JP2007194213A - 有機発光素子およびそれを備えた平板表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率および高輝度の青色発光を具現する有機発光素子ならびにそれを備えた平板表示装置を提供する。
【解決手段】画素電極および対向電極を備え、前記画素電極と前記対向電極との間に発光層を有する有機層を備える有機発光素子において、前記発光層は、長波長の青色光を放出する長波長−青色発光層と、短波長の青色光を放出する短波長−青色発光層とを備え、前記長波長−青色発光層は、前記発光層から放出される青色光が取り出される側に備えられることを特徴とする有機発光素子、ならびに前記有機発光素子を備えた平板表示装置である。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ：ＯＬＥＤ）およびそれを備えた平板表示装置に係る。

ＯＬＥＤは、蛍光または燐光有機膜に電流を流せば、電子と正孔とが有機層で結合して光が発生する現象を利用した自発光型素子であって、小型で製作工程が比較的簡単な構造を有している。また、高画質、広視野角を確保でき、動画を具現できる。さらに、高色純度が得られ、低消費電力であること、低電圧駆動が可能であることなど、携帯用電子機器に適した電気的特性を有している。

前記ＯＬＥＤは、効率の向上および駆動電圧の低下のために、有機層として、発光層の他に、電子注入層（Ｅｌｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）、発光層、正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）などからなる多層構造を使用できる。例えば、特許文献１には、正孔輸送層を備えたＯＬＥＤが開示されている。
特開２００２−２５２０８９号公報

フルカラーＯＬＥＤは、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ放出できる発光層を備えるが、青色発光層の効率および輝度は、赤色発光層および緑色発光層に比べて相対的に低いため、青色発光層の効率および輝度の改善は、フルカラーＯＬＥＤの消費電力などの性能改善に非常に重要な課題である。しかし、従来のＯＬＥＤの青色発光層は、満足すべき効率および輝度を有していないため、その改善が要求される。

前記問題点を解決するために、本発明は、高効率および高輝度の青色発光を具現できるＯＬＥＤおよび前記ＯＬＥＤを備えた平板表示装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の第１は、画素電極および対向電極を備え、前記画素電極と前記対向電極との間に発光層を有する有機層を備えるＯＬＥＤにおいて、前記発光層は、長波長の青色光を放出する長波長−青色発光層と、短波長の青色光を放出する短波長−青色発光層を備え、前記長波長−青色発光層は、前記短波長−青色発光層に対して、前記発光層から放出される青色光が取り出される側に備えられるＯＬＥＤを提供する。

前記本発明の他の課題を解決するために、本発明の第２は、上述のようなＯＬＥＤを備えた平板表示装置を提供する。

前記ＯＬＥＤは、高効率および高輝度の青色発光を提供でき、このようなＯＬＥＤを利用すれば、信頼性の向上した平板表示装置を得ることができる。

本発明に係るＯＬＥＤは、長波長−青色発光層および短波長−青色発光層を備えるが、前記長波長−青色発光層が、発光層から放出される青色光が取り出される側に備えられているため、高輝度および高効率の青色発光を提供できる。前記ＯＬＥＤを利用すれば、信頼性の向上した平板表示装置を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。

本発明に係るＯＬＥＤは、画素電極および対向電極を備え、前記画素電極と前記対向電極との間に発光層を有する有機層を備える。ここで、前記発光層は、長波長の青色光を放出する長波長−青色発光層と、短波長の青色光を放出する短波長−青色発光層とを備えるが、前記長波長−青色発光層は、前記短波長−青色発光層に対して、発光層から放出される青色光が取り出される側に備えられる。

本発明に係るＯＬＥＤは、長波長−青色発光層と短波長−青色発光層とを備える。本明細書において、「長波長−青色発光層」とは、長波長の青色光を放出する発光層を表し、「短波長−青色発光層」とは、短波長の青色光を放出する発光層を表す。ここで、「長波長−青色発光層」および「短波長−青色発光層」は、相異なる発光特性を有する２つの青色発光層において、それらの発光特性、特に、最大発光波長を比較して、最大発光波長が相対的に大きい青色発光層を「長波長−青色発光層」に、最大発光波長が相対的に小さい青色発光層を「短波長−青色発光層」に決定する。すなわち、本明細書において、「長波長−青色発光層」および「短波長−青色発光層」は、相異なる発光特性を有する２つの青色発光層間の相対的な関係を表す用語である。

