JP2004079535A - 有機白色発光ブレンド材料及びこれを使用して製造したエレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

有機白色発光ブレンド材料及びこれを使用して製造したエレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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Abstract

【課題】　三成分以上をブレンドして白色発光材料を製造する際に、ブレンドするか、又はドーピングする各副成分（guest）間のエネルギ伝達を抑制させて、主成分を含む各成分間のエネルギ伝達を效果的に制御することで、安定した白色発光を示し、発光効率に優れる有機発光材料を提供すること。
【解決手段】　三以上の成分の有機発光材料から構成され、この中で最も高いバンドギャップを有する物質をホストとし、残りの各成分をドーパントとして、全重量を基準にホストに、ドーパントが０．１重量％以下の微量ドーピングされている有機白色発光材料である。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（electroluminescence、以下「ＥＬ」という）素子の発光層の材料に使用される白色発光用の有機材料及びこれらの材料から製造される発光層を含む有機ＥＬ素子に関する。本発明の有機／高分子白色ＥＬ素子は、スピンキャスティングにより溶媒から簡単に薄膜を形成することができ、電気を印加すると発光する。したがって、これらの材料を使用して製造された素子は、液晶ディスプレのバックライト、照明装置に使用され、及び赤、青及び緑の三原色のカラーフィルタを組み合せて製造することで、カラーフラットパネルディスプレに応用することができる。
　低分子量材料或いは高分子材料などの有機材料を使用した白色ＥＬ素子を得るために、色々な方法が使用されてきたが、主に２種類の方法に分類することができる。第１の方法は、キド等（非特許文献１）、ジ等（非特許文献２）、オグラ等（特許文献１）及びデシパンデ等（非特許文献３）によって試みられたように、赤、青及び緑色を発する多数の材料から構成された多層膜素子を製造する方法である。このような方法を使用する場合、多層薄膜の形成が難しいだけでなく、白色発光を得るまで各薄膜層の厚さを変化させる試行錯誤を繰り返さなければならない。更に、印加電圧によって発光色が大きく変化する致命的な短所がある。
　第２の方法は、グランストレム等（非特許文献４）、キド等（非特許文献５）、シ等（特許文献２）及びチェーン等（特許文献３）によって試みられたように、発光ホスト物質に有機発光色素をドーピングするか、又はブレンドすることである。この方法は、第１の方法よりも簡単であるが、この方法も一定の規則がなく、白色発光を得るためには試行錯誤を繰り返さなければならない。特に、ブレンドするか、又はドーピングする成分がそれらの間で混和性に優れる場合、高エネルギ成分から低エネルギ成分へのエネルギ伝達が発生するため、ブレンド又はドーピングレベルに依存して、ホスト材料のスペクトルが著しく変化するので、最終の発光スペクトルを予測することが難しくなる。特に、三つ以上の成分をブレンドして白色発光材料を製造するときは、成分間のエネルギ伝達を制御することがより困難である。成功した白色発光は、ブレンドされる成分間のエネルギ伝達をいかにして效果的に制御するかによって決まる。
T．Ogura、T．Yamashita、M．Yoshida、K．Emoto、S．Nakajima、US5283132 J．Shi、C．W．Tang、US5683823 S．-A．Chen、E．-C．Chang、K．-R．Chuang、US6127693 J．Kido、M．Kimura、K．Nagai、Science、267、p1332(1995) Z．Y．Xie、Y．Liu、J．S．Huang、Y．Wang、C．N．Li、S．Y．Liu、J．C．Chen、Synth．Met．106、p71(1999) R．S．Deshpande、V．Bulovic、S．R．Forrest、Appl．Phys．Lett．75、p888(1999) M．Granstrom、O．Inganas、Appl．Phys．Lett．68、p147.(1996) J．Kido、H．Shionoya、K．Nagai、Appl．Phys．Lett．67、2281(1995).
