JP2020088060A - 有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
Description
有機電界発光素子は、陽極と陰極との間に発光性有機化合物を含んで形成される発光層を含む1種または複数種の層を挟んだ構造を持ち、陽極から注入されたホールと陰極から注入された電子が再結合する時のエネルギーを利用して発光性有機化合物を励起させ、発光を得るものである。有機電界発光素子は電流駆動型の素子であり、流れる電流をより効率的に活用するため、素子構造や、素子を構成する層の材料について種々検討されている(例えば、特許文献1〜3、非特許文献1参照)。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
水分は有機電界発光素子の電極の劣化の原因となり、電極の劣化が素子の特性の低下の原因となる。特に陰極界面に電子注入層としてアルカリ金属等の不安定な材料を使用することで、陰極界面の劣化が発生する。これに対し、素子の構造を陽極と、基板上に形成された陰極との間に発光層を含む複数の層が積層された、いわゆる逆構造にすることで陰極界面の電子注入層材料としてアルカリ金属等の不安定な材料に代えて、仕事関数が低く大気安定な金属酸化物等を使用することが可能となり、電極の劣化を抑制することが可能となる。このような逆構造を採用し、更に後に説明する、発光層の材料として、ホスト材料の三重項励起状態から一重項励起状態を経て発光材料へのエネルギー移動が可能なホスト材料と発光材料とを用いた本発明の有機電界発光素子は、発光層の輝度の減衰が効果的に抑制された素子となる。更に発光面積の減少を抑制する効果も併せて得られる。そしてこれらの素子の構成とすることで、厳密な封止なしでも良好に駆動する素子となるため、簡易な封止又は封止構造を有さない素子とすることが可能となり、フレキシブル性に優れた素子とすることができる。
本発明の有機電界発光素子は、陽極と、基板上に形成された陰極との間に発光層を含む複数の層が積層された構造を有するものである限り、積層される層の構成は特に制限されないが、陰極、電子注入層及び/又は電子輸送層、発光層、正孔輸送層及び/又は正孔注入層、陽極の各層がこの順に隣接して積層された素子であることが好ましい。なお、これらの各層は、1層からなるものであってもよく、2層以上からなるものであってもよい。
上記構成の有機電界素子において、素子が電子輸送層、電子注入層のいずれか一方のみを有する場合には、当該一方の層が陰極と発光層とに隣接して積層されることになり、素子が正孔輸送層と正孔注入層の両方を有する場合には、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層の順にこれらの層が隣接して積層されることになる。また、素子が正孔輸送層、正孔注入層のいずれか一方のみを有する場合には、当該一方の層が発光層と陽極とに隣接して積層されることになり、素子が正孔輸送層と正孔注入層の両方を有する場合には、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順にこれらの層が隣接して積層されることになる。
本発明における有機電界発光素子は、基板上に隣接して陰極が形成され、陽極と陰極との間に金属酸化物層を有する有機無機ハイブリッド型の有機電界発光素子であって、陰極と発光層との間に電子注入層と、必要に応じて電子輸送層とを有し、陽極と発光層との間に正孔輸送層及び/又は正孔注入層を有する構成の素子であることが好ましい。本発明における有機電界発光素子は、これらの各層の間に他の層を有していてもよいが、これらの各層のみから構成される素子であることが好ましい。すなわち、陰極、電子注入層、必要に応じて電子輸送層、発光層、正孔輸送層及び/又は正孔注入層、陽極の各層がこの順に隣接して積層された素子であることが好ましい。なお、これらの各層は、1層からなるものであってもよく、2層以上からなるものであってもよい。
ホスト材料の励起状態から発光材料(ゲスト材料)の励起状態へのエネルギー移動には、フェルスター(Forster)機構とデクスター(Dexter)機構の2種類があり、エネルギー移動の仕方には(a)ホスト材料の一重項励起状態(S1)からゲスト材料の一重項励起状態(S1)への移動、(b)ホスト材料のT1からゲスト材料のT1への移動、(c)ホスト材料のS1からゲスト材料のT1への移動、(d)ホスト材料のT1からゲスト材料のS1への移動、の4つがある。このうち、(a)、(c)、(d)はフェルスター(Forster)機構による移動であり、(b)はデクスター(Dexter)機構による移動である。
