JP2005203364A - 白色発光有機電界発光素子及びそれを備える有機電界発光表示装置 - Google Patents

白色発光有機電界発光素子及びそれを備える有機電界発光表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 白色発光有機電界発光素子及びそれを備える有機電界発光表示装置を提供する。
【解決手段】 前記有機電界発光素子は、第１電極、第２電極及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在され、蛍光発光層と燐光発光層とを備える発光層を含めて白色光を放出する。これによって、発光効率が改善された白色発光有機電界発光素子を得ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、有機電界発光素子に関し、特に、白色光を放出する有機電界発光素子に関する。
白色光を放出する有機電界発光素子は、薄型光源(paper-thin light source)、液晶表示装置のバックライトまたはカラーフィルターを採用したフルカラー表示装置に用いられることができる等、様々な用途を持っている素子である。
このような白色発光有機電界発光素子は、下記特許文献１に開示されたことがある。下記特許文献１によれば、有機電界発光素子は、第１電極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層及び第２電極を備える。前記発光層は、青色蛍光を放出する化合物でドーピングされ、前記発光層に接している前記正孔輸送層及び/または前記電子輸送層は、黄色蛍光を放出する化合物でドーピングされる。しかしながら、下記特許文献１によれば前記有機電界発光素子は、３ないし５ｃｄ/Ａ程度の高くない発光効率(luminance yield)特性を表す。
米国特許第６,６２７,３３３号
本発明が解決しようとする技術的課題は、前記従来技術の問題点を解決するためのもので、発光効率特性が改善された有機電界発光素子を提供することにある。
前記技術的課題を解決するために、本発明は、有機電界発光素子を提供する。前記有機電界発光素子は、第１電極、第２電極及び前記第１電極と前記第２電極との間に介在され、蛍光発光層と燐光発光層とを備える発光層を含めて白色光を放出する有機電界発光素子である。
前記技術的課題を解決するために、本発明は、有機電界発光表示装置を提供する。前記有機電界発光表示装置は、少なくとも一つは、透明電極である第１電極と第２電極、前記第１電極と前記第２電極との間に介在され、蛍光発光層と燐光発光層を備えて駆動の際、白色光を放出する発光層及び前記発光層から外部に取り出される光が通過する経路に位置するカラーフィルター層とを含む。
前記有機電界発光素子または前記有機電界発光表示装置において、前記蛍光発光層は、青色領域の光を放出する発光層であることが好ましい。この場合、前記蛍光発光層は、ジスチルアリレン(distyrylarylene；DSA)、ジスチルアリレン誘導体、ジスチルベンゼン(distyrylbenzene；DSB)、ジスチルベンゼン誘導体、DPVBi(4、4'-bis(2、2'-diphenyl vinyl)-1、1'-biphenyl)、DPVBi誘導体、スピロ-DPVBi、スピロ-6P(spiro-sexiphenyl)、TBSA((9、10-bis[(2''7''-t-butyl)-9'、9''-spirobifluorenyl)anthracene)、BFA-IT(2、5-bis{4-[bis-(9、9-dimethyl-2-fluorenyl)amino]phenyl}thiophene)及びTPBI(N-arylbenzimidazoles）からなる群から選択される一つの物質を含むことができる。これに加えて、前記蛍光発光層は、スチリルアミン(styrylamine)系、フェニレン(phenylene)系及びDSBP(distyrylbiphenyl)系からなる群から選択される一つのドーパント物質をさらに含むことが好ましい。
前記有機電界発光素子または前記有機電界発光表示装置において、前記燐光発光層は、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層である。この場合、前記燐光発光層は、ホスト物質としてアリルアミン系、カバゾル系及びスピロ系からなる群から選択される一つの物質を含むことができる。前記ホスト物質は、CBP(4、4-N、N dicarbazole-biphenyl)、CBP誘導体、mCP(N、N-dicarbazolyl-3、5-benzene)及びmCP誘導体からなる群から選択される一つの物質である。前記燐光発光層は、ドーパント物質としてIr、Pt、Tb、及びEuからなる群から選択される一つの中心金属を持つ燐光有機金属錯体を含むことができる。前記ドーパント物質は、PQIr、 PQIr(acac)、PQ2Ir(acac)、PIQIr(acac)、PtOEP、Btp2Ir(bis(2-(2'-benzo[4、5-a]thienyl)pyridinato-N、C2')irirdium(acetylacetonate))及びIr(piq)3(Tris[1-phenylisoquinolinato-C2、N]iridium(III)）からなる群から選択される一つの燐光有機金属錯体である。