　本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、三つ以上の成分をブレンドして白色発光材料を製造するとき、ブレンドするか、又はドーピングする各副成分（guest）間のエネルギ伝達を抑制して、主成分（host）を含む各成分間のエネルギ伝達を效果的に制御することで、安定した白色発光を発し、その発光効率に優れる有機発光材料を提供することを目的とする。
　また、本発明の他の目的は、このような有機白色発光材料を使用して製造したＥＬ素子を提供することである。
　このような本発明の目的、特徴、態様及び利点は、最も高いバンドギャップエネルギーを有する一つの成分をホストとし、残りの成分をドーパントとし、ドーパントが全重量を基準にホストに０．１重量％以下の微量ドーピングされていることを特徴とする有機白色発光ブレンド材料によって達成される。
　本発明は、添付する図面を参照しながら、以下に述べる詳細な説明により、一層明確になるであろう。
　本発明は、三つ以上の成分の有機発光材料を混合して高効率の白色発光を発する有機発光ブレンド材料を提供し、この材料を使用するＥＬ素子を製造する。本発明のＥＬ素子は、透明基板上に半透明電極を有する基板と、種々の発光色素が０．１重量％以下の濃度で添加された二種以上のドーパントを含む、三つ以上の発光成分のブレンドにより形成された半透明電極上の有機白色発光層と、この白色発光層上に蒸着された金属電極と、を含む。本発明のＥＬ素子は、安定した白色発光を発し、発光効率が優れるため、フラットパネル及びプラスチックディスプレの開発に広く応用することができるという効果がある。
　以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図面を用いて説明する。
　本発明は、高いバンドギャップエネルギを有する一つのホスト発光材料と、２種以上の発光ドーパント（すなわち、３種以上の成分）を使用して、発光ドーパント間のエネルギ伝達を効果的に制御することにより、白色発光の新しい基準を提供する。
　本発明においては、種々のドーパントを含むブレンド材料において、各ドーパント間のエネルギ伝達を制御し、ホスト材料から各ドーパントのみにエネルギを伝達する。このために、本発明者らは、全重量を基準に０．１重量％以下の極微量のドーパントをホスト材料に導入する微量ドーピング法を開発した。この方法は、一定の基準なしに試行錯誤を繰り返して白色発光材料を製造する従来のブレンドやドーピング法に比べると、画期的な方法である。
　本発明の有機白色発光ブレンド材料は、ＥＬ素子の発光層の物質として使用することができる。しかも、これらの材料から製造された発光層を使用すると、青色から赤色まで広い範囲の発光スペクトルで光を発する高効率の白色発光素子を製造することができる。
　本発明において、白色発光ブレンド材料に使用し得る高分子ブレンドは、発光型共役系高分子として、ポリフルオレン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリキノリン、ポリピロール、ポリアセンチレン及びこれらの誘導体を、発光型非共役系高分子としてポリ（９−ビニルカルバゾール）及びその誘導体などを使用することができる。また、低分子量有機発光材料として、リガンド構造の金属キレート化合物、ルブレン、アントラセン、ペリレン、クマリン６、ナイルレッド、芳香族ジアミン、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス−（３−メチルフェニル）−１，１'−ビフェニル−４，４'−ジアミン）、ＴＡＺ（３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−（４−tert−ブチルフェニル）１，２，４−トリアゾール）、ＤＣＭ（ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン）及びこれらの誘導体を全て使用することができる。
　本発明の理論的な根拠は、「フェスタ（Forster）エネルギ伝達」である。このエネルギ伝達は、ドナーとアクセプタ間の距離がファン・デル・ワールス半径の和よりも数倍大きいときに発生する長距離励起エネルギ伝達を意味する。フェスタは、孤立されたドナーとアクセプタとの一対の間の双極子−双極子相互作用により発生するエネルギの伝達速度（κT）を実験的に得ることができるパラメータについて、次式を示した[T．Forster、Discuss．Faraday　Soc．7、p27(1959)]。