このうち、デクスター(Dexter)機構によるホスト材料のT1からゲスト材料のT1への移動は速度が遅いため、ホスト材料が不安定で水分と相互作用しやすい励起状態にある時間が長くなり、発光層の劣化に繋がる。一方、一般にホスト材料の励起状態の寿命は、T1よりもS1のほうが100万倍近く短いため、一重項励起状態(S1)からのエネルギー移動を利用することでホスト材料の水分との相互作用による劣化を効果的に抑制することができる。更にフェルスター(Forster)機構によるエネルギー移動の速度はホスト材料の励起状態の寿命に反比例するため、ホスト材料が一重項励起状態(S1)の場合は、三重項励起状態(T1)の場合に比べて発光材料へのエネルギー移動の速度が非常に速く、エネルギー移動が非常に効率的に起こる。
本発明の有機電界発光素子は、ホスト材料の三重項励起状態から一重項励起状態へ電子を遷移させ、フェルスター(Forster)機構によるエネルギー移動であるホスト材料の一重項励起状態から発光材料へのエネルギー移動をさせることが可能なホスト材料と発光材料とを発光層の材料として用いるものであり、これによりホスト材料から発光材料へのエネルギー移動を効率的に行うと共に、ホスト材料の水分との相互作用による劣化を抑制し、水分存在下でも有機電界発光素子の輝度の減衰を抑制したものである。
(I)発光層におけるホスト材料が熱活性化遅延蛍光(TADF)材料であり、発光材料がリン光材料である形態、(II)発光層におけるホスト材料がドナー性材料とアクセプター性材料の2種類から成るエキサイプレックスであり、発光材料がリン光材料である形態、(III)発光層におけるホスト材料がトリプレットトリプレットアニヒレーションが可能な蛍光ホストであり、発光材料が蛍光材料である形態、(IV)発光層におけるホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料と、該熱活性化遅延蛍光材料の三重項励起状態のエネルギー準位よりも励起状態のエネルギー準位が高いホスト材料との組み合わせであり、発光材料が蛍光材料である形態。
以下、これら4つの形態について順に説明する。
更に、発光材料として内部量子効率の高いリン光材料を用いることで発光効率の高い素子とすることができる。
アクセプター型置換基としては、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、フェナントロリン誘導体、トリアジン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ナフタレン、芳香環テトラカルボン酸無水物、シロール誘導体が挙げられる。
ドナー型置換基としては、アリールシクロアルカン系化合物、アリールアミン系化合物、フェニレンジアミン系化合物、カルバゾール系化合物、スチルベン系化合物、オキサゾール系化合物、トリフェニルメタン、トリフェニルメタン系化合物、ピラゾリン系化合物、ベンジン(シクロヘキサジエン)系化合物、アントラセン系化合物、フルオレノン系化合物、アニリン系化合物、シラン系化合物、ピベンジジン系化合物等が挙げられる。
S1のエネルギーとT1のエネルギーとの差は、BPICbPTRZでは0.14eVであり、PIC−TRZでは0.11eVである。
更に、発光材料としてリン光材料を用いることで発光効率の高い素子とすることができる。
このようなホスト材料と発光材料として蛍光材料を組み合わせて用いることで発光効率の高い素子とすることができる。
この形態では、熱活性化遅延蛍光材料を用いることで、上記(I)の形態と同様に、三重項励起状態から一重項励起状態を経て発光材料への速いエネルギー移動が可能となる。更に、熱活性化遅延蛍光材料の三重項励起状態のエネルギー準位よりも励起状態のエネルギー準位が高いホスト材料を組み合わせることで、該ホスト材料の三重項励起状態から熱活性化遅延蛍光材料の三重項励起状態へのエネルギー移動が起こるため、ホスト材料から発光材料へより多くのエネルギー移動をさせることが可能となる。
このようなホスト材料と発光材料として蛍光材料を組み合わせて用いることで発光効率の高い素子とすることができる。
X’、X’’は、水素原子、又は、環構造の置換基となる1価の置換基を表し、点線の円弧部分を形成する環構造に複数個結合していてもよい。X’、X’’は、結合して点線の円弧で表される2つの環構造の一部とともに新たな環構造を形成してもよい。X’、X’’は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式(1)中、窒素原子と3つの炭素原子とで構成された骨格部分における点線は、点線で結ばれる2つの原子が単結合又は二重結合で結合していることを表す。
式(1)中、M’は、金属原子を表す。窒素原子からM’への矢印は、窒素原子がM’原子へ配位していることを表す。nは、金属原子M’の価数を表す。
X’、X’’は、水素原子、又は、環構造の置換基となる1価の置換基を表し、点線の円弧部分を形成する環構造に複数個結合していてもよい。X’、X’’は、結合して点線の円弧で表される2つの環構造の一部とともに新たな環構造を形成してもよい。X’、X’’は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