最も好ましくは、前記蛍光発光層は、青色領域の光を放出する発光層であり、前記燐光発光層は、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層である。
前記有機電界発光素子または前記有機電界発光表示装置は、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層及び正孔阻止層からなる群から選択される一つ以上をさらに含むことができる。
前記有機電界発光素子または前記有機電界発光表示装置において、前記第１電極は、アノードであり、前記蛍光発光層は、前記第１電極上に位置し、前記燐光発光層は、前記蛍光発光層上に位置できる。この場合、前記有機電界発光素子は、前記燐光発光層上に位置する正孔阻止層をさらに含むことができる。この際、前記蛍光発光層は５０ないし２００Åの厚さを持つことが好ましくて、前記燐光発光層は、５０ないし３００Åの厚さを持つことが好ましい。
これとは違い、前記第１電極は、アノードであり、前記燐光発光層は、前記第１電極上に位置し、前記蛍光発光層は、前記燐光発光層上に位置できる。この際、前記燐光発光層は、５０ないし２００Åの厚さを持つことが好ましくて、前記蛍光発光層は、５０ないし３００Åの厚さを持つことが好ましい。
本発明によれば、蛍光発光層と燐光発光層とを組合わせた発光層を備えることによって、発光効率が改善された白色発光有機電界発光素子を得ることができる。
以下、本発明をより具体的に説明するために、本発明に係る好ましい実施例を添付の図面を参照して、より詳細に説明する。しかしながら、本発明は、ここで説明される実施例に限定されることなく、他の形態で具体化されることもできる。
図１は、本発明の第１実施例に係る有機電界発光素子及びその製造方法を説明するための断面図である。
図１を参照すれば、基板１００上に第１電極１１０を形成する。前記第１電極１１０は、透明電極または反射電極で形成できる。前記第１電極１１０が透明電極である場合、ITO(Indium Tin Oxide)またはIZO(Indium Zinc Oxide)を用いて形成し、前記第１電極１１０が反射電極である場合、Ag、Al、Ni、Pt、Pdまたはこれらの合金を用いて形成する。これによって、前記第１電極１１０をアノードで形成できる。
前記第１電極１１０上に電荷注入層として正孔注入層(hole injecting layer、HIL；120)と電荷輸送層として正孔輸送層(hole transport layer、HTL；130)を順次形成できる。前記正孔注入層１２０と前記正孔輸送層１３０の中、いずれかの一つを形成することを省略することもできる。前記正孔注入層１２０は、後続する工程で形成される発光層への正孔の注入を容易にする層として、CuPc、TNATA、TCTA、TDAPB、TDATAのような低分子材料またはPANI、PEDOTのような高分子材料を用いて形成できる。また、前記正孔輸送層１３０は、後続する工程で形成される発光層への正孔の輸送を容易にする層であって、α-NPB、TPD、s-TAD、MTADATAのような低分子材料、またはPVKのような高分子材料を用いて形成できる。
前記正孔輸送層１３０上に蛍光発光層１４０ａを形成する。前記蛍光発光層１４０ａは、青色領域の光を放出する発光層で形成することが好ましい。前記青色領域の光は、４４０ないし５００ｎｍ範囲の光である。この場合、前記蛍光発光層１４０ａは、ジスチルアリレン(distyrylarylene；DSA)、ジスチルアリレン誘導体、ジスチルベンゼン(distyrylbenzene；DSB)、ジスチルベンゼン誘導体、DPVBi(4、4'-bis(2、2'-diphenylvinyl)-1、1'-biphenyl)、DPVBi誘導体、スピロ-DPVBi、スピロ-6P(spiro-sexiphenyl)、TBSA((9、10-bis[(2''7''-t-butyl)-9'、9''-spirobifluorenyl]anthracene)、BFA-IT(2、5-bis{4-[bis-(9、9-dimethyl-2-fluorenyl)amino]phenyl}thiophene)及びTPBI(N-arylbenzimidazoles)からなる群から選択される一つの物質を含むように形成できる。ひいては、前記蛍光発光層１４０ａは、スチリルアミン(styrylamine)系、フェニレン(phenylene)系及びDSBP(distyrylbiphenyl)系からなる群から選択される一つのドーパント物質をさらに含むように形成できる。