Figure 2004079535
　ここで、「κ2」は、転移双極子空間におけるドナーとアクセプタとの間の相対的方向を示す。「φd」は、アクセプタがない下でのドナーの量子効率を示す。「n」は、ドナーとアクセプタとの間に存在する媒体の屈折率を示す。「N」は、アボガドロの数であり、「R」は、ドナーとアクセプタとの中心間の距離である。「τd」は、アクセプタがない下でのドナーの固有平均発光時間を示す。「FD（ν）」は、ドナー発光の正規化されたスペクトルを示し、「εA（ν）」は、波長νの関数として表わされるアクセプタのモル当たりの吸光度（１mol-1cm-1）を示す。効率的なエネルギ伝達は、ドナーの発光スペクトルとアクセプタの吸光スペクトルとが互いに重なり合うときにのみに発生することができる（図１参照）。
　本発明は、二つ以上のドーパント間の距離（Ｒ）を大きくすることに重点をおいた。すなわち、ドーパント間の距離を長くすると、エネルギ伝達が各ドーパント間で発生することが難しくなり、ホストと各ドーパント間でのみエネルギ伝達が発生する。このような場合、所望の色はホストと各ドーパント間のエネルギ伝達のみを考慮して得ることができ、各ドーパントを一つのホスト材料に混ぜるときも、ドーパント間に発生するエネルギ伝達による影響を受けない。したがって、ホストと各ドーパント間のエネルギ伝達を通して得ることができる色成分の組合せにより、白色発光スペクトルを設計することができる。
　例えば、Ａ、Ｂ及びＣからなる三成分ブレンド系について説明する。Ａが最大のバンドギャップ材料であり、Ｂが２番目に大きく、Ｃが最小とすると、Ａ（高分子）はホスト（エネルギードナー）として使用され、Ｂ及びＣ（高分子又は低分子量材料）はドナーＡからエネルギ伝達を受ける。すなわち、Ｂ及びＣの吸光スペクトルは、Ａの発光スペクトルと重なり合う。Ｂの発光スペクトルとＣの吸光スペクトルは相互に重なり合うため、エネルギ伝達の多くの経路、例えば、Ａ→Ｂ→Ｃ、Ａ→Ｂ、Ａ→Ｃ、Ｂ→Ｃが存在し、ホストと各ドーパント間で起こるエネルギ伝達の制御が容易でない。したがって、従来の試行錯誤の方法では、白色発光ブレンドの組成を決定することが極めて難しくなる。なおかつ、三つの成分を超えて四つ以上の成分のブレンドから所望の発光スペクトルを得るためのエネルギ伝達の制御は、更に難しくなる。
　この三つの成分系の代表的な場合を図２に示す。図２は、ポリ（２，７−ビス（ｐ−スチリル）−９，９'−ジ−ｎ−ヘキシルフルオレンセバケート）（ＰＢＳＤＨＦＳ）（Y．C．Kim、T．-W．Lee、O　O．Park、C．Y．Kim、H．N．Cho、Advanced　Materials、13、p646(2001)を参照）、ポリ（９，９'−ジ−ｎ−ヘキシルフルオレンジビニレン−alt−１，４−フェニレンビニレン）（ＰＤＨＦＰＰＶ）（Y．C．Kim、T．-W．Lee、O　O．Park、C．Y．Kim、H．N．Cho、Advanced　Materials、13、p646(2001)を参照）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（p−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）の吸光及びフォトルミネッセンス（photoluminescence、以下「ＰＬ」という）スペクトルを示している。
　これらの材料のスペクトル上の吸光及びＰＬバンドから判断すると、ＰＢＳＤＨＦＳは物質Ａに相当し、ＰＤＨＦＰＰＶは物質Ｂに相当し、ＤＣＭは物質Ｃに相当することが分かる。図面において、「ａ」は、ＰＢＳＤＨＦＳの吸光スペクトル、「ｂ」はＰＤＨＦＰＰＶの吸光スペクトル、「ｃ」はＰＢＳＤＨＦＳのＰＬスペクトル、「ｄ」はＤＣＭの吸光スペクトル、「ｅ」はＰＤＨＦＰＰＶのＰＬスペクトル、「ｆ」はＤＣＭのＰＬスペクトルを夫々示す。
　すなわち、本発明の特徴は、Ｂ及びＣを０．１重量％以下の微量ドーピングして、ドーパントＢ及びＣの間のエネルギ伝達を效率的に遮断することにある。ドーパントＢ及びＣの含有量が極微量であるため、二つのドーパント間の距離（Ｒ）が大きくなり、これによりエネルギ伝達が各ドーパント間ではほとんど起こらない。したがって、各ドーパント成分は、ホストのみからエネルギ伝達を受けるようになる。したがって、上述の場合には、Ａ→Ｂ及びＡ→Ｃのエネルギ伝達のみを考慮すればよい。このような微量ドーピングによって、三つ以上の成分の高分子ブレンドにおけるエネルギ伝達のメカニズムを效果的に制御することが可能になる。