式(2)中、M’は、金属原子を表す。窒素原子からM’への矢印は、窒素原子がM’原子へ配位していることを表す。nは、金属原子M’の価数を表す。
式(2)中、XaとXbとを結ぶ実線の円弧は、XaとXbとが少なくとも1つの他の原子を介して結合していることを表し、XaとXbとともに環構造を形成していてもよい。Xa、Xbは、酸素原子、窒素原子、炭素原子のいずれかを表す。Xa、Xbは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。XbからM’への矢印は、XbがM’原子へ配位していることを表す。m’は、1〜3の数である。
式(4−2)において、R1〜R3が1価の置換基の場合、環構造が複数の1価の置換基を有していてもよい。
式(4−1)、(4−2)中、窒素原子からM’への矢印は、窒素原子がM’原子へ配位していることを表す。式(4−1)中、酸素原子からM’への矢印は、酸素原子がM’原子へ配位していることを表す。
本実施形態において発光材料として使用されるリン光材料としては、Pt錯体である上記式(7−8)に示されるTLEC025を用いてもよい。
また、本実施形態において発光材料として使用されるリン光材料は、常温でリン光発光する材料であることが好ましい。
発光層の平均厚さは、低分子化合物の場合は水晶振動子膜厚計により、高分子化合物の場合は接触式段差計により測定することができる。
電子輸送層の材料として用いることができる化合物の例としては、トリス−1,3,5−(3’−(ピリジン−3’’−イル)フェニル)ベンゼン(TmPyPhB)のようなピリジン誘導体、(2−(3−(9−カルバゾリル)フェニル)キノリン(mCQ))のようなキノリン誘導体、2−フェニル−4,6−ビス(3,5−ジピリジルフェニル)ピリミジン(BPyPPM)のようなピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、バソフェナントロリン(BPhen)のようなフェナントロリン誘導体、2,4−ビス(4−ビフェニル)−6−(4’−(2−ピリジニル)−4−ビフェニル)−[1,3,5]トリアジン(MPT)のようなトリアジン誘導体、3−フェニル−4−(1’−ナフチル)−5−フェニル−1,2,4−トリアゾール(TAZ)のようなトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル−1,3,4−オキサジアゾール)(PBD)のようなオキサジアゾール誘導体、2,2’,2’’−(1,3,5−ベントリイル)−トリス(1−フェニル−1−H−ベンズイミダゾール)(TPBI)のようなイミダゾール誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(Zn(BTZ)2)、トリス(8−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Alq3)などに代表される各種金属錯体、2,5−ビス(6’−(2’,2’’−ビピリジル))−1,1−ジメチル−3,4−ジフェニルシロール(PyPySPyPy)等のシロール誘導体に代表される有機シラン誘導体等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
これらの中でも、Alq3のような金属錯体、TmPyPhBのようなピリジン誘導体が好ましい。
p型の高分子材料(有機ポリマー)としては、例えば、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ(p−フェニレンビニレン)、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。
またこれらの化合物は、他の化合物との混合物として用いることもできる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン/スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等が挙げられる。
電子輸送層や正孔輸送層の平均厚さは、低分子化合物の場合は水晶振動子膜厚計により、高分子化合物の場合は接触式段差計により測定することができる。
ポリアミン類としては、塗布により層を形成することができるものが好ましく、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。低分子化合物としては、ジエチレントリアミンのようなポリアルキレンポリアミンが好適に用いられ、高分子化合物では、ポリアルキレンイミン構造を有する重合体が好適に用いられる。特にポリエチレンイミンが好ましい。