上述のように、本発明に係るＯＬＥＤは、長波長−青色発光層および短波長−青色発光層を備え、長波長−青色発光層が、発光層から放出される青色光が取り出される側に備えられる。

例えば、画素電極が透明電極であり、対向電極が反射電極である、発光層から放出された青色光が画素電極に向って取り出される構造のＯＬＥＤ（例えば、背面発光型ＯＬＥＤ）の場合、画素電極、長波長−青色発光層、短波長−青色発光層および対向電極がこの順に配置されうる。

逆に、画素電極が反射電極であり、対向電極が透明電極である、発光層から放出された青色光が対向電極に向って取り出される構造のＯＬＥＤ（例えば、前面発光型ＯＬＥＤ）の場合、画素電極、短波長−青色発光層、長波長−青色発光層および対向電極がこの順に配置されうる。

または、画素電極および対向電極が何れも透明電極であって、発光層から放出された光が、画素電極および対向電極の両方に向って取り出される構造のＯＬＥＤ（例えば、両面発光型ＯＬＥＤ）の場合、画素電極、第１長波長−青色発光層、短波長−青色発光層、第２長波長−青色発光層および対向電極がこの順に配置されうる。ここで、前記第１長波長−青色発光層および第２長波長−青色発光層から放出される青色光の波長は、前記短波長−青色発光層から放出される青色光の波長より大きいという条件を満足させれば、同じであるか、または異なってもよい。

前述のように、本発明に係るＯＬＥＤは、長波長−青色発光層が、発光層から放出される青色光が取り出される側に備えられているので、高効率および高輝度の青色光を提供できる。

ＯＬＥＤに電界を印加すると、長波長−青色発光層および短波長−青色発光層は、何れも電界発光メカニズムによって青色光を放出する。この際、長波長−青色発光層は、発光層から放出された青色光が取り出される側に備えられているので、短波長−青色発光層から放出される青色光は、長波長−青色発光層を必然的に通過する。したがって、前記短波長−青色発光層から放出される青色光は、誘導光放出メカニズムによる追加的な光放出を長波長−青色発光層から誘導できる。すなわち、長波長−青色発光層では、電界印加による電界発光の他にも、短波長−青色発光層から放出された青色光による誘導光放出が行われるので、青色発光の効率および輝度の向上が極大化されうる。特に、電界発光メカニズムによれば、供給されたエネルギーの２５％のみが光に変換されうるが、誘導光放出メカニズムによれば、供給されたエネルギーの１００％が光に変換されうることが知られており、前述のような青色発光層の構造を有する本発明のＯＬＥＤは、長波長−青色発光層から放出される光量と、短波長−青色発光層から放出される光量との比が６：４ないし７：３に調節されうるので、高効率および高輝度の青色発光を提供できる。

上述のように、長波長−青色発光層および短波長−青色発光層から放出される青色光の波長は相対的な概念であるが、例えば、前記長波長−青色発光層は、４７０ｎｍないし５００ｎｍの最大発光波長を有し、前記短波長−青色発光層は、４４０ｎｍないし４７０ｎｍの最大発光波長を有しうる。

前記長波長−青色発光層および短波長−青色発光層の厚さは、各層をなす物質の種類によって異なるが、それぞれ独立して、好ましくは５ｎｍないし２５０ｎｍの範囲で選択されうる。前記長波長−青色発光層および短波長−青色発光層の厚さがそれぞれ５ｎｍ未満である場合、満足すべき程度の効率および輝度が向上する効果が得られない場合があり、前記長波長−青色発光層および短波長−青色発光層の厚さがそれぞれ２５０ｎｍを超える場合、駆動電圧が上昇する場合がある。

前記長波長−青色発光層および短波長−青色発光層は、青色発光物質を単独で含むか、ホストと青色ドーパントとの組合せを含みうる。ホストと青色ドーパントとの組合せを使用する場合、ホスト１００質量部当り０．０１質量部ないし１５質量部の青色ドーパントを含めることが好ましい。また、前記青色ドーパントとしては、燐光ドーパントまたは蛍光ドーパントを何れも使用できるなど、多様な変形が可能である。

