JP2011249698A5

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Publication number: JP2011249698A5
Application number: JP2010123733A
Authority: JP
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2030-05-31

Description

本発明は、一対の電極と、前記一対の電極の間に挟持された、発光領域を含む有機化合物層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光領域が、少なくとも蛍光性発光層と燐光性発光層と、前記蛍光性発光層と燐光性発光層との間に配置された、自身では発光せずに励起子の生成のみが行なわれる励起子生成層とで構成され、
前記蛍光性発光層と前記励起子生成層との間に励起子防止層が挿入されており、前記励起子防止層と前記励起子生成層との間にキャリアのエネルギー障壁界面が存在し、前記エネルギー障壁界面の前記励起子生成層側にキャリアが蓄積されて励起子が生成されることを特徴とする。

更に、蛍光性発光層２２での励起子生成をより効果的に防止するために、本発明においては、蛍光性発光層２２と励起子生成層２３との間に励起子防止層（不図示）を挿入する。図１の構成に励起子防止層を組み込むと、励起子防止層と励起子生成層２３との界面は電子のエネルギー障壁となって電子が蓄積され、界面近傍に励起子生成領域が形成される。図１の素子においては、電子の蓄積される励起子生成層２３側に励起子が生成されるが、一部の電子が障壁界面を抜けて逆側の界面近傍にも励起子が生成されることも起こり得る。この場合、励起子防止層が挿入されていないと、蛍光性発光層２２に励起子が生成されることになり、蛍光材料の三重項の励起、熱失活に繋がってしまう。しかしながら、励起子防止層を挿入し、三重項励起エネルギーを励起子生成層２３よりも高くしておけば、励起子防止層内に生成された三重項励起子は励起子生成層２３側に拡散するので、蛍光材料の三重項の励起を防止できる。

＜参考実施例１＞
図３に示す有機ＥＬ素子において、陰極１３と電子輸送層２５との間に電子注入層（不図示）を配置した構成の有機ＥＬ素子を以下に示す方法で作製した。

従って参考実施例１の素子では、生成された三重項励起子が蛍光材料の三重項励起に消費されることがほとんどなく、励起子生成層２３，２６中を拡散して有効に燐光材料の三重項励起に消費されて、発光に寄与することができる。

先ず、参考実施例１と同様に処理した陽極付き基板上に、ホール輸送層２１として、ＴＰＤを４０ｎｍの膜厚に成膜した。次に、ＣＢＰをホストとして、蛍光材料であるフルオレン化合物１を４質量％ドープした蛍光性発光層４１を５ｎｍの膜厚に成膜した。この後、励起子生成領域から燐光性発光層２４を隔離するためのスペーサ層４２としてＣＢＰを１０ｎｍの膜厚に成膜した。次に、同じＣＢＰをホストとして、燐光材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３を５質量％ドープした燐光性発光層２４を２０ｎｍの膜厚に成膜した。引き続き、スペーサ層４３としてＣＢＰを１０ｎｍの膜厚に成膜した。更に、同じＣＢＰをホストとして、蛍光材料であるフルオレン化合物１を４質量％ドープした蛍光性発光層４４を５ｎｍの膜厚に成膜した。

参考実施例１と比較例１のそれぞれの素子構成において、蛍光性発光層に添加するゲストの添加量に対する素子の外部量子効率の変化を測定することにより、以下に示すように本発明の効果を確認した。

参考実施例１の素子では、添加量の増大と共に蛍光発光による青色成分の輝度が上昇し、５乃至１０質量％程度まで添加した時に外部量子効率が最大となり、それ以上添加して行くと濃度消光の影響で効率は低下した。燐光発光による緑色成分の輝度は、蛍光性発光層に添加するゲストの添加量には依存せず一定であった。

各々の素子構成で最大の外部量子効率が得られる添加濃度で比較すると、参考実施例１の素子（６質量％）は、比較例１の素子（４質量％）より、蛍光発光による青色成分も燐光発光による緑色成分も共に大きく、高い外部量子効率が得られた。

＜実施例２＞
蛍光性発光層２２と励起子生成層２３との間に、ＴＡＰＣを用いて励起子防止層を２ｎｍの膜厚に形成する他は、参考実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。

また、励起子防止層に用いられているＴＡＰＣの三重項励起エネルギーは２．８７ｅＶ、励起子生成層２３に用いられているＣＢＰの三重項励起エネルギーは２．５６ｅＶである。よって、励起子防止層内の界面近傍に生成された三重項励起子は、より低エネルギーの励起子生成層２３側に拡散して行き、蛍光性発光層２２側には拡散し難い。従って、生成された励起子を蛍光三重項の励起で熱失活させてしまう経路を、実施例１の素子よりも更に確実に遮断できる。この結果、本例の素子は、参考実施例１の素子よりも更に高い外部量子効率が得られた。

Claims

一対の電極と、前記一対の電極の間に挟持された、発光領域を含む有機化合物層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記発光領域が、少なくとも蛍光性発光層と燐光性発光層と、前記蛍光性発光層と燐光性発光層との間に配置された、自身では発光せずに励起子の生成のみが行なわれる励起子生成層とで構成され、
前記蛍光性発光層と前記励起子生成層との間に励起子防止層が挿入されており、前記励起子防止層と前記励起子生成層との間にキャリアのエネルギー障壁界面が存在し、前記エネルギー障壁界面の前記励起子生成層側にキャリアが蓄積されて励起子が生成され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。
前記蛍光性発光層の三重項励起エネルギーは、前記励起子生成層の三重項励起エネルギーよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
前記励起子防止層の三重項励起エネルギーは、前記励起子生成層の三重項励起エネルギーよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。