光層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光層は、異なる2種以上の発光材料を含み、前記異なる2種以上の発光材料のうち少なくとも1種は燐光発光材料であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記発光層は、短波長発光層と長波長発光層とを含み、前記短波長発光層が発する光のピーク波長のうち少なくとも1つは430nm〜520nmの範囲にあり、前記長波長発光層が発する光のピーク波長のうち少なくとも1つは520nm〜630nmの範囲にあることを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記長波長発光層は、第1のホスト材料と第1の燐光発光材料とを含むことを特徴とする請求項2記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1の電極は陽極であり、前記第2の電極は陰極であり、
前記陽極と前記陰極との間に前記長波長発光層および前記短波長発光層が順に形成され、
前記長波長発光層は、ホール輸送能力を有する第1の補助ドーパントをさらに含むことを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記第1の燐光発光材料および前記第1の補助ドーパントの合計の体積率は、前記長波長発光層に対して3〜40%であることを特徴とする請求項8記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1のホスト材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルH6、前記第1の燐光発光材料の最高被占有分子軌道のレベルH4および前記第1の補助ドーパントの最高被占有分子軌道のレベルH5は、
H4<H5<H6 …(5)
|H6−H5|<0.4eV …(6)
|H5−H4|<0.4eV …(7)
上式(5)〜(7)で表される関係を満足することを特徴とする請求項8または9記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記第1の補助ドーパントは、アミン系材料、アントラセン誘導体またはイリジウム錯体からなることを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記長波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度と前記短波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度との比が100対20〜100であることを特徴とする請求項3〜11のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1の電極は陽極であり、前記第2の電極は陰極であり、
前記陽極と前記陰極との間に前記長波長発光層および前記短波長発光層が順に形成され、
前記短波長発光層は第2のホスト材料と補助ドーパントとをさらに含み、
前記補助ドーパントは前記第1のホスト材料と同じ材料からなることを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記短波長発光層は第2の燐光発光材料を含むことを特徴とする請求項13記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記短波長発光層は、第2のホスト材料と第2の燐光発光材料とを含むことを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1の電極は陽極であり、前記第2の電極は陰極であり、
前記陽極と前記陰極との間に前記短波長発光層および前記長波長発光層が順に形成され、
前記短波長発光層は、ホール輸送能力を有する第2の補助ドーパントをさらに含むことを特徴とする請求項15〜17のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記第2の燐光発光材料と前記第2の補助ドーパントとの合計の体積率は、前記短波長発光層に対して3〜40%であることを特徴とする請求項18記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第2のホスト材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルH3、前記第2の燐光発光材料の最高被占有分子軌道のエネルギーレベルH1および前記第2の補助ドーパントの最高被占有分子軌道のエネルギーレベルH2は、
H1<H2<H3 …(9)
上式(9)で表される関係を満足することを特徴とする請求項18または19記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記第2の補助ドーパントは、アミン系材料、アントラセン誘導体またはイリジウム錯体からなることを特徴とする請求項18〜20のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記短波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度と前記長波長発光層が発する光の極大発光ピーク強度との比が100対20〜100であることを特徴とする請求項15〜21のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記第1の電極は陽極であり、前記第2の電極は陰極であり、
前記陽極と前記陰極との間に前記短波長発光層および前記長波長発光層が順に形成され、
前記長波長発光層は第1のホスト材料をさらに含み、
前記短波長発光層は第2のホスト材料と補助ドーパントとをさらに含み、
前記補助ドーパントは前記第1のホスト材料と同じ材料からなることを特徴とする請求項15〜17のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記長波長発光層は、第1のホスト材料と第1の燐光発光材料とを含み、
前記短波長発光層は、第2のホスト材料と第2の燐光発光材料と補助ドーパントとを含み、
前記補助ドーパントは前記第1のホスト材料と同じ材料からなることを特徴とする請求項2記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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