JP2005158676A - フールカラー有機電界発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】発光物質として燐光物質を用いる燐光発光素子において，新しい層と工程の追加なしに，寿命特性と効率が向上したフールカラー有機電界発光素子を提供する。
【解決手段】基板１０と，基板上に形成されている第１電極１２と，第１電極上に形成されており，赤色画素領域，緑色画素領域および青色画素領域の各画素領域別にパターニングされて，それぞれ赤色発光層１００，緑色発光層２００および青色発光層３００’を形成し，赤色発光層および緑色発光層は燐光発光物質で形成されて，青色発光層は蛍光発光物質で形成される有機発光層，有機発光層上部に共通層として形成される正孔抑制層２０および正孔抑制層上部に形成されている第２電極２４を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は，フールカラー（ｆｕｌｌ ｃｏｌｏｒ）有機電界発光素子に係り，さらに詳細には，寿命特性および効率を向上させたフールカラー有機電界発光素子に関する。

一般に有機電界発光素子は，陽極及び陰極，正孔注入層，正孔輸送層，発光層，電子輸送層，電子注入層などで構成される。有機電界発光素子は，用いる材料によって高分子と低分子に分けられる。低分子有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｅ）デバイスの場合には，真空蒸着によって各層を導入して発光素子を作ることができる。一方，高分子有機ＥＬデバイスの場合には，スピンコーティング工程を利用して発光素子を作ることができる。

低分子型有機電界発光素子は，正孔注入層，正孔輸送層，発光層，正孔抑制層，電子注入層等の機能を有する有機膜を蒸着工程により積層し，最後にカソード電極を蒸着して，発光素子を完成させる。

既存工程で，低分子を利用したフールカラー有機電解発光素子を製作する場合，共通層として正孔注入層と正孔輸送層を蒸着した後，シャドウマスクにより赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）をそれぞれ蒸着してパターニングする。そして，再び共通層として正孔抑制層と電子注入層を順に蒸着してカソードを蒸着する。

低分子有機ＥＬデバイスの場合には，真空蒸着によって各層を導入して蛍光発光素子または燐光発光素子を作ることができるが，フールカラー素子を作る場合，シャドウマスクを利用して各層を蒸着するため，量産に不利な点がある。これについての特許としては，例えば特許文献１〜３がある。

一方，高分子を利用したフールカラー有機電界発光素子を製作する場合，それぞれ赤色，緑色，青色の高分子をパターニングしなければならないが，インクジェット技術またはレーザー転写法を利用すると，効率と寿命など発光特性が悪くなる問題点がある。

前記熱転写法を適用するためには，少なくとも光源，転写フィルム，および基板を必要とする。光源から出た光が，転写フィルムの光吸収層によって吸収されて，熱エネルギーに変換される。前記熱エネルギーによって，転写フィルムの転写層形成物質が，基板に転写されて所望するイメージを形成しなければならない。これについての特許としては，例えば特許文献４〜７がある。

このような熱転写法は，発光物質のパターンを形成するために利用される場合がある。これについての特許としては，例えば特許文献８がある。

フールカラー有機電界発光素子において，高度のパターン化された有機層を形成する方法に係り，前記方法では，転写可能なコーティング物質でコーティングされた有機電解発光物質をドナー支持体に用いる。前記ドナー支持体は，加熱して基板のリセス表面部に転写される。前記リセス表面部は，有機電界発光物質が目的とする下部ピクセルにある色化された有機電界発光媒介体を形成する。前記転写は，ドナーフィルムに熱または光が加えられて，発光物質が蒸気化（ｖａｐｏｒｉｚｅ）されてピクセルに転写される。これについての特許としては，例えば特許文献９がある。

したがって，フールカラー有機電界発光素子を製造するためには，赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）別に微細パターン化をしなければならないので，いかなる発光層形成工程を施行しても工程上制約を受けるようになる。