トリアジン環含有化合物としては、メラミンやベンゾグアナミン/アセトグアナミン等のグアナミン類の他、メチロール化されたメラミンやグアナミン類、メラミン/グアナミン樹脂等のメラミン/グアナミン骨格を有する化合物の1種又は2種以上を用いることができるが、これらの中でも、メラミンが好ましい。
ジアザビシクロノネン誘導体としては、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)などが挙げられる。
ジアザビシクロウンデセン誘導体としては、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)などが挙げられる。
電子輸送性材料としては、上述した電子輸送層の材料を用いることができる。
有機電子注入層の平均厚さは、低分子化合物からなる場合は水晶振動子膜厚計により、高分子化合物を含む場合は接触式段差計により測定することができる。
これら第1の金属酸化物層は、電子注入層ともいえ、また、電極(陰極)ともいえる。
なお、本発明においては、シート抵抗が100Ω/□より低い物は導電体、シート抵抗が100Ω/□より高い物は半導体または絶縁体として分類される。従って、透明電極として知られているITO(錫ドープ酸化インジウム)、ATO(アンチモンドープ酸化インジウム)、IZO(インジウムドープ酸化亜鉛)、AZO(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、FTO(フッ素ドープ酸化インジウム)等の薄膜は、導電性が高く半導体または絶縁体の範疇に含まれないことから上記第1の金属酸化物層を構成する一層に該当しない。
上記第2の金属酸化物層の平均厚さは、特に限定されないが、1〜1000nmであることが好ましい。より好ましくは、5〜50nmである。
第1の金属酸化物層の平均厚さは、触針式段差計、分光エリプソメトリーにより測定することができる。
第2の金属酸化物層の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定することができる。
金属酸化物以外の材料からなる正孔注入層の平均厚さは、上記第2の金属酸化物層の平均厚さと同様であることが好ましい。
陰極としては、この中でも、ITO、IZO、FTOが好ましい。
陽極としては、これらの中でも、Au、Ag、Alが好ましい。
上記のように、一般に陽極に用いられる金属を陰極及び陽極に用いる事ができる事から、上部電極からの光の取り出しを想定する場合(トップエミッション構造の場合)も容易に実現でき、上記電極を種々選んでそれぞれの電極に用いる事ができる。例えば、下部電極としてAl、上部電極にITOなどである。
上記陽極の平均厚さは、特に限定されないが、10〜1000nmであることが好ましい。より好ましくは、30〜150nmである。また、不透過な材料を用いる場合でも、例えば平均厚さを10〜30nm程度にすることで、トップエミッション型及び透明型の陽極として使用することができる。
陽極の平均厚さは、水晶振動子膜厚計により成膜時に測定することができる。
これらの中でも、溶媒としては、非極性溶媒が好適であり、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられ、これらを単独または混合して用いることができる。
有機電界発光素子に対して水蒸気透過率が10−4g/m2・day以上の簡易な封止をする方法は特に制限されず、例えば、そのような水蒸気透過率の封止フィルムを用いる方法等を用いることができる。
有機電界発光素子の水蒸気透過率は、Ca腐食法により測定することができる。
以下においては、本発明の有機電界発光素子を「実施例」、本発明の有機電界発光素子と封止の点で異なるものを「参考例」、ホスト材料の点で異なるものを「比較例」、封止とホスト材料の両方の点で異なるものを「比較参考例」と記載する。
以下に示す方法により、図1に示す逆構造の有機電界発光素子を製造した。
[1]ITO膜(膜厚150nm、幅3mmにパターニング済)からなる陰極を有する平均厚さ0.7mmの市販されているガラス製透明基板(以下、単に基板とも称する)を用意した。
[2]次に、陰極を有する基板を、アセトン中およびイソプロパノール中でそれぞれ10分間超音波洗浄し、さらにイソプロパノール中で5分間煮沸した。その後、基板をイソプロパノール中から取り出し、窒素ブローにより乾燥させ、UVオゾン洗浄を20分間行った。
[3]次に、陰極を有する基板を、金属亜鉛ターゲットを有するマグネトロンスパッタ装置のチャンバー内の基板ホルダーに固定した。チャンバー内を約1×10−4Paまで減圧した後、アルゴンと酸素を導入した状態でZnOのスパッタリング処理を実行した。これにより、陰極上に膜厚3nmの酸化亜鉛膜(電子注入層)を形成した。