前記蛍光発光層１４０ａ上に燐光発光層１４０ｂを形成する。前記燐光発光層１４０ｂは、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層で形成することが好ましい。前記オレンジ-赤色領域の光は、５６０ないし６２０ｎｍ範囲の光である。この場合、前記燐光発光層１４０ｂは、ホスト物質としてアリルアミン系、カバゾル系及びスピロ系からなる群から選択される一つの物質を含むことができる。好ましくは、前記ホスト物質は、CBP(4、4-N、N dicarbazole-biphenyl)、CBP誘導体、mCP(N、N-dicarbazolyl-3、5-benzene)及びmCP誘導体からなる群から選択される一つの物質である。これに加えて、前記燐光発光層１４０ｂは、ドーパント物質としてIr、Pt、Tb、及びEuからなる群から選択される一つの中心金属を持つ燐光有機金属錯体を含むことができる。前記ドーパント物質は、PQIr、PQIr(acac)、PQ2Ir(acac)、PIQIr(acac)、PtOEP、Btp2Ir(bis(2-(2'-benzo[4、5-a]thienyl)pyridinato-N、C2')irirdium(acetylacetonate))及びIr(piq)3(Tris[1-phenylisoquinolinato-C2、N]iridium(III))からなる群から選択される一つの燐光有機金属錯体である。
最も好ましくは、前記蛍光発光層１４０ａは、青色領域の光を放出する発光層で形成し、前記燐光発光層１４０ｂは、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層で形成する。これとは違い、前記蛍光発光層１４０ａをオレンジ-赤色領域の光を放出する発光層で形成し、前記燐光発光層１４０ｂを青色領域の光を放出する発光層で形成することも可能である。
前記蛍光発光層１４０ａと前記燐光発光層１４０ｂとは、発光層(emitting layer、EML；140)を形成する。これによって、有機電界発光素子の駆動過程において前記発光層１４０は、白色光を放出できる。
一方、前記アノードである第１電極１１０に隣接した前記蛍光発光層１４０ａは、５０ないし２００Åの厚さを持つことが好ましくて、前記燐光発光層１４０ｂは、５０ないし３００Åの厚さを持つことが好ましい。これによって有機電界発光素子の駆動過程において前記発光層１４０内に形成される発光領域の幅を広げることができる。
前記燐光発光層１４０ｂ上に正孔阻止層(hole blocking layer、HBL；150)を形成できる。前記正孔阻止層１５０は、有機電界発光素子の駆動過程において前記燐光発光層１４０ｂで生成されたエキシトンが拡散されるのを抑制する役割をする。このような正孔阻止層１５０は、Balq、BCP、CF-X、TAZまたはスピロ-TAZを用いて形成できる。
次に、前記正孔阻止層１５０上に電荷輸送層として電子輸送層(electron transport layer、ETL；160)と電荷注入層として電子注入層(electron injecting layer、HTL；170)を順次形成できる。前記電子輸送層１６０と前記電子注入層１７０の中、いずれかの一つを形成するのを省略することもできる。前記電子輸送層１６０は、前記発光層１４０への電子の輸送を容易にする層として、例えば、PBD、TAZ、spiro-PBDのような高分子材料、またはAlq3、BAlq、SAlqのような低分子材料を用いて形成できる。前記電子注入層１７０は、前記発光層１４０への電子の注入を容易にする層として、例えば、Alq3、LiF、ガリウム混合物(Gacomplex)、PBDを用いて形成できる。
次に、前記電子注入層１７０上に第２電極１８０を形成できる。前記第２電極１８０は、Mg、Ca、Al、Ag、Ba、またはこれらの合金を用いて形成するが、透明電極である場合は、光を透過できる程度で薄く形成し、反射電極である場合は、厚く形成する。これによって前記第２電極１８０は、カソードで形成できる。前記第１電極１１０と前記第２電極１８０の中、少なくとも一つは光を透過できる透明電極で形成する。
これとは違い、前記第１電極１１０は、カソードで形成し、前記第２電極１８０は、アノードで形成できる。この場合、有機電界発光素子は、前記基板１００上に前記第１電極１１０、前記電子注入層１７０、前記電子輸送層１６０、前記正孔阻止層１５０、前記燐光発光層１４０ｂ、前記蛍光発光層１４０ａ、前記正孔輸送層１３０、前記正孔注入層１２０及び前記第２電極１８０が順次積層された構造を持つように形成できる。