図１は，従来技術によるフールカラー有機電界発光素子の構造を示す断面図である。図１に示すように，まず基板１０上にアノード電極１２を蒸着してパターニングする。前記アノード電極１２は画素領域を定義する。その後，絶縁膜１４で画素領域を定義して，有機膜で正孔注入層１６及び／または正孔輸送層１８を真空蒸着などの方法で基板全面にかけて塗布する。このような正孔注入層１６及び／または正孔輸送層１８は共通層として赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）全領域にかけて塗布される。塗布された正孔注入層１６及び／または正孔輸送層１８上部に真空蒸着，スピンコーティングまたはレーザー熱転写法を用いて赤色発光層（Ｒ１００），緑色発光層（Ｇ２００），青色発光層（Ｂ３００）を形成する。真空蒸着法を利用する場合には，シャドウマスクを用いて赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）をパターン化する。一方，レーザー熱転写法を用いる場合には，ドナーフィルム自体に赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）がパターニングされているので，特別にシャドウマスクを用いる必要はない。

次に，基板全面にかけて，共通層として正孔抑制層２０および／または電子輸送層２２を塗布して，最後に上部電極としてカソード電極２４を積層する。

このように，従来技術において，画素領域で赤色発光層（Ｒ１００），緑色発光層（Ｇ２００），青色発光層（Ｂ３００）を形成する時，少なくとも３回の蒸着または転写工程が必要になって，工程が複雑になるという問題点がある。

また，前記画素領域で赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）を形成する発光物質として燐光発光物質を用いる場合，すなわち，発光材料（ホスト）としては蛍光発光物質を用いて，ドーパントとして燐光物質を用いる場合，正孔の移動が電子移動より速くなって，発光層上部に正孔の移動を防止する正孔抑制層を必要とする。

一方，発光層として蛍光発光物質を赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）画素に用いる場合，正孔抑制層は必要ないが，発光効率が低いという問題点がある。

米国特許第６，３１０，３６０号明細書 米国特許第６，３０３，２３８号明細書 米国特許第６，０９７，１４７号明細書 米国特許第５，２２０，３４８号明細書 米国特許第５，２５６，５０６号明細書 米国特許第５，２７８，０２３号明細書 米国特許第５，３０８，７３７号明細書 米国特許第５，９９８，０８５号明細書 米国特許第５，９３７，２７２号明細書

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とすることころは，発光物質として燐光物質を用いる燐光発光素子をフールカラー有機電解発光素子に用いる場合において，従来技術によるフールカラー有機電解発光素子に新しい層と工程の追加をすることなく，寿命特性と効率が向上したフールカラー有機電界発光素子を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，基板と，；前記基板上に形成されている第１電極と，；前記第１電極上に形成されており，赤色，緑色および青色画素領域別にパターニングされて，それぞれ赤色発光層，緑色発光層及び青色発光層を形成して，前記赤色および緑色発光層は燐光発光物質で形成されて，前記青色発光層は蛍光発光物質で形成される有機発光層と，；前記有機発光層上部に共通層として形成される正孔抑制層と，；前記正孔抑制層上部に形成されている第２電極と；を含むことを特徴とする，フールカラー有機電界発光素子が提供される。かかる構成により，各発光層の特性に合うように正孔抑制層を共通層として導入して，製造工程でマスク数の低減による費用節減効果を得ることができる。

また上記正孔抑制層は，ＨＯＭＯ値が５．５〜６．９ｅＶの有機物質であることが好ましく，より好ましくは，ＨＯＭＯ値が５．７〜６．７ｅＶの有機物質である。前記有機物質は，２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ），アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェニルフェノラート（Ａｌｕｍｉｎｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ；ＢＡｌｑ），ＣＦ−Ｘ：Ｃ６０Ｆ４２およびＣＦ−Ｙ：Ｃ６０Ｆ４２で構成された群から選択される１種の物質であることが好ましい。また，正孔抑制層は，２０〜１５０Åであることが好ましく，より好ましくは，４０〜１５０Åである。