例えば、前記長波長−青色発光層は、ドーパントとして、テトラ（ｔ−ブチル）ぺリレン（ＴＢＰｅ）、ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジン）イリジウムピコリネート（ＦＩｒｐｉｃ）などを含みうるが、これらに限定されるものではない。一方、ホストとしては、ジスチリルアントラセン（ＤＳＡ）、４，４’−ビス（（カルバゾール−９−イル）−ビフェニル）（ＣＢＰ）などを含みうるが、これらに限定されるものではない。

また、例えば、前記短波長−青色発光層は、ドーパントとして、アントラセンジフェニルアミン（ＤＳＡａｍｉｎｅ、ＤＳＡアミン）、下記化学式１を有する化合物または下記化学式２を有する化合物などを含みうるが、これに限定されるものではない。

前記化学式１を有する化合物または前記化学式２を有する化合物についてのさらに詳細な説明は、大韓民国特許出願公開第２００５−０１２１８６５号公報および大韓民国特許第０５３７６２１号明細書を参照する。一方、ホストとしては、例えばＤＳＡ、ＣＢＰなどを含みうるが、これらに限定されるものではない。

前述のようなＯＬＥＤの有機層は、長波長−青色発光層および短波長−青色発光層を備える発光層の他に、正孔注入層（Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＨＩＬ）、正孔輸送層（Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＨＴＬ）、電子阻止層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＥＢＬ）、正孔阻止層（Ｈｏｌｅ Ｂｌｏｃｋｉｎｇ Ｌａｙｅｒ：ＨＢＬ）、電子輸送層（Ｅｌｃｔｒｏｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ：ＥＴＬ）および電子注入層（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ：ＥＩＬ）からなる群から選択された一つ以上の層をさらに備えうる。

例えば、本発明に係るＯＬＥＤは、図１Ａに示すように、発光層から放出された青色光が画素電極の方向に取り出される場合、基板、画素電極、正孔注入層、正孔輸送層、長波長−青色発光層、短波長−青色発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層および対向電極がこの順に積層された構造を有しうる。

または、図１Ｂに示すように、本発明に係るＯＬＥＤは、発光層から放出された青色光が対向電極の方向に取り出される場合、基板、画素電極、正孔注入層、正孔輸送層、短波長−青色発光層、長波長−青色発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層および対向電極がこの順に積層された構造を有しうる。

これとは別に、図１Ｃに示すように、本発明に係るＯＬＥＤは、発光層から放出された青色光が画素電極および対向電極の両方向に取り出される場合、基板、画素電極、正孔注入層、正孔輸送層、第１長波長−青色発光層、短波長−青色発光層および、第２長波長−青色発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層および対向電極がこの順に積層された構造を有しうる等、多様な変形例が可能である。その他にも多様な変形例が可能であるということは言うまでもない。

以下、本発明に係るＯＬＥＤの一具現例の製造方法を、図１Ａに示すＯＬＥＤを例として挙げて説明する。

まず、基板の上部に画素電極を形成する。ここで、基板としては、通常のＯＬＥＤで使用される基板を使用するが、透明性、表面平滑性、取扱容易性および防水性などを考慮してガラス基板またはプラスチック基板などを使用することが好ましい。前記画素電極は、導電性に優れた金属、例えば、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−リチウム（Ａｌ−Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム−インジウム（Ｍｇ−Ｉｎ）、マグネシウム−銀（Ｍｇ−Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）−アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム（Ａｌ）−ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）などを利用して透明電極として備えられうる。もちろん、図１Ｂに示すように、発光層から放出された光が対向電極の方向に取り出される構造のＯＬＥＤの場合、前記画素電極は、前述のように導電性に優れた金属を利用して反射電極として備えられうるなど、多様な変形例が可能である。

次いで、前記画素電極の上部に、例えば真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ（Ｌａｎｇｍｕｉｒ−Ｂｌｏｄｇｅｔｔ）法のような公知の多様な方法を利用して正孔注入層を形成できる。

真空蒸着法によって正孔注入層を形成する場合、その蒸着条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とする正孔注入層の構造および熱的特性などによって異なるが、一般に、蒸着温度１００ないし５００℃、真空度１０^−８ないし１０^−３Ｔｏｒｒ（１．３３×１０^−６〜０．１３３Ｐａ）、蒸着速度０．０１ないし１００Å／ｓｅｃ（０．００１〜１０ｎｍ／ｓｅｃ）の範囲で適切に選択することが好ましい。

