JP6503363B2 - 有機発光素子 - Google Patents
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Description
アノード、前記アノードに対向して備えられたカソード、および前記アノードと前記カソードとの間に備えられた発光層を含む有機発光素子であって、
前記有機発光素子は、前記カソードと前記発光層との間に、前記カソードから前記発光層方向に順に備えられた第1層、第2層および第3層をさらに含み、
前記第1層はn型有機物または金属酸化物を含み、
前記第2層はバリアー物質を含み、
前記第3層はn型ドーパントを含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
アノード、前記アノードに対向して備えられたカソード、および前記アノードと前記カソードとの間に備えられ、発光層を含む2個以上の発光ユニットを含む積層型有機発光素子であって、
前記発光ユニットの間に、前記カソードから前記アノード方向に順に備えられた第1層、第2層および第3層をさらに含み、
前記第1層はn型有機物または金属酸化物を含み、
前記第2層はバリアー物質を含み、
前記第3層はn型ドーパントを含むことを特徴とする積層型有機発光素子を提供する。
R1〜R6は各々独立して水素、ハロゲン原子、ニトリル(−CN)、ニトロ(−NO2)、スルホニル(−SO2R)、スルホキシド(−SOR)、スルホンアミド(−SO2NR)、スルホネート(−SO3R)、トリフルオロメチル(−CF3)、エステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C1−C12のアルコキシ、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C1−C12のアルキル、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C2−C12のアルケニル、置換もしくは非置換の芳香族もしくは非芳香族の複素環、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のモノ−またはジ−アリールアミン、または置換もしくは非置換のアラルキルアミンであり、前記RおよびR’は各々置換もしくは非置換のC1−C60のアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の5−7員複素環であってもよい。
Ar1、Ar2およびAr3は各々独立して水素または炭化水素基である。この時、Ar1、Ar2およびAr3のうち少なくとも1つは芳香族ハイドロカーボン(aromatic hydrocarbon)置換体を含んでもよく、各置換体は同一であってもよく、それぞれ異なる置換体で構成されてもよい。Ar1、Ar2およびAr3のうち芳香族ハイドロカーボンでないものは水素;直鎖、分枝鎖または環状の脂肪族炭化水素;N、O、SまたはSeを含む複素環基であってもよい。
基板上にITOをスパッタリング方法によって1,000Å厚さの透明陽極を形成し、その上にHATを熱真空蒸着して厚さ500Åのn型有機物を形成し、その上に下記化学式のNPBを真空蒸着して厚さ400Åの正孔輸送層を形成してNP接合を形成した。そして、下記化学式のCBPに下記化学式のIr(ppy)3を10重量%でドープし、ドープされた有機層で厚さ300Åの発光層を構成した。そして、その上に下記化学式の正孔遮断層材料であるBAlqを50Å厚さで形成した。その上に下記化学式の電子輸送材料を150Å厚さで形成し、その上に下記化学式の電子輸送材料にCaを10重量%ドープし、ドープされた電子輸送層である第3層を厚さ50Åで形成した。次に、第2層としてCuPc材料を用いて厚さ30Åの層を形成した。次に、第2層上に前述した方法によってHAT(第1層)/NPB/CBP+Ir(ppy)3/BAlq/ETL/Ca+ETL単位素子構造をさらに形成した。前記ドープされたCa電子輸送層上にカソードとしてアルミニウムを1,000Å厚さで形成し、積層型有機発光素子を製作した。
第2層の厚さを15Åにしたことを除いては、実施例1と同様に実施して積層型有機発光素子を製作した。
第3層のCaのドープ濃度を7重量%にしたことを除いては、実施例1と同様に実施して積層型有機発光素子を製作した。
第3層のCaのドープ濃度を5重量%にしたことを除いては、実施例1と同様に実施して積層型有機発光素子を製作した。
第3層のCaのドープ濃度を3重量%にしたことを除いては、実施例1と同様に実施して積層型有機発光素子を製作した。
第3層のCaのドープ濃度を2重量%にしたことを除いては、実施例1と同様に実施して積層型有機発光素子を製作した。
第2層を形成しないことを除いては、実施例1と同様に実施して積層型有機発光素子を製作した。
第2層を形成しないことを除いては、実施例3と同様に実施して積層型有機発光素子を製作した。
前記で製作された有機発光素子の信頼性を確認するために、駆動条件60℃、20mA/cm2において、0hrの初期電圧と200hr後の電圧差を測定して下記の表1および図14に示す。
Claims (19)
- アノード、前記アノードに対向して備えられたカソード、および前記アノードと前記カソードとの間に備えられた発光層を含む有機発光素子であって、
