JP5817742B2 - 有機エレクトロルミネッセンス素子及び照明装置 - Google Patents
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Description
2.前記透明保護層がパターニングされており、かつ前記補助電極が透明保護層のパターニングされていない領域上に形成されていることを特徴とする前記1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
〔式中、n1は1以上の整数を表し、Y1はn1が1の場合は置換基を表し、n1が2以上の場合は単なる結合手又はn1価の連結基を表す。Ar1は下記一般式(A)で表される基を表し、n1が2以上の場合、複数のAr1は同一でも異なっていてもよい。但し、前記一般式(1)で表される化合物は分子内に3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環を少なくとも2つ有する。〕
7.前記一般式(1)で表される化合物が、下記一般式(2)で表される化合物であることを特徴とする前記6に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
8.前記一般式(2)で表される化合物が、下記一般式(3)で表される化合物であることを特徴とする前記7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
9.前記リン光発光性化合物が下記一般式(4)で表されることを特徴とする前記1〜8のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
10.前記一般式(4)で表される化合物が下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする前記9に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
11.前記M1がイリジウムを表すことを特徴とする前記9又は10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
まず、面発光体の一例である本発明の有機EL素子の実施形態を詳細に説明するが、以下に記載する内容は、本発明の実施態様の代表例であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に限定されない。
(ii)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/透明保護層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/透明保護層/陰極
(iv)陽極/透明保護層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(v)陽極/透明保護層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層/陰極
本発明の有機EL素子は透明保護層の後に形成する電極が透明導電性層であることを特徴とし、対向する電極はアプリケーションによって透明、不透明のどちらも選択することができる。本発明の有機EL素子はトップエミッション型又は両面エミッション型の構成を取ることが好ましい。
本発明に係る透明保護層とは、実質的に透明であり、かつ透明保護層の後工程での発光層へのプロセスダメージを抑制する層であることを特徴とする。本発明でいう実質的に透明とは可視光透過率が50%以上のことを指す。
本発明の有機EL素子は、透明導電性層上に抵抗を下げる目的で補助電極を設けることができる。補助電極を形成する材料としては、金、白金、銀、銅、アルミ等の抵抗が低い金属が好ましい。補助電極の形成方法としては、蒸着法、スパッタリング法、印刷法、インクジェット法、エアロゾルジェット法などが挙げられる。本発明に係る補助電極の線幅は透明導電性層の開口率の観点から50μm以下であることが好ましく、補助電極の厚さは導電性の観点から、1μ以上であることが好ましい。本発明に係る補助電極は透明保護層がパターニングされている場合は、透明保護層のパターニングされていない領域上に形成することが好ましい。本発明でいう、透明保護層のパターニングされていない領域とは透明保護層がない領域上のことを指す。
本発明に係る有機EL素子における透明導電性層としては、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性光透過性材料が好ましく用いられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で光透過性の導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。本発明に係る透明導電性層の形成方法としては生産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。本発明に係る透明導電性層は必要に応じて、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度を余り必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。本発明に係る透明導電性層のシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは50〜200nmの範囲で選ばれる。
