JP2019186521A - 有機発光素子、表示装置、撮像装置および照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
T1(H1)−T1(D1)≧0.3eV (1)
式(2)を満たすことで、第二発光層から第一発光層へ最低励起三重項エネルギーが移動しやすい。その結果、構成材料が劣化しやすい第二発光層の三重項励起子密度が低下するため、素子寿命を長くすることができる。また、第一発光層でのTTAにより、発光効率を向上することができる。
T1(H1)≦T1(HM)≦T1(H2) (3)
T1(H2)≦T1(D2) (4)
0eV<T1(H1)−T1(D3)<0.3eV (5)
0eV<T1(H2)−T1(D3)<0.3eV (6)
また、本発明の一実施形態に係る有機発光素子の発光層は全て低分子有機化合物で構成されることがさらに好ましい。
(基板)
本実施形態に係る有機発光素子の基板は、Si基板、ガラス基板、樹脂基板であってよい。Si基板である場合には、当該Si自体にトランジスタを形成することでマイクロ表示装置とすることもできる。ガラス基板である場合は、TFTを設けて表示装置としてよい。樹脂基板は、フレキシブル基板ともいうことができる。フレキシブル基板の場合には、フォルダブル、ローラブル表示装置であってよい。発光装置の発光方向を阻害しない限り、透過不透過を問わない。
本実施形態においては、第一電極は陽極であり、第二電極は陰極であるが、第一電極が陰極で、第二電極が陽極でもよい。第二電極側から光を取り出す場合、第一電極は反射電極であってよい。
本実施形態に係る有機化合物層は、複数の有機発光素子の共通層として形成されてよい。共通層とは、複数の有機発光素子にまたがって配置されていることであり、スピンコート等の塗布法や、蒸着法、を基板の全面に対して行うことで形成することができる。
本実施形態に係る有機発光素子の保護層は、化学気相堆積法(CVD法)を用いて形成されたシリコン窒化物(SiN)層やシリコン酸窒化物(SiON)層、原子層堆積法(ALD法)を用いて形成された酸化アルミニウム層、シリコン酸化物及びチタン酸化物などの外部からの酸素や水分の透過性が極めて低い材料から構成され、十分な水分遮断性能があれば単層または複数層であってもよい。複数層の場合は、それぞれ異なった材料を積層しても、同じ材料の密度を変えて積層させてもよい。保護層は、有機発光素子の発光が装置外へ取り出されやすいよう屈折率を考慮して構成されることが好ましい。保護層は、封止層ということもできる。
本実施形態に係る有機発光素子の平坦化層は、保護層の凹凸を埋めるためのものであり、保護層上に配置することが好ましい。これによって、保護膜の凹凸の傾斜部による、散乱光を低減することができ、混色を抑制することができる。平坦化層は塗布によって形成された樹脂層などから構成される。平坦化層は、任意の厚さで設けられてよく、例えば、10nm以上1000nm以下であってよい。
本実施形態に係る有機発光素子のカラーフィルタは、平坦化層上にカラーレジストを塗布し、リソグラフィによってパターニングされてよい。また、後述の対向基板にカラーフィルタを設けて、平坦化層の上に張り合わせてもよい。この場合、前述の平坦化層は10nm以上1000nm以下であってよい。
本実施形態に係る有機発光素子の対向基板は、透明基板が好ましい。対向基板は例えば、透明ガラス基板や、透明プラスチック基板等により構成されてよい。
本実施形態に係る有機発光素子は、表示装置や照明装置の構成部材として用いることができる。他にも、電子写真方式の画像形成装置の露光光源や液晶表示装置のバックライト、白色光源にカラーフィルタを有する発光装置等の用途がある。
以下に、図1に示すトップエミッション型構造の有機発光素子を作製する手順を示す。
T1(H1)−T1(D1)≧0.3eV (1)
T1(H2)≦T1(D2) (4)
0eV<T1(H1)−T1(D3)<0.3eV (5)
実施例1の第一ドーパントである赤色発光材料の重量比を、適宜変更する以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜3、比較例1〜2の白色有機発光素子を作成した。得られた有機発光素子について、実施例1と同様にその特性を測定・評価した。結果を表2に示す。
実施例1の正孔輸送層、電子ブロッキング層、正孔ブロッキング層、電子輸送層、第一ホスト、第二ホスト、第一ドーパント、第二ドーパント、第三ドーパントの材料と重量比を、適宜変更する以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜3、比較例1〜2の白色有機発光素子を作製した。得られた有機発光素子について、実施例1と同様にその特性を測定、評価した。結果を表3に示す。赤色発光材料由来のTTA発光割合が、38%以上の場合はA、35%以上38%未満の場合はB、31%以上35%未満の場合はC、27%以上31%未満の場合はD、27%未満の場合はEとして表記した。また、輝度半減時間は3000h以上の場合はA、2000h以上3000h未満の場合はB,2000h未満の場合はCと表記した。