また，上記赤色燐光発光物質は，ＣＢＰ（４，４’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｙｌ−１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）からなる発光材料（ホスト）にドーパントとしてＰｔＯＥＰ（２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン白金（ＩＩ）），Ｒ７，Ｉｒ（ｐｉｑ）３（Ｔｒｉｓ[１−ｐｈｅｎｙｌｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ−Ｃ^２，Ｎ]ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）ＣＢＰからなる発光材料（ホスト）にドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３（Ｔｒｉｓ[２−（２−ｏｐｈｙｒｉｄｉｎｙｌ）−Ｃ，Ｎ]ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ））をドーピングした燐光発光物質であることが好ましい。また，上記赤色燐光発光物質のドーパントの濃度は７〜１５％であって，上記緑色燐光発光物質のドーパントの濃度は５〜１０％であることが好ましく，上記青色蛍光発光物質は，低分子としてＤＰＶＢｉ，スピロ−ＤＰＶＢｉ，スピロ−６Ｐ，ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ），及びジスチリルアリレン（ＤＳＡ）で構成された群から選択される１種の物質，または高分子としてはＰＦＯ系高分子，またはＰＰＶ系高分子のうちいずれか一つであることが好ましい。

また，上記赤色燐光発光層，緑色燐光発光層および青色蛍光発光層の厚さは，５〜５０ｎｍであることが好ましい。例えば，赤色燐光発光物質，緑色燐光発光物質および青色蛍光発光物質は，真空蒸着，スピンコーティングおよびレーザー熱転写法で構成された群から選択される１種の方法で形成される。

本発明によれば，正孔抑制層を共通層として導入する場合，燐光発光層と蛍光発光層を混合した構造の発光層を用いながら，各発光層の特性に合うように正孔抑制層を導入して，製造工程でマスク数の低減による費用節減効果を得ることができる。また，輝度，発光効率及び色純度などが優秀なフールカラー有機電界発光素子を提供することができる。

以下，添付した図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図２は，本発明の第１実施例によるフールカラー有機電界発光素子の構造を示す断面図である。図２に示すように，まず，下部基板１０に下部電極１２を積層してパターニングする。前記下部電極は前面発光構造の場合には反射膜である金属膜を用いて，背面発光構造の場合には透明電極であるＩＴＯまたはＩＺＯなどを用いる。その後，画素領域を定義する絶縁膜（ＰＤＬ）１４を形成する。絶縁膜を形成した後，正孔注入層１６及び／または正孔輸送層１８を基板全面にかけて有機膜で積層する。

通常，上記正孔注入層として使われる有機膜には，ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン），ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−ｔｒｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ−ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅ），ＴＣＴＡ（４，４’，４”−ｔｒｉ（Ｎ−ｃａｒｂａｚｏｌｙｌ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｅ），ＴＤＡＰＢ（１，３，５−ｔｒｉｓ（Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ−（４−ｍｅｔｈｏｘｙｐｈｅｎｙｌ）−ａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）−ｂｅｚｅｎｅ）のような低分子とＰＡＮＩ（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ），ＰＥＤＯＴ（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｉｎｅ））のような高分子を用いる。一方，上記正孔輸送層として通常的に使われる有機膜には，アリルアミン系低分子，ヒドラゾン系低分子，スチルベン系低分子スターバスト系低分子としてＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ），ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）１，１‘−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４−ｄｉａｍｉｎｅ），ｓ−ＴＡＤ（ｓｉｒｏ−４，４’−ｂｉｓ（ｄｉｐｈｅｎｙｌａｉｎｏ）ｂｉｐｈｅｎｙｌ），ＭＴＡＤＡＴＡ（４，４’，４”−ｔｒｉ（Ｎ，３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌ−ａｍｉｎｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）等の低分子とカルバゾル系高分子，アリルアミン系高分子，ペリレン系及びピロール系高分子としてＰＶＫ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）のような高分子を用いる。

正孔注入層１６及び／または正孔輸送層１８を形成した後，画素領域のうち赤色発光層（Ｒ１００）領域には赤色燐光発光物質を，緑色発光層（Ｇ２００）領域には緑色燐光発光物質をパターン化して画素領域を形成する。一方，青色発光層（Ｂ３００′）には青色蛍光発光物質をパターン化して青色発光領域を形成する。