図２は、本発明の第２実施例に係る有機電界発光素子及びその製造方法を説明するための断面図である。本実施例に係る有機電界発光素子は、前記第１実施例に係る有機電界発光素子と異なる発光層構成を持つ。
図２を参照すれば、基板２００上に第１電極２１０を形成する。前記第１電極２１０は、透明電極または反射電極で形成できる。前記第１電極２１０が透明電極である場合、ITO(Indium Tin Oxide)、またはIZO(Indium Zinc Oxide)を用いて形成し、前記第１電極２１０が反射電極である場合、Ag、Al、Ni、Pt、Pdまたはこれらの合金を用いて形成する。これによって前記第１電極２１０をアノードで形成できる。
前記第１電極２１０上に電荷注入層として正孔注入層(hole injecting layer、HIL；220)と、電荷輸送層として正孔輸送層(hole transport layer、HTL；230)を順次形成できる。前記正孔注入層２２０と前記正孔輸送層２３０の中、いずれかの一つを形成するのを省略することもできる。前記正孔注入層２２０は、後続する工程で形成される発光層への正孔の注入を容易にする層として、CuPc、TNATA、TCTA、TDAPB、TDATAのような低分子材料、またはPANI、PEDOTのような高分子材料を用いて形成できる。また、前記正孔輸送層２３０は、後続する工程で形成される発光層への正孔の輸送を容易にする層として、α-NPB、TPD、s-TAD、MTADATAのような低分子材料またはPVKのような高分子材料を用いて形成できる。
前記正孔輸送層２３０上に燐光発光層２４０ｂを形成する。前記燐光発光層２４０ｂは、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層で形成することが好ましい。前記オレンジ-赤色領域の光は、５６０ないし６２０ｎｍ範囲の光である。前記燐光発光層２４０ｂは、ホスト物質としてアリルアミン系、カバゾル系及びスピロ系からなる群から選択される一つを含むことができる。好ましくは、前記ホスト物質はCBP、CBP誘導体、mCP及びmCP誘導体からなる群から選択される一つである。これに加えて、前記燐光発光層２４０ｂは、ドーパント物質としてIr、Pt、Tb、及びEuからなる群から選択される一つの中心金属を持つ燐光有機金属錯体を含むことができる。前記ドーパント物質は、PQIr、PQIr(acac)、PQ2Ir(acac)、PIQIr(acac)PtOEP、Btp2Ir及びIr(piq)3からなる群から選択される一つの物質である。
前記燐光発光層２４０ｂ上に蛍光発光層２４０ａを形成する。前記蛍光発光層２４０ａは、青色領域の光を放出する発光層で形成することが好ましい。前記青色領域の光は、４４０ないし５００ｎｍ範囲の光である。この場合、前記蛍光発光層２４０ａは、ジスチルアリレン、ジスチルアリレン誘導体、ジスチルベンゼン、ジスチルベンゼン誘導体、DPVBi、DPVBi誘導体、スピロ-DPVBi、スピロ-6P、TBSA、BFA-IT及びTPBIからなる群から選択される一つの物質で形成できる。これに加えて、前記蛍光発光層２４０ａは、スチリルアミン系、フェニレンKYE及びDSBP系からなる群から選択される一つのドーパント物質をさらに含むことが好ましい。
前記燐光発光層２４０ｂと前記蛍光発光層２４０ａは、発光層(emitting layer、EML；240）を形成する。これによって前記有機電界発光素子の駆動過程において前記発光層２４０は、白色光を放出できる。
最も好ましくは、前記燐光発光層２４０ｂは、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層で形成し、前記蛍光発光層２４０ａは、青色領域の光を放出する発光層で形成する。これとは違い、前記燐光発光層２４０ｂを青色領域の光を放出する発光層で形成し、前記蛍光発光層２４０ａをオレンジ-赤色領域の光を放出する発光層で形成することも可能である。
一方、前記アノードである第１電極２１０に隣接した前記燐光発光層２４０ｂは、５０ないし２００Åの厚さを持つことが好ましくて、前記蛍光発光層２４０ａは、５０ないし３００Åの厚さを持つことが好ましい。これによって有機電界発光素子の駆動過程において前記発光層２４０内に形成される発光領域の幅を広げることができる。
前記蛍光発光層２４０ａは、前記燐光発光層２４０ｂについて正孔阻止層としての役割をすることができる。これとは違い、前記蛍光発光層２４０ａ上に別途の正孔阻止層(不図示)を形成することもできる。前記正孔阻止層は、有機電界発光素子の駆動過程において前記燐光発光層２４０ｂで生成されたエキシトンが拡散されるのを抑制する役割をする。このような正孔阻止層を別途に形成する場合、前記正孔阻止層はBalq、BCP、CF-X、TAZまたはスピロ-TAZを用いて形成できる。