[4]次に、酢酸マグネシウムの1.0重量%のエタノール溶液を作製した。酸化亜鉛層を作製した基板をスピンコーターにセットし、酢酸マグネシウム溶液を滴下し、毎分1300回転で60秒間回転させた。その後、この基板に、大気下で400℃、1時間のアニールを行い、膜厚3nmの酸化マグネシウム膜を形成した。[3]と[4]の工程により、酸化亜鉛層と酸化マグネシウム層とが積層された第一の金属酸化物層を積層した基板とした。
[5]次に、下記式(a)に示す2FlCz―TRZの1.0重量%のトルエン溶液と、下記式(b)に示すDBNの2.0重量%のトルエン溶液をそれぞれ作製した。各溶液を等量の割合で混ぜ合わせ、混合溶液を作製した。
その後、第一の金属酸化物層を積層した基板をスピンコーターにセットし、混合溶液を滴下し、毎分3000回転で30秒間回転させた。さらに、上記混合溶液を塗布した基板を、ホットプレートを用いて、窒素雰囲気中で150℃で1時間アニールした。これにより、平均膜厚20nmの有機電子注入層を形成した。
[6]次に、有機電子注入層まで形成した基板を、真空蒸着装置のチャンバー内の基板ホルダーに固定した。下記式(c)に示すFuCz−TRZ、下記式(d)に示すIr(mppy)3、ケミプロ化成社製正孔輸送材料であるHTM−081、下記式(e)に示すHAT−CNとAlをそれぞれルツボに入れて蒸着源にセットした。
[7]真空蒸着装置内を約1×10−5Paまで減圧し、FuCz−TRZを5nm成膜し、電子輸送層とした。
[8]その後、Ir(mppy)3をゲスト材料、FuCz−TRZをホスト材料として25nm共蒸着し、発光層を成膜した。この時、Ir(mppy)3のドープ濃度が発光層全体に対して3重量%となるようにした。
[9]その後、HTM−081を40nm成膜することにより、正孔輸送層を成膜した。
次に、HAT―CNを10nm成膜し、正孔注入層とした。
[10]上部電極として、Alを膜厚100nmになるように蒸着し、陽極を形成した。
なお、陽極を蒸着する時、ステンレス製の蒸着マスクを用いて蒸着面が幅3mmの帯状になるようにした。このことにより、有機EL素子の発光面積を9mm2とした。
[11]上記[10]まで作製した基板をスパッタ装置に移動し、封止膜として水蒸気透過率が2×10−2g/m2・dayを有するSiNxを90nmを成膜した。
[12]SiNxまで形成した基板を尾池工業社製封止フィルム(水蒸気透過率:3×10−4g/m2・day)を熱硬化性接着剤を用いて貼り付け、有機電界発光素子の封止を施した。
[12]の工程における封止フィルムを用いた封止の代わりにざぐりガラスを用いた缶封止を行ったこと以外、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[8]の工程における発光層の形成において、ホスト材料に下記式(f)に示すDIC−TRZを用いたこと以外、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[12]の工程における封止フィルムを用いた封止の代わりにざぐりガラスを用いた缶封止を行ったこと以外、実施例2と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[8]の工程における発光層の形成において、ホスト材料に下記式(g)に示すCBPを用いたこと以外、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[12]の工程における封止フィルムを用いた封止の代わりにざぐりガラスを用いた缶封止を行ったこと以外、比較例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
実施例1の[5]の工程を[5−1]の工程にしたこと、[8]の工程における発光層の形成において、ホスト材料に下記式(h)に示すo−PhFuCz−TRZを用いたこと、さらに封止工程である[11]から[12]の工程を行わなかったこと以外、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[5−1]次に、下記式(i)に示す2bの1.0重量%のシクロペンタノン溶液と下記式(j)に示すN−DMBIの1.0重量%のシクロペンタノン溶液をそれぞれ作製した。各溶液を質量比で9:1の割合で混ぜ合わせ、混合溶液を作製した。
その後、第一の金属酸化物層を積層した基板をスピンコーターにセットし、混合溶液を滴下し、毎分3000回転で30秒間回転させた。さらに、上記混合溶液を塗布した基板を、ホットプレートを用いて、窒素雰囲気中で150℃で1時間アニールした。これにより、平均膜厚20nmの有機電子注入層を形成した。
[10]の工程後にざぐりガラスを用いた缶封止を行ったこと以外、実施例3と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[8]の工程における発光層の形成において、ホスト材料に下記式(g)に示すCBPを用いたこと以外、実施例3と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[10]の工程後にざぐりガラスを用いた缶封止を行ったこと以外、比較例2と同様にして有機電界発光素子を作製した。