上記赤色燐光発光物質としては，ＣＢＰからなる発光材料（ホスト）にドーパントとしてＰｔＯＥＰ，Ｒ７（ＵＤＣ社製造），またはＩｒ（ｐｉｑ）３を，７〜１５％の濃度にドーピングした燐光発光物質を用いる。

上記緑色燐光発光物質としては，ＣＢＰからなる発光材料（ホスト）にドーパントとしてＩｒＰＰＹを，５〜１０％の濃度にドーピングした燐光発光物質を用いる。

上記青色蛍光発光物質としては，低分子としてＤＰＶＢｉ，スピロ−ＤＰＶＢｉ，スピロ−６Ｐ，ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ），ジスチリルアリレン（ＤＳＡ）のうちいずれか一つを用いて，高分子としてはＰＦＯ（ジオクチルフルオレンポリマー）系高分子またはＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）系高分子を用いる。

赤色（Ｒ），緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）は，真空蒸着法を用いる場合，シャドウマスクを用いて微細パターン化する。一方，スピンコーティングまたはレーザー熱転写法を用いる場合，シャドウマスクを用いてパターン化する必要がない。

赤色発光層１００，緑色発光層２００および青色発光層３００′の厚さは，５〜５０ｎｍ程度の範囲で発光効率及び駆動電圧の最適値を有するように調節して形成することができるが，上記の厚さ範囲に必ず限定される必要はない。

上記赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）を形成した後，共通層として正孔抑制層２０を発光層上部に形成する。

通常燐光発光素子は，例えば，緑色燐光発光素子の場合，電子輸送層２２のＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）値より発光層２００のＨＯＭＯ値がさらに大きいため，正孔が電子輸送層２２に伝えられる。電子と正孔は，発光層で結合して励起子を発生しなければならないが，このように，正孔が電子輸送層２２に伝えられることによって，色純度が悪くなる現象が発生する。

したがって，図３に示すように，蛍光発光物質を発光層として用いる蛍光発光素子の場合には，発光層を形成した後，すぐ電子輸送層２２を導入できるが，緑色燐光発光素子の場合，発光層２００のＨＯＭＯ値より大きいＨＯＭＯ値を有する正孔抑制層２０が必要になる。

本発明においては，前記正孔抑制層２０で発光層における励起子拡散を防止することができるＨＯＭＯ値が５．５〜６．９ｅＶである有機物質を用いることができる。望ましくは，５．７〜６．７ｅＶである有機物質を用いる。上記ＨＯＭＯ値は，燐光物質の場合，励起子の寿命（ｌｉｆｅｔｉｍｅ）および拡散距離（約１０ｎｍ程度）が長く，発光層に注入された電荷（Ｈｏｌｅ）を效果的に束縛するための必要条件である。

前記有機物質として，２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ），アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェニルフェノラート（Ａｌｕｍｉｎｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ；ＢＡｌｑ），ＣＦ−Ｘ：Ｃ６０Ｆ４２及びＣＦ−Ｙ：Ｃ６０Ｆ４２で構成された群から選択される１種の物質を用いる。

燐光発光層の場合，正孔抑制層の厚さが厚いほど発光効率などが有利であるが，青色蛍光発光層の場合には，正孔抑制層の厚さが厚いほど純青色発光の輝度および色純度に影響を及ぼす。したがって，本発明においては，赤色及び緑色画素には燐光発光物質を用い，青色発光物質には青色蛍光発光物質を用いるため，正孔抑制層を最適な厚さに積層する必要がある。

前記正孔抑制層２０の厚さは，２０Å以下ならば燐光発光層の発光効率が非常に低くて望ましくなく，１５０Å以上の場合には蛍光発光層の発光輝度（Ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）が急激に減少するので望ましくないので，２０〜１５０Åを用いることが望ましく，さらに望ましくは，燐光発光層の発光効率が最適化になる４０〜１５０Åを用いる。