実施例1の第一発光層と第二発光層の間に中間層としてHT7を5nm挿入した以外は、実施例1と同様な白色有機発光素子を作成した。実施例1と同様にその特性を測定、評価した結果、輝度半減時間が1600hと、実施例1に比べて著しく低下した。
実施例1の、第一発光層及び第二発光層の構成を以下のようにした以外は実施例1と同様にして有機発光素子を作製した。第一発光層は、第一ホストとしてEM1を99.1wt%、第一ドーパントとして赤色発光材料RD21を0.3wt%、第二ドーパントとして青色発光材料BD24を0.6wt%有する構成とした。第二発光層は、第二ホストとしてEM1を98.0wt%、第三ドーパントとして緑色発光材料GD11を2.0wt%有する構成とした。すなわち、第一ドーパントと、第二ドーパントとが同層に含まれる構成である。実施例1と同様にその特性を測定、評価した結果、輝度半減時間が1700hと、実施例1に比べて著しく低下した。
図1(a)の構成の有機発光素子を作製した。第一発光層のホスト、ドーパント材料は、下記表5のとおりである。ドーパントの重量比は0.6wt%とした。
ΔT1=T1(H)−T1(D) (8)
第一ドーパント材料をRD20に変更した以外は、実施例2と同様にして有機発光素子を作製した。
第二ドーパント材料をGD29に変更した以外は、実施例11と同様にして有機発光素子を作製した。
第三ドーパントをBD23に変更した以外は、実施例12と同様にして有機発光素子を作製した。
HTLの材料をHT3に変更した以外は、実施例13と同様にして有機発光素子を作製した。
ETLの材料をET7に変更した以外は、実施例14と同様にして有機発光素子を作製した。
EBLの材料をHT10に変更した以外は、実施例15と同様にして有機発光素子を苦作製した。
HBLの材料をET12に変更した以外は、実施例16と同様にして有機発光素子を作製した。
ET12の置換基であるフェニル基をナフチル基に変更した以外は、実施例17の同様にして有機発光素子を作製した。
EBLをHT10及びHT3の混合層とした以外は、実施例18と同様にして有機発光素子を作製した。
EBLをHT2及びHT3の混合層とした以外は、実施例18と同様にして有機発光素子を作製した。
HILの膜厚を8.4nm、HTLの膜厚を8.0nm、EBLの膜厚を10.0nm、第一発光層の膜厚を20.4nm、第二発光層の膜厚を9.2nm、HBLの膜厚を80nm、ETLの膜厚を30nm、LiFの膜厚を0.45nmとした以外は、実施例20と同様にして有機発光素子を作製した。
HILの膜厚を3.0nm、HTLの膜厚を11.0nm、EBLの膜厚を12.0nm、第一発光層の膜厚を17.4nm、第二発光層の膜厚を10.8nm、HBLの膜厚を100nm、ETLの膜厚を32nm、LiFの膜厚を0.45nmとした以外は、実施例20と同様にして有機発光素子を作製した。
HILの膜厚を3.0nm、HTLの膜厚を8.0nm、EBLの膜厚を10.0nm、第一発光層の膜厚を20.4nm、第二発光層の膜厚を9.2nm、HBLの膜厚を80nm、ETLの膜厚を30nm、LiFの膜厚を0.45nmとした以外は、実施例19と同様にして有機発光素子を作製した。
HILの膜厚を8.4nm、HTLの膜厚を5.5nm、EBLの膜厚を9.5nm、第一発光層の膜厚を17.2nm、第二発光層の膜厚を8.6nm、HBLの膜厚を110nm、ETLの膜厚を32nm、LiFの膜厚を0.45nmとした以外は、実施例19と同様にして有機発光素子を作製した。
HILの膜厚を8.4nm、HTLの膜厚を5.5nm、EBLの膜厚を12.0nm、第一発光層の膜厚を20.4nm、第二発光層の膜厚を5.0nm、HBLの膜厚を80nm、ETLの膜厚を26nm、LiFの膜厚を0.45nmとした以外は、実施例19と同様にして有機発光素子を作製した。
EBLにおけるHT10及びHT3の混合比を1:2としたこと以外は実施例24と同様にして有機発光素子を作製した。
EBLにおけるHT10及びHT3の混合比を1:3としたこと以外は実施例24と同様にして有機発光素子を作製した。
EBLにおけるHT2及びHT3の混合比を1:2としたこと以外は実施例21と同様にして有機発光素子を作製した。
EBLにおけるHT2及びHT3の混合比を1:3としたこと以外は実施例21と同様にして有機発光素子を作製した。
2 第一電極
3 正孔輸送層
4 第一発光層
5 第二発光層
6 電子輸送層
7 第二電極、
10 ガラス基板
11 防湿膜11
12 ゲート電極
13 ゲート絶縁膜
14 半導体層
15 ドレイン電極
16 ソース電極
17 薄膜トランジスタ
18 絶縁膜
19 コンタクトホール
20 陽極
21 有機化合物層
22 陰極
23 第1の保護層
24 第2の保護層
1000 表示装置
1001 上部カバー
1002 フレキシブルプリント回路
1003 タッチパネル
1004 フレキシブルプリント回路
1005 表示パネル
1006 フレーム
1007 回路基板
1008 バッテリー
1009 下部カバー
1100 撮像装置
1101 ビューファインダ
1102 背面ディスプレイ
1103 操作部