スピンコーティング法によって正孔注入層を形成する場合、そのコーティング条件は、正孔注入層の材料として使用する化合物、目的とするする正孔注入層の構造および熱的特性によって異なるが、約２０００ｒｐｍないし５０００ｒｐｍのコーティング速度が好ましく、コーティング後の溶媒除去のための熱処理温度は、約８０℃ないし２００℃の温度範囲で適切に選択することが好ましい。

前記正孔注入層をなす物質は、公知の正孔注入物質から選択され、特に制限されない。前記正孔注入物質の具体例として、好ましくは、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）またはスターバースト型アミン類であるＴＣＴＡ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、Ｐａｎｉ／ＤＢＳＡ（ポリアニリン／ドデシルベンゼンスルホン酸）またはＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（４−スチレンスルホネート））などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

前記正孔注入層の厚さは、好ましくは５ｎｍないし１５０ｎｍである。前記正孔注入層の厚さが５ｎｍ未満である場合、正孔注入特性が低下するおそれがあり、前記正孔注入層の厚さが１５０ｎｍを超える場合、駆動電圧が上昇するおそれがある。

次いで、前記正孔注入層の上部に、例えば真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用して正孔輸送層を形成できる。真空蒸着法およびスピンコーティング法によって正孔輸送層を形成する場合、その蒸着条件およびコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件で選択されうる。

前記正孔輸送層をなす物質は、公知の正孔輸送物質から選択され、特別に制限されない。前記正孔輸送物質の具体的な例として、１，３，５−トリカルバゾリルベンゼン、４，４’−ビスカルバゾリルビフェニル、ポリビニルカルバゾール、ｍ−ビスカルバゾリルフェニル、４，４’−ビスカルバゾリル−２，２’−ジメチルビフェニル、４，４’，４”−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン、１，３，５−トリ（２−カルバゾリルフェニル）ベンゼン、１，３，５−トリス（２−カルバゾリル−５−メトキシフェニル）ベンゼン、ビス（４−カルバゾリルフェニル）シラン、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＮＰＢ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−Ｎ−（４−ブチルフェニル）ビフェニルアミン）（ＴＦＢ）またはポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−ｃｏ−ビス−Ｎ，Ｎ−フェニル−１，４−フェニレンジアミン（ＰＦＢ）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

前記正孔輸送層の厚さは、好ましくは５ｎｍないし１５０ｎｍである。前記正孔輸送層の厚さが５ｎｍ未満である場合、正孔輸送特性が低下し、前記正孔輸送層の厚さが１５０ｎｍを超える場合、駆動電圧が上昇するおそれがある。

次いで、前記正孔輸送層の上部に長波長−青色発光層および短波長−青色発光層を、例えば、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用して順に形成できる。蒸着条件およびコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件で選択されうる。前記長波長−青色発光層および短波長−青色発光層の厚さおよびそれらに含まれる物質の例は、上述したものを参照する。

前記短波長−青色発光層の上部に、例えば、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用して正孔阻止層を形成できる。真空蒸着法およびスピンコーティング法によって正孔阻止層を形成する場合、その蒸着条件およびコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件で選択されうる。

この際に使用する正孔阻止層用の物質は、特に制限されないが、電子輸送能力を有し、発光化合物より高いイオン化ポテンシャルを有することが好ましく、例えば、ビス（２−メチル−８−キノラト）−（ｐ−フェニルフェノラト）−アルミニウム（Ｂａｌｑ）、バソクプロイン（ＢＣＰ）、トリス（Ｎ−アリールベンズイミダゾール）（ＴＰＢＩ）等が使用されうる。

正孔阻止層の厚さは、好ましくは１ｎｍないし１０ｎｍである。前記正孔阻止層の厚さが１ｎｍ未満である場合には、正孔抑制効果が微小であり、１０ｎｍを超える場合には、駆動電圧が上昇する場合がある。

前記正孔阻止層の上部に、例えば、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような方法を利用して電子輸送層を形成できる。真空蒸着法およびスピンコーティング法によって電子輸送層を形成する場合、その蒸着条件およびコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件で選択されうる。電子輸送物質は、特に制限されず、Ａｌｑ３などを利用できる。