次に，電子輸送層及び／または電子注入層を通常の方法で形成して，その上部に上部電極２４を塗布すれば，フールカラー有機電界発光素子が完成する。

以上のように，発光層に正孔抑制層を共通層として形成することにより，燐光発光層にだけ正孔抑制層を形成する場合より工程数が減少される。また，寿命特性および効率については，発光層に正孔抑制層を共通層として形成する場合，燐光発光層にだけ正孔抑制層を形成する場合とほとんど同等な水準のフールカラー有機電界発光素子を製造することができる。

以下，本発明の望ましい実験例を提示する。ただし，下記の実験例は，本発明をさらによく理解するために提示されるためであって，本発明が下記の実験例に限定されることはない。

（実験例１−３）
青色蛍光発光素子の製造方法について説明する。８０μｍの幅にパターニングされたＩＴＯ基板（第１電極）に超音波洗浄を経た後，１５分間ＵＶ／Ｏ^３処理をした。その後，低分子正孔注入層（ＩＤＥ ４０６，出光社製造，ＨＯＭＯ ５．１ｅＶ）を８×１０_−７ｍｂａｒ Ｐａ条件で６００Åの厚さに真空蒸着して成膜した。続いて，低分子正孔輸送層（ＩＤＥ ３２０，出光社製造，ＨＯＭＯ ５．４ｅＶ）を同一圧力条件で３００Å厚さに蒸着した。青色蛍光素子の発光層としてＩＤＥ １４０（出光社製造，ＨＯＭＯ ５．７ｅＶ，ＬＵＭＯ ２．７ｅＶ）をホストで２００Åの厚さに蒸着しながら，ドーパントとしてＩＤＥ １０５（出光社製造，ＨＯＭＯ ５．４ｅＶ，ＬＵＭＯ ２．６ｅＶ）を７重量％の濃度に共蒸着した。

正孔抑制層として，前記発光層上部にＵＤＣ社のアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート（ＢＡｌｑ）を，実験例１は５０Å，実験例２は１００Å，実験例３は１５０Åに蒸着した後，電子輸送層であるＡｌｑ３を２００Åの厚さに蒸着し，電子注入層及び第２電極としてＬｉＦ ２０Å，Ａｌカソード電極３，０００Åを蒸着してテストセルを完成した。

（実験例４−５）
前記実験例１−２において，正孔抑制層としてＢＡｌｑの代わりにコビオン社のＨＢＭ０１０（ＰＬｍａｘ：３９８／４２２ｎｍ）をそれぞれ５０，１００Å蒸着したことを除いては，実験例１−２と同一な方法でテストセルを完成した。

（実験例６−９）
赤色燐光発光素子の製造方法について説明する。８０μｍの幅にパターニングされたＩＴＯ基板（第１電極）に超音波洗浄を経た後，１５分間ＵＶ／Ｏ^３処理をした。その後，低分子正孔注入層（ＩＤＥ ４０６，出光社製造，ＨＯＭＯ ５．１ｅＶ）を８×１０_−７ｍｂａｒ Ｐａ条件で６００Åの厚さに真空蒸着して成膜した。続いて，低分子正孔輸送層（ＩＤＥ ３２０，出光社製造，ＨＯＭＯ ５．４ｅＶ）を同一圧力条件で３００Å厚さに蒸着した。赤色燐光素子の発光層として４，４′−Ｎ，Ｎ′−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ，ＵＤＣ社製造）を３００Åの厚さに真空蒸着しながら，ドーパントとしてＰｔＯＥＰ（ＵＤＣ社製造）を１０重量％に共蒸着した。

正孔抑制層として，前記発光層上部にＵＤＣ社のアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート（ＢＡｌｑ）を実験例６は２０Å，実験例７は５０Å，実験例８は１００Å，実験例９は１５０Åに蒸着した後，電子輸送層であるＡｌｑ３を２００Åの厚さに蒸着し，電子注入層及び第２電極としてＬｉＦ ２０Å，Ａｌカソード電極３，０００Åを蒸着してテストセルを完成した。