　ドーパント成分のドーピング含量は、使用する物質によって変化するが、好ましくは０．１重量％以下である。ドーパントに使用する物質によっては、０をわずかに越える極微量、又は１０-5重量％程度のドーピングによっても本発明の目的を達成することができる。
　上述の三つの材料を用いて、本発明をより具体的に説明する。図３は、ドーパントＢの濃度が増加するにつれて、Ａ及びＢの二成分ブレンドの発光スペクトルがエネルギ伝達によりどのように変化しているかを示している。Ａが液晶性発光物質で、Ｂも類似のフルオレン系物質であるので、Ｂが少量添加されたＡとＢとのブレンドも液晶性を有する。したがって、ランダムな双極子方向性を有する高分子ブレンドに比べて、ＡとＢのブレンドは、κ2の係数が大きいため、エネルギ伝達が效率的に発生することが分かる。図３に示したように、Ｂを０．０１４重量％程度の極めて低い濃度で添加したとき、Ａ及びＢの発光が、二成分ブレンドの全体スペクトルにほぼ同等に寄与していることを確認することができる。このようにして、Ａ及びＢが同等の発光強度を有する成分比を決定することができた。
　図４は、Ａ及びＣの二成分ブレンドにおいて、ドーパントＣの濃度の増加によるスペクトルの変化を示すが、やはりＣが０．０６重量％の極めて低い濃度でＡに添加されたとき、Ａの発光強さとＣの発光強さとがほぼ同等であることが分かった。
　したがって、ＡにＢ及びＣを夫々０．０１４重量％、０．０６重量％を添加したとき、図４の三成分ブレンドに示したように、Ａ、Ｂ及びＣが、相異する波長領域で、三成分ブレンドのＰＬスペクトルに対して発光強度がほぼ同等に寄与し、ブレンドは白色発光を示した。
　上記方法を使用して、四成分以上の高分子ブレンドに対しても同様に白色発光を得ることができる。第四の成分として、ピーク波長５００nmを有し、緑色光を発するアルミナキノン（Ａｌｑ３）を用いることができる。Ａｌｑ３の組成を変化させながら、Ａ／Ａｌｑ３の二成分ブレントのスペクトルの変化を分析すると、ブレンド中のＡｌｑ３の最適濃度は０．０４重量％であった。最終的に、上記で決定された量で混合されたＡ、Ｂ及びＣのブレンドにＡｌｑ３を０．０４重量％添加すると、やはり白色発光を得ることができた。
　このような方法により得られる白色発光ブレンド材料に添加される各ドーパントの濃度は、使用する各物質によって性質が相違するため、正確に一つの組成のみに特徴づけることはできないが、明確に表れる共通的な事実は、０．１重量％以下の極めて微小の濃度を有することである。この点は、高分子をホストにして白色発光を得ようと試みた他の発明においては見られなかった本発明の特徴の一つである。
　すなわち、本発明は、高分子をホストに使用した多成分のＥＬブレンド材料において、各ドーパント間のエネルギ伝達を效果的に遮断することにより、白色発光を得るために、簡単で便利な方法を提供する。このとき、エネルギ伝達を制御する方法として、微量ドーピング法を使用する。
　本発明はまた、上記の高分子ブレンド材料から形成された発光層を含む有機及び／又は高分子白色ＥＬ素子を提供する。図５に示したように、本発明による有機白色発光材料を含むＥＬ素子において、半透明電極２が形成されたガラス板などの透明基板１上に、本発明のブレンド溶液からスピンキャスティングされた発光層４が形成されている。発光層上には、金属電極６が形成されている。発光効率を増進させるため、半透明電極２と白色発光層４間に、正孔輸送層３を配置するか、又は白色発光層４とカソード金属電極６の間に電子輸送層５を更に含むこともできる。
　透明基板として、ガラス、石英又は透明なプラスチック材料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）板を使用し、半透明電極として、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）又はポリアニリンを使用することができる。カソード金属電極は、アルミニウム、マグネシウム、リチウム、カルシウム、銅、銀、金及びこれらの材料の合金からなる群から選択される。