前記電子輸送層の厚さは、例えば、１０ｎｍないし４０ｎｍでありうる。前記電子輸送層の厚さが１０ｎｍ未満である場合には、電子輸送速度が速すぎて、電荷の均衡が崩れるおそれがあり、４０ｎｍを超える場合には、駆動電圧が上昇しうる。

前記電子輸送層の上部に、例えば、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスト法、ＬＢ法のような多様な方法を利用して電子注入層を形成できる。真空蒸着法およびスピンコーティング法によって電子注入層を形成する場合、その蒸着条件およびコーティング条件は、使用する化合物によって異なるが、一般に、正孔注入層の形成とほぼ同じ条件から選択されうる。

前記電子注入層の形成材料としては、好ましくは、ＢａＦ_２、ＬｉＦ、ＮａＣｌ、ＣｓＦ、Ｌｉ_２Ｏ、ＢａＯ、Ｌｉｑなどの物質を利用できるが、これらに限定されるものではない。

前記電子注入層の厚さは、例えば、０．２ｎｍないし１０ｎｍでありうる。前記電子注入層の厚さが０．２ｎｍ未満である場合には、効果的な電子注入層としての役割を果たせないおそれがあり、前記電子注入層の厚さが１０ｎｍを超える場合には、駆動電圧が上昇する場合がある。

次いで、前記電子注入層の上部に対向電極を形成することによって、ＯＬＥＤが完成する。

前記対向電極は、好ましくは、Ｌｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ａｌ−Ｌｉ、Ｃａ、Ｍｇ−Ｉｎ、Ｍｇ−Ａｇ、Ｃａ−Ａｌなどを薄膜に形成することによって、反射電極として形成されうる。または、図１Ｂのように、発光層から放出される青色光が対向電極の方向に取り出される構造のＯＬＥＤの場合、前記対向電極は、例えば、導電性に優れた透明な金属酸化物であるＩＴＯ、ＩＺＯ、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を利用して透明電極として備えられうるなど、多様な変形例が可能である。

前記画素電極および前記対向電極は、それぞれアノードおよびカソードとしての役割を行い、その反対も可能であるということは言うまでもない。

以上、本発明のＯＬＥＤの一具現例およびその製造方法を、図１Ａを参照して説明したが、前記ＯＬＥＤの構造は、図１Ａに示すような構造に限定されないということは言うまでもない。

本発明に係るＯＬＥＤは、多様な形態の平板表示装置、例えば、受動マトリックス有機発光表示装置および能動マトリックス有機発光表示装置に備えられうる。特に、一つ以上の薄膜トランジスタを備える能動マトリックス有機発光表示装置に備えられる場合、前記画素電極は、前記薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に接続されうる。

以下、下記実施例を例として本発明について説明するが、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。

＜青色発光材料の準備＞
長波長−青色発光層として、ＤＳＡ（１００質量部）＋ＴＢＰｅ（３質量部）フィルム、短波長−青色発光層として、ＤＳＡ（１００質量部）＋ＤＳＡアミン（３質量部）フィルム、および長波長−青色発光層／短波長−青色発光層の組合せとして、ＤＳＡ（１００質量部）＋ＴＢＰｅ（３質量部）フィルム／ＤＳＡ（１００質量部）＋ＤＳＡアミン（３質量部）フィルムの組合せを準備して、それらの発光特性を評価した。

具体的には、３枚の石英基板を準備して、それぞれクロロホルムおよび純水で洗浄した。ＤＳＡ（自社合成）、ＴＢＰｅ（自社合成）およびＤＳＡアミン（自社合成）をそれぞれ準備した後、上述の基板のうち、１枚の基板の上部にＤＳＡ１００質量部当りＴＢＰｅの含有量が３質量部になるようにＤＳＡおよびＴＢＰｅを蒸着させて、１５ｎｍの厚さのＤＳＡ（１００質量部）＋３ＴＢＰｅ（３質量部）フィルムを準備した。これをフィルム１とする。

一方、他の基板の上部にＤＳＡ１００質量部当りＤＳＡアミンの含量が３質量部になるようにＤＳＡおよびＤＳＡアミンを蒸着させて、１５ｎｍの厚さのＤＳＡ（１００質量部）＋ＤＳＡアミン（３質量部）フィルムを準備した。これをフィルム２とする。