前記有機発光素子は、前記カソードと前記発光層との間に、前記カソードから前記発光層方向に順に備えられた第1層、第2層および第3層をさらに含み、
前記第1層はn型有機物または金属酸化物を含み、
前記第2層は、前記第3層からドープされたドーパントが拡散することを物理的に止めるバリアー物質であり、有機−金属錯体、およびp型有機物のうち1種以上を含み、前記有機−金属錯体は重金属および有機配位子の錯体を含み、前記有機配位子は、立体的構造が、ある1つの軸の長さが長い、細長い形態であり、
前記第3層はn型ドーパントを含み、
前記第1層は、フッ素−置換された3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物(PTCDA)、シアノ−置換されたPTCDA、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物(NTCDA)、フッ素−置換されたNTCDA、シアノ−置換されたNTCDAまたは下記化学式1の化合物、Al2O3、CuI、または5,6,11,12−テトラフェニルナフタセン(5,6,11,12−tetraphenylnaphthacene、rubrene)を含むことを特徴とする、有機発光素子:
[化学式1]
前記化学式1において、
R1〜R6は各々水素、ハロゲン原子、ニトリル(−CN)、ニトロ(−NO2)、スルホニル(−SO2R)、スルホキシド(−SOR)、スルホンアミド(−SO2NR)、スルホネート(−SO3R)、トリフルオロメチル(−CF3)、エステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C1−C12のアルコキシ、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C1−C12のアルキル、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C2−C12のアルケニル、置換もしくは非置換の芳香族もしくは非芳香族の複素環、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のモノ−またはジ−アリールアミン、または置換もしくは非置換のアラルキルアミンであり、前記RおよびR’は各々置換もしくは非置換のC1−C60のアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の5−7員複素環であり、
前記R1〜R6のうち、いずれかには少なくともエステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C11−C12のアルコキシ、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C11−C12のアルキル、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C2−C12のアルケニル、置換もしくは非置換の芳香族もしくは非芳香族の複素環、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のモノ−またはジ−アリールアミン、または置換もしくは非置換のアラルキルアミンであり、前記RおよびR’は各々置換もしくは非置換のC1−C60のアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の5−7員複素環が選択される。 - 前記第1層は非ドープの層であることを特徴とする、請求項1に記載の有機発光素子。
- 前記第3層のn型ドーパントのドープ濃度は30重量%以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の有機発光素子。
- 前記第3層のn型ドーパントのドープ濃度は10重量%以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の有機発光素子。
- 前記第3層と前記発光層との間に追加の電子輸送層をさらに含むことを特徴とする、請求項1から4のうちいずれか一項に記載の有機発光素子。
- アノード、前記アノードに対向して備えられたカソード、および前記アノードと前記カソードとの間に備えられ、発光層を含む2個以上の発光ユニットを含む積層型有機発光素子であって、
前記発光ユニットの間に、前記カソードから前記アノード方向に順に備えられた第1層、第2層および第3層をさらに含み、
前記第1層はn型有機物または金属酸化物を含み、
前記第2層は、前記第3層からドープされたドーパントが拡散することを物理的に止めるバリアー物質であり、有機−金属錯体、およびp型有機物のうち1種以上を含み、前記有機−金属錯体は重金属および有機配位子の錯体を含み、前記有機配位子は、立体的構造が、ある1つの軸の長さが長い、細長い形態であり、
前記第3層はn型ドーパントを含み、