　一方、正孔輸送層は、ポリ（９−ビニルカルバゾール）、又は４，４'−ジカルバゾールイル−１，１'−ビフェニル（ＣＢＰ）、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス−（３−メチルフェニル）−１，１'−ビフェニル−４，４'−ジアミン）又はＮＰＢ（４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル−１−）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル）を含む高分子誘導体、トリアリールアミン又はピラゾリンを含む低分子誘導体、又は正孔輸送部分を含む有機分子から構成されることが好ましい。電子輸送層は、ＴＰＢＩ（２，２'，２'−（１，３，５−フェニレン）−トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］）、ポリ（フェニルキノキサリン）、１，３，５−トリス［（６，７−ジメチル−３−フェニル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（Ｍｅ−ＴＰＱ）、ポリキノリン、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、{６−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ−１−メチル−３−フェニル−１Ｈ−ピラゾロ［３、４−ｂ］キノリン}（ＰＡＱ−ＮＥｔ２）又は電子輸送部分を含む有機分子から構成されることが好ましい。
　ＥＬ素子の発光効率は、外部の量子効率として表示されるが、これは、注入された電子に対して発光された光子（フォトン）の数をパーセントによって表示される。
　以下に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。
　三成分含有白色発光材料の製造及びＰＬスペクトルＩの確認
　液晶性フルオレン系発光物質であるＰＢＳＤＨＦＳをブレンドのホスト及びエネルギ伝達のドナーとして使用した。やはりフルオレン系発光物質であるＰＤＨＦＰＰＶ及び低分子発光物質であるＤＣＭをドーパントとして使用した。ホストのＰＢＳＤＨＦＳとドーパントのＰＤＨＦＰＰＶとから構成された二成分系ブレンドにおいてＰＤＨＦＰＰＶの濃度を変化させた結果、０．０１４重量％でＰＢＳＤＨＦＳとＰＤＨＦＰＰＶとのＰＬ強度がほぼ同一となった。また、ＤＣＭをドーパントに使用した場合は、０．０６重量％でやはりＰＢＳＤＨＦＳのＰＬ強度とＤＣＭのＰＬ強度が同一となった。最終的に、ＰＢＳＤＨＦＳに０．０１４重量％のＰＤＨＦＰＰＶ及び０．０６重量％のＤＣＭをドーピングしてフィルムを製造し、３７０nmの単色光で光励起させることにより、1932　CIE色座標（０．２９、０．３２）の白色発光を得ることができた。
三成分含有白色発光材料の製造及びＰＬスペクトルIIの確認
　液晶性フルオレン系発光物質であるＰＢＳＤＨＦＳをブレンドのホスト及びエネルギ伝達のドナーとして使用し、やはりフルオレン系発光物質であるポリ（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジビニレン−ｍ−フェニレンビニレン−stat−ｐ−フェニレンビニレン）（ＣＰＤＨＦＰＶ）及び低分子発光物質であるＤＣＭをドーパントとし使用した。ホストのＰＢＳＤＨＦＳとドーパントのＣＰＤＨＦＰＶとから構成された二成分系ブレンドにおいてＣＰＤＨＦＰＶの濃度を変化させた結果、０．０１５重量％でＰＢＳＤＨＦＳとＣＰＤＨＦＰＶとのＰＬ強度がほぼ同一となった。また、ＤＣＭをドーパントとして使用した場合も、０．０６重量％でやはりＰＢＳＤＨＦＳのＰＬ強度とＤＣＭのＰＬ強度がほぼ同一となった。最終的に、ＰＢＳＤＨＦＳに０．０１５重量％のＣＰＤＨＦＰＶ及び０．０６重量％のＤＣＭをドーピングしてフィルムを製造し、３７０nmの単色光で光励起させることにより、白色発光を得ることができた。
　三成分含有白色発光材料を使用したＥＬ素子の製造Ｉ
　ＰＢＳＤＨＦＳに０．０１４重量％のＰＤＨＦＰＰＶ及び０．０６重量％のＤＣＭをドーピングして高分子発光ブレンド材料を製造した。このとき、使用した溶媒は、クロロベンゼンであった。次いで、ＩＴＯ被覆ガラス基板上にこのブレンド材料を６５nmの厚さにスピンキャスティングした後、２×１０-5torrの高真空下でアルミニウム電極を蒸着してＥＬ素子を製造した。