次に、前記正孔阻止層上に、または前記正孔阻止層を形成しない場合は、前記蛍光発光層２４０ａ上に電荷輸送層として電子輸送層２６０と、電荷注入層として電子注入層２７０を順次形成できる。これとは違い、前記電子輸送層２６０と前記電子注入層２７０の中、いずれかの一つを形成するのを省略することもできる。前記電子輸送層２６０は、前記発光層２４０への電子の輸送を容易にする層として、例えば、PBD、TAZ、spiro-PBDのような高分子材料またはAlq3、BAlq、SAlqのような低分子材料を用いて形成できる。前記電子注入層２７０は、前記発光層２４０への電子の注入を容易にする層として、例えば、Alq3、LiF、ガリウム混合物(Ga complex)、PBDを用いて形成できる。
次に、前記電子注入層２７０上に第２電極２８０を形成する。前記第２電極２８０は、Mg、Ca、Al、Ag、Ba、またはこれらの合金を用いて形成するが、透明電極である場合は、光を透過できる程度で薄く形成し、反射電極である場合は、厚く形成する。これによって前記第２電極２８０は、カソードで形成できる。ただし、前記第１電極２１０と前記第２電極２８０の中、少なくとも一つは光を透過できる透明電極で形成する。
これとは違い、前記第１電極２１０は、カソードで形成し、前記第２電極２８０は、アノードで形成できる。この場合、有機電界発光素子は、前記基板２００上に前記第１電極２１０、前記電子注入層２７０、前記電子輸送層２６０、前記蛍光発光層２４０ａ、前記燐光発光層２４０ｂ、前記正孔輸送層２３０、前記正孔注入層２２０及び前記第２電極２８０が順次積層された構造を持つように形成できる。
図３は、本発明の第３実施例に係るフルカラー有機電界発光表示装置及びその製造方法を示す断面図である。
図３を参照すれば、基板３００を提供する。前記基板３００は、光を透過させることができる透明基板で提供できる。前記基板３００上に互いに離隔されたブラックマトリックス３０３を形成する。前記ブラックマトリックス３０３は、外光及び散乱光を吸収する役割をする。前記ブラックマトリックス３０３間に赤色カラーフィルター層３０５Ｒ、緑色カラーフィルター層３０５Ｇ及び青色カラーフィルター層３０５Ｂを各々形成する。
前記各カラーフィルター層は、顔料と高分子バインダーを含むことができるが、前記赤色カラーフィルター層３０５Ｒ、前記緑色カラーフィルター層３０５Ｇ及び前記青色カラーフィルター層３０５Ｂは、後続する工程で形成される発光層から発光された光を各々赤色領域の波長、緑色領域の波長及び青色領域の波長を選択的に透過させる特性を持つ。このために、前記赤色カラーフィルター層３０５Ｒ、前記緑色カラーフィルター層３０５Ｇ及び前記青色カラーフィルター層３０５Ｂは、互いに異なる特性を持つ顔料を含む。
前記カラーフィルター層３０５Ｒ、３０５Ｇ及び３０５Ｂ上に各々赤色色変換層３０６Ｒ、緑色色変換層３０６Ｇ及び青色色変換層３０６Ｂを形成する。しかしながら、前記色変換層等を形成することは省略されることもできる。前記色変換層は、蛍光物質と高分子バインダーを含むことができる。前記蛍光物質は、前記発光層から入射された光により励起され、底状態に転移しながら前記入射光より長波長の光を放出できる。したがって、前記赤色色変換層３０６Ｒ、前記緑色色変換層３０６Ｇ及び前記青色色変換層３０６Ｂは、互いに異なる特性を持つ蛍光物質を含む。
次に、前記色変換層３０６Ｒ、３０６Ｇ、３０６Ｂが形成された基板上にオーバーコーティング層３０７を形成する。前記オーバーコーティング層３０７は、透明膜として前記カラーフィルター層３０５Ｒ、３０５Ｇ、３０５Ｂ及び前記色変換層３０６Ｒ、３０６Ｇ、３０６Ｂを物理的損傷などから保護するだけでなく、前記カラーフィルター層３０５Ｒ、３０５Ｇ、３０５Ｂ及び前記色変換層３０６Ｒ、３０６Ｇ、３０６Ｂを形成することによって、発生する段差を緩和する役割をする。前記オーバーコーティング層３０７上に第１電極３１０を前記カラーフィルター層３０５Ｒ、３０５Ｇ、３０５Ｂに各々対応するように形成する。前記第１電極３１０は、透明電極で形成できる。
前記第１電極ら３１０が形成された基板１００上に前記第１電極ら３１０の表面一部を露出させる開口部を持つ画素正義膜３１５を形成できる。前記画素正義膜３１５は、例えば、アクリル系有機膜で形成する。次に、前記露出された第１電極３１０を含む基板全面に蛍光発光層３４０ａと燐光発光層３４０ｂを順次形成する。前記蛍光発光層３４０ａと前記燐光発光層３４０ｂは、発光層３４０を形成する。前記蛍光発光層３４０ａを形成する前に前記露出された第１電極３１０上に正孔注入層３２０及び/または正孔輸送層３３０をさらに形成できる。また、前記燐光発光層３４０ｂを形成した後に、前記燐光発光層３４０ｂ上に正孔阻止層３５０を形成できる。次に、前記正孔阻止層３５０上に電子輸送層３６０及び/または電子注入層３７０を形成できる。次に、前記電子注入層３７０上に前記第１電極３１０を横切る第２電極３８０を形成する。前記第１電極３１０、前記正孔注入層３２０、前記正孔輸送層３３０、前記蛍光発光層３４０ａ、前記燐光発光層３４０ｂ、前記正孔阻止層３５０、前記電子輸送層３６０及び前記電子注入層３７０についての詳細な説明は、第１実施例を参照する。