本発明に係る発光層は発光材料としてリン光発光性化合物が含有されていることを特徴とする。
有機EL素子の発光層に含有されるホスト化合物としては、室温(25℃)における燐光発光の燐光量子収率が0.1未満の化合物が好ましい。更に好ましくは燐光量子収率が0.01未満である。また、発光層に含有される化合物の中で、その層中での体積比が50%以上であることが好ましい。
次に、発光材料について説明する。
本発明の有機EL素子に係るリン光発光性化合物としては、上記一般式(4)で表される化合物が好ましい。
本発明に係る一般式(4)で表される化合物の中でも、一般式(5)で表される化合物が好ましい。
各発光層間に非発光性の中間層(非ドープ領域等ともいう)を設ける場合について説明する。
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層のほかに必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層又は複数層設けることができる。
電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層又は複数層設けることができる。
本発明に係る一般式(1)で表される化合物について説明する。
一般式(1)において、Ar1は、前記一般式(A)で表される基を表す。
一般式(A)において、Y3で表される基としては、上記6員の芳香族環から導出される基であることが好ましく、更に好ましくは、ベンゼン環から導出される基である。
一般式(A)において、Y4で表される基としては、上記6員の芳香族環から導出される基であることが好ましく、更に好ましくは、窒素原子を環構成原子と含む芳香族複素環から導出される基であり、特に好ましくは、Y4がピリジン環から導出される基であることである。
一般式(A)で表される基の好ましい態様としては、下記一般式(A−1)、(A−2)、(A−3)又は(A−4)のいずれかで表される基が挙げられる。
本発明では、上記一般式(1)で表される化合物の中でも、上記一般式(2)で表される化合物が好ましい。以下、一般式(2)で表される化合物について説明する。
以下、一般式(2)で表される化合物について説明する。
窒素雰囲気下、3,6−ジブロモジベンゾフラン(1.0モル)、カルバゾール(2.0モル)、銅粉末(3.0モル)、炭酸カリウム(1.5モル)をDMAc(ジメチルアセトアミド)300ml中に混合し、130℃で24時間撹拌した。反応液を室温まで冷却後、トルエン1lを加え、蒸留水で3回洗浄し、有機層を減圧下に溶媒を留去し、残渣をシリカゲルフラッシュクロマトグラフィー(n−ヘプタン:トルエン=4:1〜3:1)にて精製し、中間体1を収率85%で得た。
室温、大気下で中間体1(0.5モル)をDMF100mlに溶解し、NBS(2.0モル)を加え、一晩室温で撹拌した。得られた沈殿を濾過し、メタノールで洗浄し、中間体2を収率92%で得た。
窒素雰囲気下、中間体2(0.25モル)、2−フェニルピリジン(1.0モル)、ルテニウム錯体[(η6−C6H6)RuCl2]2(0.05モル)、トリフェニルホスフィン(0.2モル)、炭酸カリウム(12モル)をNMP(N−メチル−2−ピロリドン)3l中で混合し、140℃で一晩撹拌した。
対向電極としては、前述の透明導電性を構成する材料を用いても良いし、金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いることもできる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。対向電極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。また、対向電極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm〜5μm、好ましくは50nm〜200nmの範囲で選ばれる。
本発明の有機EL素子は、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特にカラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
有機EL素子1−1〜1−26は発光面積が5cm×5cmとなるように作製した。
(陽極の形成)
透明な基板1の上に厚さ100nmとなる条件でITOをスパッタ法で成膜、パターニングして、ITO層から成る陽極を形成した。次いで、ITO層を設けた基板を、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