前記第1層は、フッ素−置換された3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物(PTCDA)、シアノ−置換されたPTCDA、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物(NTCDA)、フッ素−置換されたNTCDA、シアノ−置換されたNTCDAまたは下記化学式1の化合物、Al2O3、CuI、または5,6,11,12−テトラフェニルナフタセン(5,6,11,12−tetraphenylnaphthacene、rubrene)を含むことを特徴とする、有機発光素子:
[化学式1]
前記化学式1において、
R1〜R6は各々水素、ハロゲン原子、ニトリル(−CN)、ニトロ(−NO2)、スルホニル(−SO2R)、スルホキシド(−SOR)、スルホンアミド(−SO2NR)、スルホネート(−SO3R)、トリフルオロメチル(−CF3)、エステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C1−C12のアルコキシ、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C1−C12のアルキル、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C2−C12のアルケニル、置換もしくは非置換の芳香族もしくは非芳香族の複素環、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のモノ−またはジ−アリールアミン、または置換もしくは非置換のアラルキルアミンであり、前記RおよびR’は各々置換もしくは非置換のC1−C60のアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の5−7員複素環であり、
前記R1〜R6のうち、いずれかには少なくともエステル(−COOR)、アミド(−CONHRまたは−CONRR’)、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C11−C12のアルコキシ、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C11−C12のアルキル、置換もしくは非置換の直鎖もしくは分枝鎖C2−C12のアルケニル、置換もしくは非置換の芳香族もしくは非芳香族の複素環、置換もしくは非置換のアリール、置換もしくは非置換のモノ−またはジ−アリールアミン、または置換もしくは非置換のアラルキルアミンであり、前記RおよびR’は各々置換もしくは非置換のC1−C60のアルキル、置換もしくは非置換のアリールまたは置換もしくは非置換の5−7員複素環が選択される。 - 前記第1層は非ドープの層であることを特徴とする、請求項6に記載の積層型有機発光素子。
- 前記第3層のn型ドーパントのドープ濃度は30重量%以下であることを特徴とする、請求項6または7に記載の積層型有機発光素子。
- 前記第3層のn型ドーパントのドープ濃度は10重量%以下であることを特徴とする、請求項6または7に記載の積層型有機発光素子。
- 前記第3層と、前記第3層と接する発光ユニットの発光層との間に追加の電子輸送層をさらに含むことを特徴とする、請求項6から9のうちいずれか一項に記載の積層型有機発光素子。
- 前記アノードに接する発光ユニットを除いた残りの発光ユニットのうち少なくとも1つは、前記第1層に接するp型有機物層をさらに含むことを特徴とする、請求項6から10のうちいずれか一項に記載の積層型有機発光素子。
- 前記第1層のLUMOエネルギー準位と前記p型有機物層のHOMOエネルギー準位の差は2eV以下であることを特徴とする、請求項6から11のうちいずれか一項に記載の積層型有機発光素子。
- 前記アノードに接する発光ユニットは、前記アノードに接する有機物層として前記第1層と同一な材料の層をさらに含むことを特徴とする、請求項6から12のうちいずれか一項に記載の積層型有機発光素子。
- 前記カソードに接する発光ユニットは、前記カソードと前記発光層との間に、前記カソードから前記発光層方向に順に備えられた第1層、第2層および第3層を含むことを特徴とする、請求項6から13のうちいずれか一項に記載の積層型有機発光素子。
- 前記カソードまたは前記アノードの有機物層が備えられた面の反対面に備えられた基板がさらに備えられ、前記カソードまたは前記アノードと前記基板との間に備えられた光抽出層をさらに含むことを特徴とする、請求項1から14のうちいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 前記カソードまたは前記アノードの有機物層が備えられた面の反対面に備えられた基板がさらに備えられ、前記基板のアノードまたはカソードが備えられた面の反対面に備えられた光抽出層をさらに含むことを特徴とする、請求項1から14のうちのいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 前記有機発光素子はフレキシブル有機発光素子であることを特徴とする、請求項1から14のうちのいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 請求項1から14のうちのいずれか一項に記載の有機発光素子を含むディスプレイ。
- 請求項1から14のうちのいずれか一項に記載の有機発光素子を含む照明。
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