これとは違い、前記発光層３４０を前述の第２実施例に係る有機電界発光素子のように形成できる。
前記有機電界発光表示装置の駆動の際、前記発光層３４０は、白色光を放出する。前記発光層３４０から放出された白色光は、前記透明電極である第１電極３１０及び前記透明基板である基板３００を介して外部に取り出される。この際、前記カラーフィルター層３０５Ｒ、３０５Ｇ、３０５Ｂは、前記発光層３４０から外部に取り出される光が通過する経路に位置する。したがって、前記有機電界発光表示装置の駆動の際、発光層３４０から放出された白色光は、前記赤色カラーフィルター層３０５Ｒ、前記緑色カラーフィルター層３０５Ｇ及び前記青色カラーフィルター層３０５Ｂを各々通過して外部に取り出されることによって、赤色(R)、緑色(G)及び青色(B)のフルカラーを具現できる。
本実施例では、前記カラーフィルター層が前記発光層３４０下部に位置する有機電界発光表示装置、すなわち、背面発光有機電界発光表示装置を例に上げて説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を持つ者であれば、本発明が前面発光及び両面発光有機電界発光表示装置にも適用可能することが分かる。
以下、本発明の理解を助けるために、好ましい実験例(example)を提示する。ただし、下記の実験例は、本発明の理解を助けるためのものであり、本発明は下記の実験例によって限定されるのではない。
<製造例>
白色発光有機電界発光素子の製造
基板上にITOを用いて２mm×２mmの面積を持つ第１電極を形成し、これを超音波洗浄及びUV-O3処理した。前記UV-O3処理された第１電極上にTDATA(4、4'、4''-Tris(N、N-diphenyl-amino)-triphenylamine)を６００Åの厚さで真空蒸着することによって、正孔注入層を形成した。前記正孔注入層上にα-NPB(N、N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N、N'-bis(phenyl)benzidine；HOMO 5.4eV、LUMO 1.9eV)を３００Åの厚さで真空蒸着することによって、正孔輸送層を形成した。DPVBiに4、4'-bis[2、2'-di(4-dialkylaminophenyl)vinyl]-1、1'-biphenyl）を1.5重量%でドーピングして前記正孔輸送層上に６０Åの厚さで真空蒸着することによって、青色光を放出する蛍光発光層を形成した。CBP(UDC社)にPQ2Ir(acac)[iridium(III)bis(2-phenylquinolyl-N、C2')acetylacetonate]を７重量%でドーピングして前記蛍光発光層上に２５０Åの厚さで真空蒸着することによって、オレンジ-赤色光を放出する燐光発光層を形成した。前記燐光発光層上にBAlqを５０Åの厚さで真空蒸着し、Alq3を３００Åの厚さで真空蒸着し、次にLiFを２０Åの厚さで真空蒸着することによって、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層を順次形成した。前記電子注入層上にAlを３０００Åの厚さで真空蒸着することによって、第２電極を形成した。
<比較例>
白色発光有機電界発光素子の製造
基板上にITOを用いて２mm×２mmの面積を持つ第１電極を形成し、これを超音波洗浄及びUV-O3処理した。前記UV-O3処理された第１電極上にTDATAを６００Åの厚さで真空蒸着することによって、正孔注入層を形成した。前記正孔注入層上にα-NPBを３００Åの厚さで真空蒸着することによって、正孔輸送層を形成した。DPVBiに4、4'-bis[2、2'-di(4-dialkylaminophenyl)vinyl]-1、1'-biphenylを１．５重量%でドーピングして前記正孔輸送層上に６０Åの厚さで真空蒸着することによって青色光を放出する第１蛍光発光層を形成した。DPVBiにIDEMITSU-P1(IDEMITSU社)を３重量%でドーピングして前記第１蛍光発光層上に２５０Åの厚さで真空蒸着することによってオレンジ-赤色光を放出する第２蛍光発光層を形成した。前記第２蛍光発光層上にBAlqを５０Åの厚さで真空蒸着し、Alq3を３００Åの厚さで真空蒸着し、次にLiFを２０Åの厚さで真空蒸着することによって、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層を順次形成した。前記電子注入層上にAlを３０００Åの厚さで真空蒸着することによって、第２電極を形成した。