最後に、残りの基板の上部に、ＤＳＡ１００質量部当りＴＢＰｅの含量が３質量部になるようにＤＳＡおよびＴＢＰｅを蒸着させて、１５ｎｍの厚さのＤＳＡ（１００質量部）＋ＴＢＰｅ（３質量部）フィルムを形成した後、前記ＤＳＡ（１００質量部）＋ＴＢＰｅ（３質量部）フィルムの上部に、ＤＳＡ１００質量部当りＤＳＡアミンの含量は３質量部になるようにＤＳＡおよびＤＳＡアミンを蒸着させて、１５ｎｍの厚さのＤＳＡ（１００質量部）＋ＤＳＡアミン（３質量部）フィルムをさらに形成した。これをフィルム３とする。

前記フィルム１、フィルム２およびフィルム３のＰＬ（Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｃｓｃｅｎｃｅ）スペクトルをキセノンランプが装着されているＪＡＳＣＯ ＦＰ−６５００蛍光分光光度計を利用して評価した結果を、それぞれ図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに示す。

図２Ａによれば、フィルム１の最大発光波長は約４８０ｎｍであり、図２Ｂによれば、フィルム２の最大発光波長は約４６０ｎｍであり、図２Ｃによれば、フィルム３の最大発光波長は約４８０ｎｍであるということが分かる。

＜実施例＞
長波長−青色発光層の上部に短波長−青色発光層が備えられた構造の発光層を有する素子を製造した。製造されたＯＬＥＤの構造は以下の通りである。画素電極（ＩＴＯ）／正孔注入層（ＣｕＰｃ）６０ｎｍ／正孔輸送層（ＮＰＤ）３０ｎｍ／長波長−青色発光層（ＤＳＡ（１００質量部）＋ＴＢＰｅ（３質量部））１５ｎｍ／短波長−青色発光層（ＤＳＡ（１００質量部）＋ＤＳＡアミン（３質量部））１５ｎｍ／正孔阻止層（Ｂａｌｑ）５ｎｍ／電子輸送層（Ａｌｑ３）２０ｎｍ／対向電極（Ａｌ）。前記素子は、画素電極として透明電極を、対向電極として反射電極を備え、発光層から放出される青色光が画素電極に向かって取り出される。具体的な製造方法は、以下の通りである。

まず、透過型画素電極として、１５Ω／ｃｍ^２（１０００Å（１００ｎｍ））ＩＴＯガラス基板を５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．７ｍｍのサイズに切って、アセトン、イソプロピルアルコールおよび純水の中で各１５分間超音波洗浄した後、３０分間ＵＶオゾン洗浄して使用した。

前記画素電極の上部に、正孔注入物質であるＣｕＰｃを蒸着させて、６０ｎｍの厚さの正孔注入層を形成した後、前記正孔注入層の上部に正孔輸送物質であるＮＰＤを蒸着させて、３０ｎｍの厚さの正孔輸送層を形成した。

前記正孔輸送層の上部に、ＤＳＡ（自社合成）およびＴＢＰｅ（自社合成）を蒸着（この際、ＤＳＡ１００質量部当りＴＢＰｅを３質量部含める）させて、１５ｎｍの厚さの長波長−青色発光層を形成した後、前記長波長−青色発光層の上部にＤＳＡ（自社合成）およびＤＳＡアミン（自社合成）を蒸着（この際、ＤＳＡ１００質量部当りＤＳＡアミンを３質量部含める）させて、１５ｎｍの厚さの短波長−青色発光層を形成した。

前記短波長−青色発光層の上部にＢａｌｑを蒸着させて、５ｎｍの厚さの正孔阻止層を形成した後、前記正孔阻止層の上部にＡｌｑ３を蒸着させて、２０ｎｍの厚さの電子輸送層を形成した後、Ａｌを蒸着させて対向電極を形成してＯＬＥＤを完成させた。これをサンプル１とする。