このITO層を設けた基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、タンタル製抵抗加熱ボートに下記のα−NPD、DPVBi、BAlq、Alq3及びフッ化カリウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。
次に、フッ化カリウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.01〜0.02nm/秒で膜厚1nmのフッ化カリウム層を設けた。更に、フッ化カリウム層まで成膜した素子を真空のまま第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、アルミニウムの入った前記加熱ボートに通電して、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で膜厚5nmのアルミニウム層を形成し、電子注入層を設けた。
次に、電子注入層まで成膜した素子をあらかじめITOターゲットを装着した市販の平行平板スパッタリング装置に移し、スパッタリング装置のチャンバー内を5×10−3Paまで減圧した後、窒素ガスと酸素ガスを流しながら、DC出力500Wで放電し、成膜速度10nm/秒で膜厚100nmのITO導電層の透明導電性層(陰極)を形成した。
最後に、上記で得られた素子をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用い、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化・封止して、両面エミッション型有機EL素子1−1を得た。
(陽極〜電子注入層の形成)
陽極〜電子注入層までは有機EL素子1−1と同様な方法で成膜した。
次に、電子注入層まで成膜した素子を真空のまま第1真空槽に戻し、第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、真空蒸着装置に酸素ガスを導入せずに、酸化カルシウムCaOの入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で膜厚20nmの透明保護層を設けた。なお、同様な方法で作製した素子を別途作製し、透明保護層をESCAで分析したところ、透明保護層を構成している酸化カルシウムは酸素欠陥状態(非化学量論組成)になっていた。
有機EL素子1−1と同様にして陰極を成膜した。
有機EL素子1−1と同様な方法で硬化・封止して、両面エミッション型有機EL素子1−2を得た。
透明保護層の膜厚を20nmから70nmに変更した以外は有機EL素子1−2と同様な方法で両面エミッション型有機EL素子1−3を得た。
透明保護層の材料を酸化カルシウムから酸化ランタンに変更した以外は有機EL素子1−2と同様な方法で両面エミッション型有機EL素子1−4を得た。
透明保護層の膜厚を20nmから70nmに変更した以外は有機EL素子1−4と同様な方法で両面エミッション型有機EL素子1−5を得た。
(陽極の形成)
有機EL素子1−1と同様な方法でITO層から成る陽極を形成した。
このITO層を設けた基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、タンタル製抵抗加熱ボートに前記α−NPD、H4、Ir−4、BAlq、Alq3及び酸化バナジウムをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。
次に、フッ化カリウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.01〜0.02nm/秒で膜厚1nmのフッ化カリウム層を設けた。更に、フッ化カリウム層まで成膜した素子を真空のまま第2真空槽に移し、第2真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、アルミニウムの入った前記加熱ボートに通電して、蒸着速度0.1〜0.1〜0.2nm/秒で膜厚5nmのアルミニウム層を形成し、電子注入層を設けた。
次に、電子注入層まで成膜した素子を真空のまま第1真空槽に戻し、第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、酸化バナジウムの入った前記加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で蒸着して膜厚20nmの透明保護層を設けた。
次に、透明保護層まで成膜した素子をあらかじめITOターゲットを装着した市販の平行平板スパッタリング装置に移し、スパッタリング装置のチャンバー内を5×10−3Paまで減圧した後、窒素ガスと酸素ガスを流しながら、DC出力500Wで放電し、成膜速度10nm/秒で膜厚100nmのITO導電層の透明導電性層(陰極)を形成した。
有機EL素子1−1と同様な方法で硬化・封止して、両面エミッション型有機EL素子1−6を得た。
(陽極〜電子注入層の形成)
陽極〜電子注入層までは有機EL素子1−6と同様な方法で成膜した。