〔比較例〕
　ＰＢＳＤＨＦＳ単一物質を発光層に使用したＥＬ素子の製造
　ＰＢＳＤＨＦＳを、クロロベンゼンを溶媒として使用して溶かし、ＩＴＯ被覆ガラス基板上に６５nmの厚さでスピンキャスティングした後、２×１０-5torrの高真空下でアルミニウム電極を蒸着してＥＬ素子を製造した。
　三成分含有白色発光材料を使用した素子のＥＬスペクトルの分析
　実施例３と同様の方法により製造されたＥＬ素子のＥＬスペクトルをISS　PC1フォトン計数蛍光分光計（photon　counting　spectrofluorometer）及び電流、印加電圧及びルミネッセンスを同時測定するKeithley　236ソースメジャメント装置（source-measurement　unit）を使用して測定した。図６に示したように、印加電圧１８Ｖから２３Ｖの間で白色発光を示した。1932　CIE色座標を計算した結果、図７に示したように、全ての発光色座標は白色発光領域に含まれることが確認された。
　三成分含有白色発光材料を使用して製造された素子のＥＬ特性の評価
　実施例３と同様の方法により製造されたＥＬ素子の電流−電圧−発光強度（Ｉ−Ｖ−Ｌ）特性を、オプティカルパワーメータ（Optical　powermeter）（Newport　1830−C）、フォトダイオード（Photo　diode）（Newport　818−UV）及びソースメジャメント装置（Keithley　236）を使用して測定することにより、量子効率を計算した。
　図８は、電流の関数として測定した各ＥＬ素子の外部の量子効率を示すグラフであり、（■）は比較例のＥＬ素子を示し、（●）は実施例３で製造されたＥＬ素子を示す。図８に示したように、この量子効率は０．０４７％　（ph／el）として、単層膜素子であることを考慮すると、比較的大きい値である。実施例３のＥＬ素子の発光効率は、比較例の方法により製造されたＰＢＳＤＨＦＳのみからなるＥＬ素子の発光効率に比べて、著しく増加していることが分かる。したがって、本発明は、量子効率までも向上し得る方法であることが確認された。
三成分含有白色発光材料を使用したＥＬ素子の製造II．
　発光性ブレンドのホストとしてＰＢＳＤＨＦＳを使用し、０．０５重量％のアルミナキノン（Ａｌｑ３）及び０．０６重量％のＤＣＭをドーピングし、このブレンドを１２０nmの厚さにスピンキャスティングし、その上にカルシウム電極を蒸着した後に銀電極を蒸着させることを除いては、実施例３と同様の方法によりＥＬ素子を製造した。
　四成分含有白色発光材料を使用したＥＬ素子の製造Ｉ
　発光性ブレンドのホストとしてポリ（９−ビニルカルバゾール）を使用し、ＣＰＤＨＦＰＶを０．０３重量％、アルミナキノン（Ａｌｑ３）を０．０５重量％及びＤＣＭを０．０６重量％ドーピングし、このブレンドを１２０nmの厚さにスピンキャスティングし、その上に電極としてマグネシウム層を蒸着させることを除いては、実施例３と同様の方法によりＥＬ素子を製造した。
　四成分含有白色発光材料を使用したＥＬ素子の製造II
　発光性ブレンドのホストとしてＰＢＳＤＨＦＳを使用し、ＰＤＨＦＰＰＶを０．０１４重量％、アルミナキノン（Ａｌｑ３）を０．０５重量％及びＤＣＭを０．０６重量％ドーピングし、このブレンドを１００nmの厚さにスピンキャスティングし、その上にＬｉＦを１nmの厚さに熱蒸着した後、アルミニウムを蒸着させることを除いては、実施例３と同様の方法によりＥＬ素子を製造した。
　四成分含有白色発光材料を使用したＥＬ素子の製造III
　発光性ブレンドのホストとしてＰＢＳＤＨＦＳを使用し、ＣＰＤＨＦＰＶを０．０２重量％、アルミナキノン（Ａｌｑ３）を０．０５重量％及びＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ［２−メトキシ−５−（２'−エトキシ−ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレンビニレン］）を０．０３重量％ドーピングし、このブレンドを１００nmの厚さにスピンキャスティングし、その上にＬｉＦを１nmの厚さに熱蒸着した後、アルミニウムを蒸着させることを除いては、実施例３と同様の方法によりＥＬ素子を製造した。