＜比較例＞
前記実施例のうち、青色発光層として、長波長−青色発光層（ＤＳＡ（１００質量部）＋ＴＢＰｅ（３質量部））を３０ｎｍの厚さに形成し、短波長−青色発光層を形成せず、正孔阻止層を前記青色発光層（ＤＳＡ（１００質量部）＋ＴＢＰｅ（３質量部））の上部に直接形成した点を除いては、前記実施例と同じ方法を利用して、次のような構造のＯＬＥＤを製作した。画素電極（ＩＴＯ）／正孔注入層（ＣｕＰｃ）６０ｎｍ／正孔輸送層（ＮＰＤ）３０ｎｍ／長波長−青色発光層（ＤＳＡ（１００質量部）＋ＴＢＰｅ（３質量部））３０ｎｍ／正孔阻止層（Ｂａｌｑ）５ｎｍ／電子輸送層（Ａｌｑ３）２０ｎｍ／対向電極（Ａｌ）。これをサンプルＡとする。

＜評価＞
前記サンプル１およびサンプルＡに対して、駆動電圧、電流密度、輝度、電流効率、電力効率、色座標および外部量子効率をＰＲ６５０（スペクトロスキャン）ソース・メジャーメント・ユニットを利用して評価した。その結果を表１に示す。

電流効率および電力効率を、図３および図４に、外部量子効率を図５に示す。

表１および図３、図４および図５によれば、本発明に係るＯＬＥＤは、駆動電圧および色純度が低下することなく、従来のＯＬＥＤに比べて輝度、電流効率、電力効率および外部量子効率などが向上するということが分かる。

以上では、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当業者は、下記の特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正および変更させうるということが理解できるであろう。

本発明は、平板表示装置に関連した技術分野に好適に適用されうる。

本発明に係るＯＬＥＤの一実施形態の構造を概略的に示す図面である。 本発明に係るＯＬＥＤの一実施形態の構造を概略的に示す図面である。 本発明に係るＯＬＥＤの一実施形態の構造を概略的に示す図面である。 長波長−青色発光層のＰＬスペクトルを示す図面である。 短波長−青色発光層のＰＬスペクトルを示す図面である。 長波長−青色発光層と短波長−青色発光層との組合せのＰＬスペクトルを示す図面である。 本発明に係るＯＬＥＤの実施例と比較例との電流効率を示すグラフである。 本発明に係るＯＬＥＤの実施例と比較例との電力効率を示すグラフである。 本発明に係るＯＬＥＤの実施例と比較例との外部量子効率を示すグラフである。

Claims (13)

1. 画素電極および対向電極を備え、前記画素電極と前記対向電極との間に発光層を有する有機層を備える有機発光素子において、
   前記発光層は、長波長の青色光を放出する長波長−青色発光層と短波長の青色光を放出する短波長−青色発光層とを備え、
   前記長波長−青色発光層は、前記短波長−青色発光層に対して、前記発光層から放出される青色光が取り出される側に備えられることを特徴とする有機発光素子。
2. 前記画素電極が透明電極であり、前記対向電極が反射電極であって、前記画素電極、前記長波長−青色発光層、前記短波長−青色発光層および前記対向電極がこの順に備えられることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
3. 前記画素電極が反射電極であり、前記対向電極が透明電極であって、前記画素電極、前記短波長−青色発光層、前記長波長−青色発光層および前記対向電極がこの順に備えられることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子。
4. 前記画素電極および前記対向電極は、何れも透明電極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。
5. 前記長波長−青色発光層は、４７０ｎｍないし５００ｎｍの最大発光波長を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
6. 前記短波長−青色発光層は、４４０ｎｍないし４７０ｎｍの最大発光波長を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機発光素子。
7. 前記長波長−青色発光層の厚さは、５ｎｍないし２５０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機発光素子。
8. 前記短波長−青色発光層の厚さは、５ｎｍないし２５０ｎｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機発光素子。
9. 前記長波長−青色発光層は、テトラ（ｔ−ブチル）ぺリレン（ＴＢＰｅ）およびビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジン）イリジウムピコリネート（ＦＩｒｐｉｃ）からなる群から選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機発光素子。
10. 前記短波長−青色発光層は、アントラセンジフェニルアミン、下記化学式１を有する化合物および下記化学式２を有する化合物からなる群から選択される一種以上を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機発光素子。
    
11. 前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、正孔阻止層、電子輸送層および電子注入層からなる群から選択される一つ以上の層をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機発光素子。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機発光素子を備えることを特徴とする平板表示装置。
13. 一つ以上の薄膜トランジスタを備え、
    前記有機発光素子の画素電極は、前記薄膜トランジスタのソース電極またはドレイン電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の平板表示装置。