次に、電子注入層まで成膜した素子を真空のまま第1真空槽に戻し、第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、酸化モリブデン(6価)の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で蒸着を行い膜厚20nmの透明保護層を設けた。
有機EL素子1−6と同様にして陰極を成膜した。
有機EL素子1−6と同様な方法で硬化・封止して、両面エミッション型有機EL素子1−7を得た。なお、同様な方法で作製した素子を別途作製し、透明保護層をESCAで分析し、透明保護層を構成している酸化モリブデン(6価)は酸素欠陥状態になっていることを確認した。
透明保護層の膜厚を表1に記載の値に変更した以外は有機EL素子1−7と同様な方法で、有機EL素子1−8〜1−12を作製した。
電子輸送層の化合物を表1に記載の化合物に変更した以外は有機EL素子1−9と同様な方法で、有機EL素子1−13〜1−15を作製した。
リン光発光性化合物を表1に記載の化合物に変更した以外は有機EL素子1−15と同様な方法で、有機EL素子1−16〜1−18を作製した。
透明保護層の材料を表1に記載の材料に変更した以外は有機EL素子1−18と同様な方法で、有機EL素子1−19〜1−20を作製した。なお、表1に記した酸化モリブデンは6価であり、酸化レニウムは6価であり、酸化ニッケルは2価である。
(陽極〜陰極の形成)
陽極〜陰極までは有機EL素子1−18と同様な方法で成膜した。
陰極上に、シャドーマスクを用いてスパッタ法で線幅50μm、厚み1μm、ピッチ1,000μmの間隔でライン状の銀パターンから成る補助電極を作製した。
有機EL素子1−18と同様な方法で硬化・封止して、両面エミッション型有機EL素子1−21を得た。
透明保護層の材料を表1に記載の材料に変更した以外は有機EL素子1−21と同様な方法で、有機EL素子1−22〜1−23を作製した。
(陽極〜電子注入層の形成)
陽極〜電子注入層までは有機EL素子1−18と同様な方法で成膜した。
次に、電子注入層まで成膜した素子を真空のまま第1真空槽に戻した後、電子注入層の上にステンレス鋼製のマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールで設置した。このとき使用したマスクは1,000μm間隔で幅50μmのライン状の穴が空いている。次に、第2真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、酸化モリブデン(6価)の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で上記マスク越しに成膜し、膜厚70nmの図2に模式図で示したようにパターニングされた透明保護層を設けた。上面図と側面から見た断面図で示した。
陰極上に、シャドーマスクを用いてスパッタ法で線幅50μm、厚み1μm、ピッチ1,000μmの間隔で図2のようなライン状の銀パターンから成る補助電極を透明保護層がパターニングされていない領域上に作製した。
有機EL素子1−18と同様な方法で硬化・封止して、両面エミッション型有機EL素子1−24を得た。
透明保護層の材料を表1に記載の材料に変更した以外は有機EL素子1−24と同様な方法で、有機EL素子1−25〜1−26を作製した。
上記作製した各有機EL素子について、下記の方法に従って電圧の測定を行った。
上記で作製した各有機EL素子に対し、陽極側と陰極側の両側の正面輝度の和が1000cd/m2となるときの電圧を各素子の電圧とした。なお、輝度の測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。得られた電圧の数値が小さいほど、好ましい結果であることを表す。
作製した有機EL素子に対し、2.5mA/cm2で定電流を印加したときの外部取り出し量子効率(%)を測定した。外部取り出し量子効率は以下の式により算出される。
なお、測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。有機EL素子1−1〜1−26の外部取り出し量子効率は、有機EL素子1−1(比較例)の測定値を1.0とした相対値で表した。外部取り出し量子効率の相対値を表1に記した。
有機EL素子2−1〜2−23は発光面積が5cm×5cmとなるように作製した。
(陰極の形成)
透明な基板1の上に厚さ100nmとなる条件でアルミニウムをスパッタ法で成膜、パターニングして、アルミニウム層から成る陽極を形成した。次いで、アルミニウム層を設けた基板を、イソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った。
このアルミニウム層を設けた基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化カリウム、Alq3、BAlq、DPVBi、α−NPDをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。
次に、正孔注入/正孔輸送層まで成膜した素子をあらかじめITOターゲットを装着した市販の平行平板スパッタリング装置に移し、スパッタリング装置のチャンバー内を5×10−3Paまで減圧した後、窒素ガスと酸素ガスを流しながら、DC出力500Wで放電し、成膜速度10nm/秒で膜厚100nmのITO導電層の透明導電性層(陽極)を形成した。