（比較例１）
前記実験例６で赤色燐光発光素子上部に正孔抑制層を形成しないことを除いては，実験例６と同一な構造のテストセルを構成した。

（実施例１０−１３）
緑色燐光発光素子の製造方法について説明する。８０μｍの幅にパターニングされたＩＴＯ基板（第１電極）に超音波洗浄を経た後，１５分間ＵＶ／Ｏ^３処理をした。その後，低分子正孔注入層（ＩＤＥ ４０６，出光社製造，ＨＯＭＯ ５．１ｅＶ）を８×１０_−７ｍｂａｒ Ｐａ条件で６００Åの厚さに真空蒸着して成膜した。続いて低分子正孔輸送層（ＩＤＥ ３２０，出光社製造，ＨＯＭＯ ５．４ｅＶ）を同一圧力条件で３００Å厚さに蒸着した。緑色燐光素子の発光層として，４，４′−Ｎ，Ｎ′−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ，ＵＤＣ社製造）を２５０Åの厚さに真空蒸着しながらドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３（ＵＤＣ社製造）を７重量％に共蒸着した。

正孔抑制層として，前記発光層上部にＵＤＣ社のアルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）４−フェニルフェノラート（ＢＡｌｑ）を実験例１０は２０Å，実験例１１は５０Å，実験例１２は１００Å，実験例１３は１５０Åに蒸着した後，電子輸送層であるＡｌｑ３を２００Åの厚さに蒸着し，電子注入層及び第２電極としてＬｉＦ ２０Å，Ａｌカソード電極３，０００Åを蒸着してテストセルを完成した。

（比較例２）
前記実験例１０において，緑色燐光発光素子上部に正孔抑制層を形成しないことを除いては，実験例１０と同一な構造のテストセルを構成した。

正孔抑制層の厚さによって，有機電界発光素子の特性にいかなる影響を及ぼすかを調べてみるために，実験例１−３，６−１３で製造されたテストセルと比較例１−２で製造されたテストセルを５Ｖで測定された輝度，効率などの素子特性を測定して表１に図示した。

表１で見られるように，まず，発光層として燐光発光物質を用いた実験例６−９（赤色燐光発光物質使用）と実験例１０−１３（緑色燐光発光物質使用）の場合，正孔抑制層が２０Å積層された時より５０Å，１００Å積層された場合，輝度及び発光効率が増加することがわかる。
しかし，１５０Å積層された場合には，発光効率に大きい差は見られないが，輝度において，１００Å積層された時よりほとんど３０％以上輝度が減少することがわかる。また，正孔抑制層を全く用いない比較例１（赤色燐光発光物質使用）及び２（緑色燐光発光物質使用）では，２０Å積層された時より輝度及び発光効率において相当な差で小さいことがわかる。

色座標の場合には，正孔抑制層の使用可否に関係なく色純度面で大きい差が見られなかった。

発光層として蛍光物質を用いた青色発光層の場合，実験例１−３において見られるように，正孔抑制層を積層しない場合には，輝度は非常に優秀であるが発光効率は正孔抑制層を積層した場合より落ちることが分かり，これとは反対に，正孔抑制層を厚く積層した場合（実験例３の１５０Å）には，輝度特性は正孔抑制層がない場合より悪いが，発光効率は実験例１より優秀なことが分かる。

正孔抑制層を１５０Å積層したとき，青色蛍光発光層の輝度（実験例３）は４６０．２ｃｄ／ｍ^２であり，赤色燐光発光層または緑色燐光発光層の輝度（実験例６−９，１０−１３）より優秀であったり，ほとんど同等な水準である。発光効率についても，正孔抑制層を積層しない青色蛍光発光層の発光効率（実験例１）は，緑色燐光発光層の発光効率（実験例１０−１３）よりは落ちるが，赤色燐光発光層の発光効率（実験例６−９）と比較すると，ほとんど差がないことが分かる。

フールカラー（ｆｕｌｌ ｃｏｌｏｒ）有機電界発光素子に適用可能である。

従来技術によるフールカラー有機電界発光素子の構造を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態による有機電界発光素子の構造を示す断面図である。 本発明の他の実施形態による有機電界発光素子の構造を示す断面図である。