1104 筐体
1200 電子機器
1201 表示部
1202 操作部
1203 筐体
1300 表示装置
1301 額縁
1302 表示部
1303 土台
1310 表示装置
1311 第一表示部
1312 第二表示部
1313 筐体
1314 屈曲点
1400 照明装置
1401 筐体
1402 光源
1403 回路基板
1404 光学フィルム
1405 光拡散部
1500 自動車
1501 テールランプ
1502 窓
1503 車体
2 第一電極
3 正孔輸送層
4 第一発光層
5 第二発光層
6 電子輸送層
7 第二電極、
10 ガラス基板
11 防湿膜
12 ゲート電極
13 ゲート絶縁膜
14 半導体層
15 ドレイン電極
16 ソース電極
17 薄膜トランジスタ
18 絶縁膜
19 コンタクトホール
20 陽極
21 有機化合物層
22 陰極
23 第1の保護層
24 第2の保護層
1000 表示装置
1001 上部カバー
1002 フレキシブルプリント回路
1003 タッチパネル
1004 フレキシブルプリント回路
1005 表示パネル
1006 フレーム
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1009 下部カバー
1100 撮像装置
1101 ビューファインダ
1102 背面ディスプレイ
1103 操作部
1104 筐体
1200 電子機器
1201 表示部
1202 操作部
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1301 額縁
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1303 土台
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1311 第一表示部
1312 第二表示部
1313 筐体
1314 屈曲点
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1403 回路基板
1404 光学フィルム
1405 光拡散部
1500 自動車
1501 テールランプ
1502 窓
1503 車体
Claims (22)
- 第一電極と、第一発光層と、第二電極とを有し、前記第一発光層は第一ホスト材料と、第一ドーパント材料とを有し、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも高い有機発光素子であって、
前記第一発光層の重量を100wt%とした場合に、前記第一ドーパント材料の濃度が、0.3wt%以下であることを特徴とする有機発光素子。 - 前記第一ドーパント材料が蛍光発光材料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。
- 前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーと、前記第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーとの差が、0.3eV以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の有機発光素子。
- 前記第一発光層と前記第二電極との間に第二発光層を有し、前記第二発光層は第二ホスト材料と第二ドーパント材料を有し、
前記第二ドーパント材料のエネルギーギャップは、前記第一ドーパント材料のエネルギーギャップよりも大きいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の有機発光素子。 - 第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーT1(H1)と第一ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーT1(D1)が、下記の式(1)の関係を満たすことを特徴とする請求項4に記載の有機発光素子。
T1(H1)−T1(D1)≧0.3eV (1) - 前記第一発光層から前記第二発光層までの領域に含まれている有機化合物層の最低励起三重項エネルギーは、前記有機化合物層の第二電極側に隣接する有機化合物層の最低励起三重項エネルギー以下であることを特徴とする請求項4または5に記載の有機発光素子。
- 前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギーよりも高いことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギーは、前記第二ドーパント材料の最低励起三重項エネルギーよりも小さいことを特徴とする請求項4乃至7のいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 前記第一発光層が第三ドーパント材料をさらに有し、
前記第一ホスト材料の最低励起三項エネルギーT1(H1)と前記第三ドーパント材料の最低励起三項エネルギーT1(D3)が、下記式(4)を満たすことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の有機発光素子。