フェスタエネルギー伝達のために要求される吸光及びＰＬスペクトルの条件を示したグラフである。 ポリ（２，７−ビス（ｐ−スチリル）−９，９'−ジ−ｎ−ヘキシルヘキシルフルオレンセバケート）（ＰＢＳＤＨＦＳ）、ポリ（９，９'−ジ−ｎ−ヘキシルフルオレンジイルビニレン−alt−１，４−フェニレンビニレン）（ＰＤＨＦＰＰＶ）及び４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）の吸光及びＰＬスペクトルである。 ＰＤＨＦＰＰＶのドーピング濃度に係るＰＢＳＤＨＦＳ／ＰＤＨＦＰＰＶ２元系ブレンドのＰＬスペクトルである。 ＤＣＭのドーピング濃度に係るＰＢＳＤＨＦＳ／ＤＣＭ２元系ブレンドのＰＬスペクトルである。 本発明によるＥＬ素子を示した断面図である。 異なる印加電圧下で測定したＰＢＳＤＨＦＳ／ＰＤＨＦＰＰＶ（０．０１４重量％）／ＤＣＭ（０．０６重量％）３元系ブレンドにより製造された有機発光素子のＥＬスペクトルである。 異なる印加電圧下で測定したＰＢＳＤＨＦＳ／ＰＤＨＦＰＰＶ（０．０１４重量％）／ＤＣＭ（０．０６重量％）３元系ブレンドにより製造された有機発光素子の色座標である。 実施例３及び比較例において記載された方法によって製造された各素子の電流の関数としての量子効率を示したグラフである。
符号の説明
１：基板
２：半透明電極
３：正孔輸送層
４：高分子白色発光層
５：電子輸送層
６：金属電極

Claims (14)

  1. 　三つ以上の有機発光材料の成分を含む有機白色発光ブレンド材料であって、三つ以上の成分の中で、最も高いバンドギャップエネルギーを有する一つの成分をホストとし、残りの成分をドーパントとし、ドーパントが全重量を基準にホストに０．１重量％以下の微量ドーピングされていることを特徴とする有機白色発光ブレンド材料。
  2. 　ホスト材料の吸収ピーク波長で光励起を行うとき、各ドーパントのフォトルミネッセンス強度がホストのそれと類似するようにフェスタエネルギー伝達がホストから各ドーパントに生じ、各ドーパント間でフェスタエネルギー伝達による影響がない、請求項１記載の有機白色発光ブレンド材料。
  3. 　各有機発光材料の成分が、発光型共役系高分子、発光型非共役系高分子、有機低分子発光材料及びこれらの材料の共重合体からなる群から選択される、請求項１記載の有機白色発光ブレンド材料。
  4. 　発光型共役系高分子が、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレン）、ポリフルオレン、ポリキノリン、ポリアセンチレン及びポリピロール、並びにこれらの材料の誘導体からなる群から選択され、かつ、
    　発光型非共役系高分子が、ポリ（９−ビニルカルバゾール）及びその誘導体を含む、請求項３記載の有機白色発光ブレンド材料。
  5. 　低分子発光材料は、リガンド構造の金属キレート化合物、ルブレン、アントラセン、ペリレン、クマリン６、ナイルレッド、芳香族ジアミン、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス−（３−メチルフェニル）−１，１'−ビフェニル−４，４'−ジアミン）、ＴＡＺ（３−（４−ビフェニル）−４−フェニル−５−（４−tert−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール）、ＤＣＭ（ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン）及びこれらの材料の誘導体からなる群から選択される、請求項４記載の有機白色発光ブレンド材料。
  6. 　透明基板上に半透明電極を有する基板と、
    　半透明電極上に形成された発光層と、
    　発光層上に形成された金属電極と、を含み、
    　発光層が、三つ以上の有機発光材料の成分を含むブレンド材料から形成され、三つ以上の成分の中で、最も高いバンドギャップエネルギーを有する一つの成分をホストとし、残りの成分をドーパントとし、ドーパントが全重量を基準にホストに０．１重量％以下の微量ドーピングされていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
  7. 　透明基板が、ガラス、石英、及び透明なプラスチック材料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）板からなる群から選択される、請求項６記載のエレクトロルミネッセンス素子。