符号の説明

１０：下部基板
１２：下部電極
１４：絶縁膜
１６：正孔注入層
１８：正孔輸入層
２０：正孔抑制層
２２：電子輸送層
２４：上部電極
１００：赤色発光層
２００：緑色発光層
３００：青色発光層
３００’：青色発光層

Claims (11)

1. 基板と；
   前記基板上に形成されている第１電極と；
   前記第１電極上に形成されており，赤色画素領域，緑色画素領域および青色画素領域の各画素領域別にパターニングされて，それぞれ赤色発光層，緑色発光層および青色発光層を形成して，前記赤色発光層および緑色発光層は燐光発光物質で形成されて，前記青色発光層は蛍光発光物質で形成される有機発光層と；
   前記有機発光層上部に共通層として形成される正孔抑制層と；
   前記正孔抑制層上部に形成される第２電極と；
   を含むことを特徴とするフールカラー有機電界発光素子。
2. 前記正孔抑制層は，ＨＯＭＯ値が５．５〜６．９ｅＶの有機物質であることを特徴とする，請求項１に記載のフールカラー有機電界発光素子。
3. 前記正孔抑制層は，ＨＯＭＯ値が５．７〜６．７ｅＶの有機物質であることを特徴とする，請求項２に記載のフールカラー有機電界発光素子。
4. 前記有機物質は，２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１，１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ），アルミニウム（ＩＩＩ）ビス（２−メチル−８−キノリナト）−４−フェニルフェノラート（Ａｌｕｍｉｎｕｍ（ＩＩＩ）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ；ＢＡｌｑ），ＣＦ−Ｘ：Ｃ６０Ｆ４２およびＣＦ−Ｙ：Ｃ６０Ｆ４２で構成された群から選択される１種の物質であることを特徴とする，請求項２に記載のフールカラー有機電界発光素子。
5. 前記正孔抑制層は，２０〜１５０Åであることを特徴とする，請求項１または２に記載のフールカラー有機電界発光素子。
6. 前記正孔抑制層は，４０〜１５０Åであることを特徴とする，請求項５に記載のフールカラー有機電界発光素子。
7. 前記赤色燐光発光物質は，ＣＢＰ（４，４’−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｙｌ−１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）からなる発光材料にドーパントとしてＰｔＯＥＰ（２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン白金（ＩＩ）），Ｒ７（登録商標），Ｉｒ（ｐｉｑ）３（Ｔｒｉｓ[１−ｐｈｅｎｙｌｉｓｏｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ−Ｃ^２，Ｎ]ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）））などをドーピングした燐光発光物質であって，前記緑色燐光発光物質は，ＣＢＰからなる発光材料にドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３（Ｔｒｉｓ[２−（２−ｏｐｈｙｒｉｄｉｎｙｌ−Ｃ，Ｎ]ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ））をドーピングした燐光発光物質であることを特徴とする，請求項１に記載のフールカラー有機電界発光素子。
8. 前記赤色燐光発光物質のドーパントの濃度は７〜１５％であって，前記緑色燐光発光物質のドーパントの濃度は５〜１０％であることを特徴とする，請求項７に記載のフールカラー有機電界発光素子。
9. 前記青色蛍光発光物質は，低分子としてＤＰＶＢｉ（ジスチリルビフェニル），スピロ−ＤＰＶＢｉ，スピロ−６Ｐ，ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ），及びジスチリルアリレン（ＤＳＡ）で構成された群から選択される１種の物質，または高分子としてはＰＦＯ系高分子，またはＰＰＶ系高分子のうちいずれか一つであることを特徴とする，請求項１に記載のフールカラー有機電界発光素子。
10. 前記赤色燐光発光層，緑色燐光発光層および青色蛍光発光層の厚さは，５〜５０ｎｍであることを特徴とする，請求項１に記載のフールカラー有機電界発光素子。
11. 前記赤色燐光発光物質，緑色燐光発光物質及び青色蛍光発光物質は，真空蒸着，スピンコーティングおよびレーザー熱転写法で構成された群から選択される１種の方法で形成されるものであることを特徴とする，請求項１に記載のフールカラー有機電界発光素子。

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