[12]の工程を行わなかったこと以外、実施例1と同様にして有機電界発光素子を作製した。
参考例1と同じ有機電界発光素子を作製した。
実施例1〜4、参考例1〜4、比較例1〜2および比較参考例1〜2の有機電界発光素子について、それぞれEHC社製の「有機EL寿命測定装置」により、一定電流での駆動を開始してからの経過時間と、相対輝度との関係を調べた。具体的には、有機電界発光素子に一定電流が流れるように電圧を自動的に調整し、一定電流での駆動を開始してからの経過時間に対する相対輝度の測定(コニカミノルタ社製の輝度計(LS−110)による)を行った。なお、電流値は、実施例1、2、4、参考例1、2、4、比較例1および比較参考例1は測定開始時の輝度が600cd/m2になるように、実施例3、参考例3、比較例2および比較参考例2は測定開始時の輝度が1000cd/m2になるように、各有機電界発光素子ごとに設定した。その結果を図2〜7に示す。
さらに、図5に示すように、TADF材料であるo−PhFuCz−TRZをホストに用い、封止を施さなかった実施例3の素子では、ガラス封止をした参考例3の素子と経過時間に伴う輝度の低下がほとんど同じであった。この結果から、TADF材料をホストに用いた有機電界発光素子は封止構造を有さない場合においても水分などによる輝度の劣化が効果的に抑制されることが確認された。
さらに、図7に示すように、TADF材料であるFuCz−TRZをホストに用い、水蒸気透過率が2×10−2g/m2・dayを有するSiNxで封止を行った実施例4の有機電界発光素子においても、経過時間に伴う輝度の低下が、ガラス封止をした参考例4の素子とわずかな差はあるものの、時間の経過に伴って拡大することはなく、低バリアの封止においても、劣化の少ない素子が実現できていることが確認された。
一方、図4に示すように、本発明のホスト材料に該当しない一般のホスト材料を用いた比較例1の素子は、同じホスト材料を用いてガラス封止がされた比較参考例1の素子と比べて輝度の劣化速度が大きく異なる結果となった。これは実施例1および参考例1の関係、実施例2および参考例2の関係とは大きく異なる。
また、図6に示すように、本発明のホスト材料に該当しない一般のホスト材料を用いた比較例2の素子では、輝度の劣化速度が短時間の経過で既に同じホスト材料を用いてガラス封止がされた比較参考例2の素子と異なる結果となった。これは実施例3および参考例3の関係とは異なる。
これらの結果から、本発明の有機電界発光素子は、フレキシブル性に優れながら輝度の早期の減衰が効果的に抑制された素子であることが確認された。
Claims (7)
- 陽極と、基板上に形成された陰極との間に発光層を含む複数の層が積層された構造を有する有機電界発光素子であって、
該有機電界発光素子は、発光層がホスト材料と発光材料とを含み、電荷の再結合により生じる該ホスト材料の三重項励起状態が発光材料へエネルギー移動が可能であり、
水蒸気透過率が10−4g/m2・day以上の封止がされているか又は封止構造を有さないことを特徴とする有機電界発光素子。 - 前記発光層におけるホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料であり、発光材料がリン光材料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。
- 前記発光層におけるホスト材料がドナー性材料とアクセプター性材料の2種類から成るエキサイプレックスであり、発光材料がリン光材料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。
- 前記発光層におけるホスト材料がトリプレットトリプレットアニヒレーションが可能な蛍光ホストであり、発光材料が蛍光材料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。
- 前記発光層におけるホスト材料が熱活性化遅延蛍光材料と、該熱活性化遅延蛍光材料の三重項励起状態のエネルギー準位よりも励起状態のエネルギー準位が高いホスト材料との組み合わせであり、発光材料が蛍光材料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。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えることを特徴とする表示装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えることを特徴とする照明装置。
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