最後に、上記で得られた素子をガラスケースで覆い、厚み300μmのガラス基板を封止用基板として用い、周囲にシール材としてエポキシ系光硬化型接着剤(東亞合成社製ラックストラックLC0629B)を適用し、これを前記透明支持基板と密着させ、ガラス基板側からUV光を照射して、硬化・封止して、トップエミッション型有機EL素子2−1を得た。
(陰極〜正孔注入/正孔輸送層の形成)
陰極〜正孔注入/正孔輸送層までは有機EL素子2−1と同様な方法で成膜した。
次に、正孔注入/正孔輸送層まで成膜した素子を真空のまま第1真空槽に戻し、第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、酸化カルシウムの入った加熱ボートに通電して加熱し、酸素ガスを導入せずに、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で蒸着を行って膜厚20nmの透明保護層を設けた。
有機EL素子2−1と同様にして陰極を成膜した。
有機EL素子2−1と同様な方法で硬化・封止して、トップエミッション型有機EL素子2−2を得た。
透明保護層の膜厚を20nmから70nmに変更した以外は有機EL素子2−2と同様な方法でトップエミッション型有機EL素子2−3を得た。
透明保護層の材料を酸化カルシウムから酸化ランタンに変更した以外は有機EL素子2−2と同様な方法でトップエミッション型有機EL素子2−4を得た。
透明保護層の膜厚を20nmから70nmに変更した以外は有機EL素子2−4と同様な方法でトップエミッション型有機EL素子2−5を得た。
(陰極の形成)
有機EL素子2−1と同様な方法でアルミニウム層から成る陰極を形成した。
このアルミニウム層を設けた基板を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定し、タンタル製抵抗加熱ボートにフッ化カリウム、Alq3、BAlq、H4、Ir−4、α−NPDをそれぞれ入れ、真空蒸着装置の第1真空槽に取り付けた。
次に、正孔注入/正孔輸送層まで成膜した素子を真空のまま第1真空槽に戻し、第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、酸化バナジウムの入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で蒸着を行って膜厚20nmの透明保護層を設けた。
次に、透明保護層まで成膜した素子をあらかじめITOターゲットを装着した市販の平行平板スパッタリング装置に移し、スパッタリング装置のチャンバー内を5×10−3Paまで減圧した後、窒素ガスと酸素ガスを流しながら、DC出力500Wで放電し、成膜速度10nm/秒で膜厚100nmのITO導電層の透明導電性層(陽極)を形成した。
有機EL素子2−1と同様な方法で硬化・封止して、トップエミッション型有機EL素子2−6を得た。
(陰極〜正孔注入/正孔輸送層の形成)
陰極〜正孔注入/正孔輸送層までは有機EL素子2−6と同様な方法で成膜した。
次に、電子注入層まで成膜した素子を真空のまま第1真空槽に戻し、第1真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、酸化モリブデン(6価)の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で膜厚20nmの透明保護層を設けた。
有機EL素子2−6と同様にして陽極を成膜した。
有機EL素子2−6と同様な方法で硬化・封止して、トップエミッション型有機EL素子2−7を得た。なお、同様な方法で作製した素子を別途作製し、透明保護層をESCAで分析し、透明保護層を構成している酸化モリブデン(6価)は酸素欠陥状態になっていることを確認した。
透明保護層の膜厚を表2に記載の値に変更した以外は有機EL素子2−7と同様な方法で、有機EL素子2−8〜2−12を作製した。
リン光発光性化合物を表2に記載の化合物に変更した以外は有機EL素子2−9と同様な方法で、有機EL素子2−13〜2−15を作製した。
透明保護層の材料を表2に記載の材料に変更した以外は有機EL素子2−15と同様な方法で、有機EL素子2−16〜2−17を作製した。なお、表2に記した酸化モリブデンは6価であり、酸化レニウムは6価であり、酸化ニッケルは2価である。
(陽極〜陰極の形成)
陰極〜陽極までは有機EL素子2−15と同様な方法で成膜した。
陽極上に、シャドーマスクを用いてスパッタ法で線幅50μm、厚み1μm、ピッチ1,000μmの間隔でライン状の銀パターンから成る補助電極を作製した。
有機EL素子2−15と同様な方法で硬化・封止して、トップエミッション型有機EL素子2−18を得た。
透明保護層の材料を表2に記載の材料に変更した以外は有機EL素子2−15と同様な方法で、有機EL素子2−19〜2−20を作製した。
(陰極〜正孔注入/正孔輸送層の形成)
陰極〜正孔注入/正孔輸送層までは有機EL素子2−18と同様な方法で成膜した。