0eV<T1(H1)−T1(D3)<0.3eV (4) - 前記第二発光層が第三ドーパント材料をさらに有し、
前記第二ホスト材料の最低励起三項エネルギーT1(H2)と前記第三ドーパント材料の最低励起三項エネルギーT1(D3)が、下記式(5)を満たすことを特徴とする請求項4乃至8のいずれか一項に記載の有機発光素子。
0eV<T1(H2)−T1(D3)<0.3eV (5) - 前記第一発光層に含まれる材料および前記第二発光層に含まれる材料は、最低励起一重項エネルギーと、最低励起三重項エネルギーとの差が0.2eV以上であることを特徴とする請求項4乃至10のいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 第一ホスト材料と第二ホスト材料とが同一材料であることを特徴とする請求項4乃至11のいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 第一発光層と第二発光層が接していることを特徴とする請求項4乃至12のいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 前記第一ドーパントの重量比が、前記第一発光層の重量を100wt%とした場合に、0.05wt%以上0.3wt%以下であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 前記第一発光層と前記第二発光層との間に配置されている中間層をさらに有し、前記中間層の最低励起三重項エネルギーT1(HM)は、前記第二ホスト材料の最低励起三重項エネルギー以下、かつ前記第一ホスト材料の最低励起三重項エネルギー以上であることを特徴とする請求項4乃至14のいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 前記第一ホスト材料が、低分子有機化合物であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか一項に記載の有機発光素子。
- 前記第一発光層および前記第二発光層は、前記第一発光層及び前記第二発光層とで白色を発光する発光層であり、
前記有機発光素子は、光出射側にカラーフィルタを有することを特徴とする請求項4乃至16のいずれか一項に記載の有機発光素子。 - 複数の画素を有する表示装置であって、前記画素は、請求項1乃至17のいずれか一項に記載の有機発光素子と、前記有機発光素子に接続されている能動素子とを有することを特徴とする表示装置。
- 複数のレンズを有する光学部と、前記光学部を通過した光を受光する撮像素子と、画像を表示する表示部と、を有する撮像装置であって、
前記表示部は、前記撮像素子が撮像した画像を表示する表示部であり、前記表示部は請求項1乃至17のいずれか一項に記載の有機発光素子を有することを特徴とする撮像装置。 - 請求項1乃至17のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する表示部と、前記表示部が設けられた筐体と、前記筐体に設けられた通信部とを有することを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至17のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する光源と、前記光源が発する光を透過する光拡散部または光学フィルムと、を有することを特徴とする照明装置。
- 請求項1乃至17のいずれか一項に記載の有機発光素子を有する灯具と、前記灯具が設けられた機体とを有することを特徴とする移動体。
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CN201910244221.6A CN110323345B (zh) | 2018-03-30 | 2019-03-28 | 有机发光元件、显示设备、摄像设备和照明设备 |
US16/368,675 US10840470B2 (en) | 2018-03-30 | 2019-03-28 | Organic light emitting element, display apparatus, image pickup apparatus, and illumination apparatus |
DE102019108200.5A DE102019108200B4 (de) | 2018-03-30 | 2019-03-29 | Organisches Lichtemissionsbauelement, Anzeigegerät, Bildaufnahmegerät und Beleuchtungsgerät |
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JP2018068577 | 2018-03-30 | ||
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