前記製造例及び前記比較例によって製造された白色発光有機電界発光素子の発光効率特性を下記表1に表す。
Figure 2005203364
前記表１を参照すれば、前記製造例に係る有機電界発光素子の発光効率は、前記比較例に係る有機電界発光素子の発光効率に比べて向上したことが分かる。
本発明の第１実施例に係る有機電界発光素子及びその製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第２実施例に係る有機電界発光素子及びその製造方法を説明するための断面図である。 本発明の第３実施例に係るフルカラー有機電界発光表示装置及びその製造方法を示す断面図である。
符号の説明
１００ 基板
１１０ 第１電極
１２０ 正孔注入層
１３０ 正孔輸送層
１４０ 発光層
１５０ 正孔抑制層
１６０ 電子輸送層
１７０ 電子注入層
１８０ 第２電極

Claims (28)

  1. 第１電極と、
    第２電極と、
    前記第１電極と前記第２電極との間に介在され、蛍光発光層と燐光発光層とを備える発光層とを含めて白色光を放出することを特徴とする、有機電界発光素子。
  2. 前記蛍光発光層は、青色領域の光を放出する発光層であることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
  3. 前記蛍光発光層は、ジスチルアリレン(distyrylarylene；DSA)、ジスチルアリレン誘導体、ジスチルベンゼン(distyrylbenzene；DSB)、ジスチルベンゼン誘導体、DPVBi(4、4'-bis(2、2'-diphenyl vinyl)-1、1'-biphenyl)、DPVBi誘導体、スピロ-DPVBi、スピロ-6P(spiro-sexiphenyl)、TBSA((9、10-bis[(2''7''-t-butyl)-9'、9''-spirobifluorenyl)anthracene)、BFA-IT(2、5-bis{4-[bis-(9、9-dimethyl-2-fluorenyl)amino]phenyl}thiophene)及びTPBI(N-arylbenzimidazoles）からなる群から選択される一つの物質を含むことを特徴とする、請求項２に記載の有機電界発光素子。
  4. 前記蛍光発光層は、スチリルアミン(styrylamine)系、フェニレン(phenylene)系及びDSBP(distyrylbiphenyl)系からなる群から選択される一つのドーパント物質をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の有機電界発光素子。
  5. 前記燐光発光層は、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層であることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
  6. 前記燐光発光層は、ホスト物質としてアリルアミン系、カバゾル系及びスピロ系からなる群から選択される一つの物質を含むことを特徴とする、請求項５に記載の有機電界発光素子。
  7. 前記ホスト物質は、CBP(4、4-N、N dicarbazole-biphenyl)、CBP誘導体、mCP(N、N-dicarbazolyl-3、5-benzene)及びmCP誘導体からなる群から選択される一つの物質であることを特徴とする、請求項６に記載の有機電界発光素子。
  8. 前記燐光発光層は、ドーパント物質としてIr、Pt、Tb、及びEuからなる群から選択される一つの中心金属を持つ燐光有機金属錯体を含むことを特徴とする、請求項５に記載の有機電界発光素子。
  9. 前記ドーパント物質は、PQIr、PQIr(acac)、PQ2Ir(acac)、PIQIr(acac)、PtOEP、Btp2Ir及びIr(piq)3からなる群から選択される一つの燐光有機金属錯体であることを特徴とする、請求項８に記載の有機電界発光素子。
  10. 前記蛍光発光層は、青色領域の光を放出する発光層であり、
    前記燐光発光層は、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層であることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
  11. 正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層及び正孔阻止層からなる群から選択される一つ以上をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
  12. 前記第１電極はアノードであり、