次に、正孔注入/正孔輸送層まで成膜した素子を真空のまま第1真空槽に戻した後、電子注入層の上にステンレス鋼製のマスクが配置されるように装置外部からリモートコントロールで設置した。このとき使用したマスクは1,000μm間隔で幅50μmのライン状の穴が空いている。次に、第2真空槽を4×10−4Paまで減圧した後、酸化モリブデン(6価)の入った加熱ボートに通電して加熱し、蒸着速度0.1〜0.2nm/秒で上記マスク越しに成膜し、膜厚70nmの図3のようにパターニングされた透明保護層を設けた。図3に、上面図及び側面から見た断面図を示した。
陰極上に、シャドーマスクを用いてスパッタ法で線幅50μm、厚み1μm、ピッチ1,000μmの間隔で図3のようなライン状の銀パターンから成る補助電極を透明保護層がパターニングされていない領域上に作製した。
有機EL素子2−15と同様な方法で硬化・封止して、トップエミッション型有機EL素子2−21を得た。
透明保護層の材料を表2に記載の材料に変更した以外は有機EL素子2−21と同様な方法で、有機EL素子2−22〜2−23を作製した。
上記作製した各有機EL素子について、下記の方法に従って電圧の測定を行った。
上記で作製した各有機EL素子に対し、陽極側の正面輝度が1000cd/m2となるときの電圧を各素子の電圧とした。なお、輝度の測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。得られた電圧の数値が小さいほど、好ましい結果であることを表す。
作製した有機EL素子に対し、2.5mA/cm2で定電流を印加したときの外部取り出し量子効率(%)を測定した。外部取り出し量子効率は以下の式により算出される。
なお、測定には分光放射輝度計CS−1000(コニカミノルタセンシング製)を用いた。有機EL素子2−1〜2−23の外部取り出し量子効率は、有機EL素子2−1(比較例)の測定値を1.0とした相対値で表した。外部取り出し量子効率の相対値を表2に記した。
2a 陽極
2b 陰極
3 正孔注入層
4 正孔輸送層
5 発光層
6 電子輸送層
7 電子注入層
8 透明保護層
9 透明導電性層
10 補助電極
Claims (13)
- 少なくとも発光層及び透明導電性層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、該発光層と該透明導電性層との間に透明保護層が配置されており、該発光層はリン光発光性化合物を含有し、かつ該透明保護層が金属酸化物を含有し、該金属酸化物がモリブデン酸化物(6価)、レニウム酸化物(6価)又はニッケル酸化物(2価)であり、該モリブデン酸化物(6価)、レニウム酸化物(6価)及びニッケル酸化物(2価)は酸素欠損状態であり、前記透明導電性層上に補助電極を有す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。
- 前記透明保護層がパターニングされており、かつ前記補助電極が透明保護層のパターニングされていない領域上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記透明保護層の膜厚が60nm以上、150nm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層と前記透明保護層との間に電子輸送層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層と前記透明保護層との間に正孔輸送層を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記電子輸送層が下記一般式(1)で表される化合物を含有す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ス素子。
一般式(1) (Ar1)n1−Y1
〔式中、n1は1以上の整数を表し、Y1はn1が1の場合は置換基を表し、n1が2以上の場合は単なる結合手又はn1価の連結基を表す。Ar1は下記一般式(A)で表される基を表し、n1が2以上の場合、複数のAr1は同一でも異なっていてもよい。但し、前記一般式(1)で表される化合物は分子内に3環以上の環が縮合してなる縮合芳香族複素環を少なくとも2つ有する。〕
- 前記リン光発光性化合物が下記一般式(4)で表されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記一般式(4)で表される化合物が下記一般式(5)で表される化合物であることを特徴とする請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記M1がイリジウムを表すことを特徴とする請求項9又は10に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 両面エミッション型であることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたことを特徴とする照明装置。
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