JPWO2006008977A1 - 有機エレクトロルミネッセンス素子、画像表示素子および照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1) 陽極と陰極との間に発光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、前記発光層を3層以上有し、該3層以上の発光層に、発光ピークの異なる発光層が2種以上含まれ、かつ、発光ピークの同じ発光層が2層以上含まれ、少なくとも1種の発光層には燐光性化合物を含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。
(2) 発光ピークの異なる発光層が2種であり、発光ピークの同じ発光層が各々2層以上を有す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。
(3) 発光ピークの異なる発光層が3種であり、周期的に積層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。
(4) 発光ピークの異なる発光層が3種であり、ランダムに積層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。
(5) 異なる発光ピークを有する発光層の全てが、燐光性化合物を含有することを特徴とする前記(1)〜(4)の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(6) 発光ピークの異なる発光層の全てが、発光ドーパントとホスト化合物を含有し、全ての発光層が同じホスト化合物で構成されていることを特徴とする前記(1)〜(5)の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(7) ホスト化合物の励起3重項エネルギーは、前記燐光性化合物の励起3重項エネルギーよりも大きい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) 発光層と陰極の間で、かつ発光層に隣接する層に正孔阻止層を有することを特徴とする前記(1)〜(7)の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(9) 発光層と陽極の間で、かつ発光層に隣接する層に電子阻止層を有することを特徴とする前記(1)〜(8)の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(10) 有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光が白色であることを特徴とする前記(1)〜(9)の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
(11) 前記(1)〜(10)の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする画像表示素子。
(12) 前記(1)〜(10)の何れか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする照明装置。
発光層中の主成分であるホスト化合物に対する発光ドーパントとの混合比は好ましくは質量で0.1質量%〜30質量%未満の範囲である。
本発明に用いられる発光ホスト化合物としては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、または、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体(ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。)等が挙げられる。
正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層の機能を有し、電子を輸送する機能を有しつつ正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
一方、電子阻止層とは広い意味では正孔輸送層の機能を有し、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。また、後述する正孔輸送層の構成を必要に応じて電子阻止層として用いることが出来る。
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料を含み、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。正孔輸送層は単層もしく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、単層もしくは複数層を設けることができる。
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、上記のごとく陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
本発明の有機EL素子に係る陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)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好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性透明材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、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、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あま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。この陽極より発光を取り出す場合には、透過率を10%より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常10nm〜1000nm、好ましくは10nm〜200nmの範囲で選ばれる。
一方、本発明に係る陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、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られる。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。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム/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、リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。陰極は、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、陰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〜1000nm、好ましくは50nm〜200nmの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機EL素子の陽極または陰極のいずれか一方が、透明または半透明であれば発光輝度が向上し好都合である。
本発明の有機EL素子に係る基体としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明のものであれば特に制限はないが、好ましく用いられる基板としては例えばガラス、石英、光透過性樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基体は、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な樹脂フィルムである。
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層(3層以上)/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
本発明の表示装置について説明する。
本発明の照明装置について説明する。
〈有機EL素子1−1〜1−12の作製〉
(有機EL素子1−1の作製)
陽極として100mm×100mm×1.1mmのガラス基板上にITO(インジウムチンオキサイド)を100nm製膜した基板(NHテクノグラス社製NA45)にパターニングを行った後、このITO透明電極を設けた透明支持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。この透明支持基盤を市販の真空蒸着装置の基板ホルダーに固定した。
有機EL素子1−1と同様にして表1に示す各発光層を各層構成となるように積層し、有機EL素子1−2〜1−12を作製した。
作製した有機EL素子について、23℃、乾燥窒素ガス雰囲気下で2.5mA/cm2の一定電流を印加した時の外部取り出し量子効率(%)を測定した。尚、測定には分光放射輝度計CS−1000(ミノルタ製)を用いた。
色度のずれはCIE色度図において、100cd/m2輝度時の色度座標と5000cd/m2輝度時の色度座標のずれを表す。
実施例1で作製した有機EL素子1−8の非発光面をガラスケースで覆い、照明装置とした。照明装置は、発光効率が高く発光寿命の長い白色光を発する薄型の照明装置として使用することができた。図14は照明装置の概略斜視図であり、図15は照明装置の断面図である。図中、有機EL素子101は、ITO透明電極付きガラス基板107上に積層された有機EL層106及び陰極105が形成されている。照明装置100は、この有機EL素子101をガラスケース102で覆い、電源線(陽極)103と、電源線(陰極)104が接続されている。なおガラスケース102内には窒素ガス108が充填され、捕水剤109が設けられている。
Claims (12)
- 陽極と陰極との間に発光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、前記発光層を3層以上有し、該3層以上の発光層に、発光ピークの異なる発光層が2種以上含まれ、かつ、発光ピークの同じ発光層が2層以上含まれ、少なくとも1種の発光層には燐光性化合物を含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。
- 発光ピークの異なる発光層が2種であり、発光ピークの同じ発光層が各々2層以上を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 発光ピークの異なる発光層が3種であり、周期的に積層されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 発光ピークの異なる発光層が3種であり、ランダムに積層されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 異なる発光ピークを有する発光層の全てが、燐光性化合物を含有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 発光ピークの異なる発光層の全てが、発光ドーパントとホスト化合物を含有し、全ての発光層が同じホスト化合物で構成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- ホスト化合物の励起3重項エネルギーは、前記燐光性化合物の励起3重項エネルギーよりも大きいことを特徴とする請求の範囲第6項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 発光層と陰極の間で、かつ発光層に隣接する層に正孔阻止層を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 発光層と陽極の間で、かつ発光層に隣接する層に電子阻止層を有することを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光が白色であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする画像表示素子。
- 請求の範囲第1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたことを特徴とする照明装置。
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