    前記蛍光発光層は、前記第１電極上に位置し、
    前記燐光発光層は、前記蛍光発光層上に位置することを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
  13. 前記燐光発光層上に位置する正孔阻止層をさらに含むことを特徴とする、請求項１２に記載の有機電界発光素子。
  14. 前記蛍光発光層は、５０ないし２００Åの厚さを持つことを特徴とする、請求項１２に記載の有機電界発光素子。
  15. 前記燐光発光層は、５０ないし３００Åの厚さを持つことを特徴とする、請求項１２に記載の有機電界発光素子。
  16. 前記第１電極は、アノードであり、
    前記燐光発光層は、前記第１電極上に位置し、
    前記蛍光発光層は、前記燐光発光層上に位置することを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
  17. 前記燐光発光層は、５０ないし２００Åの厚さを持つことを特徴とする、請求項１６に記載の有機電界発光素子。
  18. 前記蛍光発光層は、５０ないし３００Åの厚さを持つことを特徴とする、請求項１６に記載の有機電界発光素子。
  19. 少なくとも一つは、透明電極である第１電極と第２電極と、
    前記第１電極と前記第２電極との間に介在され、蛍光発光層と燐光発光層を備えて駆動の際、白色光を放出する発光層と、
    前記発光層から外部に取り出される光が通過する経路に位置するカラーフィルター層を含むことを特徴とする、有機電界発光表示装置。
  20. 前記蛍光発光層は、青色領域の光を放出する発光層であることを特徴とする、請求項１９に記載の有機電界発光表示装置。
  21. 前記蛍光発光層は、ジスチルアリレン(distyrylarylene；DSA)、ジスチルアリレン誘導体、ジスチルベンゼン(distyrylbenzene；DSB)、ジスチルベンゼン誘導体、DPVBi(4、4'-bis(2、2'-diphenylvinyl)-1、1'-biphenyl)、DPVBi誘導体、スピロ-DPVBi、スピロ-6P(spiro-sexiphenyl)、TBSA((9、10-bis[(2''7''-t-butyl)-9'、9''-spirobifluorenyl]anthracene)、BFA-IT(2、5-bis{4-[bis-(9、9-dimethyl-2-fluorenyl)amino]phenyl}thiophene)及びTPBI(N-arylbenzimidazoles)からなる群から選択される一つの物質と、スチリルアミン(styrylamine)系、フェニレン(phenylene)系及びDSBP(distyrylbiphenyl)系からなる群から選択される一つのドーパント物質を含むことを特徴とする、請求項２０に記載の有機電界発光表示装置。
  22. 前記燐光発光層は、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層であることを特徴とする、請求項１９に記載の有機電界発光表示装置。
  23. 前記燐光発光層は、CBP(4、4-N、N dicarbazole-biphenyl)、CBP誘導体、mCP(N、N-dicarbazolyl-3、5-benzene)及びmCP誘導体からなる群から選択される一つのホスト物質と、PQIr、PQIr(acac)、PQ2Ir(acac)、PIQIr(acac)、PtOEP、Btp2Ir及びIr(piq)3からなる群から選択される一つのドーパント物質を含むことを特徴とする、請求項２２に記載の有機電界発光表示装置。
  24. 前記蛍光発光層は、青色領域の光を放出する発光層であり、
    前記燐光発光層は、オレンジ-赤色領域の光を放出する発光層であることを特徴とする、請求項１９に記載の有機電界発光表示装置。
  25. 正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層及び正孔阻止層からなる群から選択される一つ以上をさらに含むことを特徴とする、 請求項１９に記載の有機電界発光表示装置。
  26. 前記第１電極はアノードであり、
    前記蛍光発光層は、前記第１電極上に位置し、
    前記燐光発光層は、前記蛍光発光層上に位置することを特徴とする、請求項１９に記載の有機電界発光表示装置。
  27. 前記燐光発光層上に位置する正孔阻止層をさらに含むことを特徴とする、請求項２６に記載の有機電界発光表示装置。
  28. 前記第１電極は、アノードであり、
    前記燐光発光層は、前記第１電極上に位置し、
    前記蛍光発光層は、前記燐光発光層上に位置することを特徴とする、請求項１９に記載の有機電界発光表示装置。
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