  8. 　半透明電極が、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）及びポリアニリンからなる群から選択される、請求項６記載のエレクトロルミネッセンス素子。
  9. 　金属電極が、アルミニウム、マグネシウム、リチウム、カルシウム、銅、銀、金及びこれらの材料の合金からなる群から選択される、請求項６記載のエレクトロルミネッセンス素子。
  10. 　透明基板上に半透明電極を有する基板と、
    　半透明電極上に形成された正孔輸送層と、
    　正孔輸送層上に形成された発光層と、
    　発光層上に形成された金属電極と、を含み、
    　発光層が、三つ以上の有機発光材料の成分を含むブレンド材料から形成され、三つ以上の成分の中で、最も高いバンドギャップエネルギーを有する一つの成分をホストとし、残りの成分をドーパントとし、ドーパントが全重量を基準にホストに０．１重量％以下の微量ドーピングされていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
  11. 　正孔輸送層が、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体を含む高分子、ＣＢＰ（４，４'−ジカルバゾールイル−１，１'−ビフェニル）、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス−（３−メチルフェニル）−１，１'−ビフェニル−４，４'−ジアミン）、ＮＰＢ（４，４'−ビス［Ｎ−（１−ナフチル−１−）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル）、トリアリールアミン、ピラゾリン及びこれらの誘導体を含む有機低分子材料、並びに正孔輸送部分を含む有機低分子及び高分子材料からなる群から選択される一つ以上から構成される、請求項１０記載のエレクトロルミネッセンス素子。
  12. 　透明基板上に半透明電極を有する基板と、
    　半透明電極上に形成された発光層と、
    　発光層上に形成された電子輸送層と、
    　電子輸送層上に形成された金属電極と、を含み、
    　発光層が、三つ以上の有機発光材料の成分を含むブレンド材料から形成され、三つ以上の成分の中で、最も高いバンドギャップエネルギーを有する一つの成分をホストとし、残りの成分をドーパントとし、ドーパントが全重量を基準にホストに０．１重量％以下の微量ドーピングされていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
  13. 　電子輸送層が、ＴＰＢＩ（２，２'，２'−（１，３，５−フェニレン）−トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］）、ポリ（フェニルキノキサリン）、１，３，５−トリス［（６，７−ジメチル−３−フェニル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（Ｍｅ−ＴＰＱ）、ポリキノリン、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（Ａｌｑ３）、{６−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ−１−メチル−３−フェニル−１Ｈ−ピラゾロ［３，４−ｂ］キノリン}（ＰＡＱ−ＮＥｔ２）及び電子輸送部分を含む有機低分子及び高分子材料からなる群から選択される一つ以上の材料から構成される、請求項１２記載のエレクトロルミネッセンス素子。
  14. 　透明基板上に半透明電極を有する基板と、
    　半透明電極上に形成された正孔輸送層と、
    　正孔輸送層上に形成された発光層と、
    　発光層上に形成された電子輸送層と、
    　電子輸送層上に形成された金属電極と、を含み、
    　発光層が、三つ以上の有機発光材料の成分を含むブレンド材料から形成され、三つ以上の成分の中で、最も高いバンドギャップエネルギーを有する材料をホストとし、残りの成分をドーパントとし、ドーパントが全重量を基準にホストに０．１重量％以下の微量ドーピングされていることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
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