JP4415489B2

JP4415489B2 - 有機電界発光素子

Info

Publication number: JP4415489B2
Application number: JP2000381491A
Authority: JP
Inventors: 豊康田所
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2000-12-15
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2020-12-15
Also published as: JP2002184574A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光色を容易に調整することのできる有機電界発光素子（ＯＬＥＤ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機物から成る発光層を有するＯＬＥＤは、直流低電圧駆動を実現するものとして注目されており、例えば、特公平６−３２３０７号公報には、図４で示すように、透光性ガラスから成る基板１の上面にインジウムスズ酸化物（ITO）の半透明被膜から成る陽極２を形成し、この上に正孔注入層３、発光層４、アルミニュウム（AL）の被膜から成る陰極５を順次形成し、陽極２と陰極５との間に電源６を接続することにより、陽極２で発生した正孔は正孔注入層３と発光層４との界面へ伝達され、ここで陰極５から伝達された電子と結合して、可視光線を発するものである。
【０００３】
また、正孔注入を促進させるために、正孔注入層３と発光層４との間に、正孔輸送層を介在させる構成のＯＬＥＤや、正孔注入層３と前記正孔輸送層とを一体化した正孔注入・輸送層とする構成のＯＬＥＤも知られており、前記構成と同様に、陽極２で発生した正孔は正孔注入層３と発光層４との界面へ伝達され、ここで陰極５から伝達された電子と結合して、可視光線を発する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
斯かるＯＬＥＤにおいて、前記可視光線の発光色は、発光層４の材料により決定されるが、現在用いることのできる材料では所望する発光色を得られない場合がある。例えば、青色、黄色、緑色、橙色等は発光色として実現可能な状態にあるが、白色は未だ容易には実現されない。
【０００５】
このような問題に鑑みて、例えば、青色の発光色を呈するドーパントをドープする第１の発光層と黄色の発光色を呈するドーパントをドープする第２の発光層とを積層形成することにより二層構造とした発光層４を用いて、前記両発光層の発光色が補色の関係であることを利用することにより、例えば、白色の発光色を実現することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、発光色の色純度は、発光層４を成膜する際における前記ドーパントのドーピング量や膜厚等の成膜工程によって大きく左右され、特に、異なるドーパントをドープする場合には、ホストとドーパントとを共蒸着する必要があり、極めて制御が難しく、所望の発光色を得ることは至難の業であった。この発明は、発光色を容易に調整することのできるＯＬＥＤの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、透光性の基板上に陽極と陰極とで挟んだ少なくとも１層以上の有機層で構成される有機電界発光素子であって、前記有機層は発光を呈する発光層を少なくとも有し、この発光層がホストとドーパントとからなり第１の発光色として青色を呈する第１のドーピング層と単一の発光材料からなり第２の発光色を呈するδ層と前記第１のドーピング層と同じホストとドーパントとからなり前記第１のドーピング層と同じ前記第１の発光色を呈する第２のドーピング層との積層構造から成り、前記発光層からの発光色が白色系となるものである。
【００１０】
また、前記第１、第２のドーピング層と前記δ層の各発光色が補色の関係にあるものである。
【００１２】
斯かる構成により、所望の発光色を得ることができ、一色だけドーピング層で構成するため成膜工程が簡単になり、ドーピング層に比べて成膜が容易なδ層を組み合わせることで発光色の調整が容易となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明を、添付図面に示した実施の形態に基づき説明する。
【００１４】
本実施の形態の構成は、図１で示すように、透光性ガラスから成る基板１０の上面にITOの半透明被膜から成る膜厚100nmの陽極１１を形成し、この上に陽極１１から正孔を取り込む働きを有するフェノール系有機物である銅フタロシアニン（CuPc）から成る膜厚100nmの正孔注入層１２、前記正孔を後述する発光層へ送る働きを有するアミン系有機物である4,4'−ビス[N−（1−ナフチル）−N−フェニル−アミノ]ビフェニル（NPD）から成る膜厚70nmの正孔輸送層１３、後述する発光層１４、後述する陽極からの電子を発光層１４へ送る働きを有するアルキレート有機物であるトリキノリノレートアルミニウム（Alq3）から成る膜厚20nmの電子輸送層１５、アルミリチウム（Al:Li）から成り電子輸送層１５が容易に前記電子を取り込めるように電子注入効果を有する膜厚100nmの陰極１６を順次積層形成して成り、陽極１１と陰極１６との間に電源１７を接続するものである。これら有機層（正孔注入層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５）と陰極１６は蒸着により形成される。
【００１５】
発光層１４は、図２で示すように、。陽極１１側から第１の発光層１４ａ、第２の発光層１４ｂ、第３の発光層１４ｃの三層構造となるように形成されている。第１の発光層４ａは、ホストとなる4,4'−ビス（2,2'−ジフェニルビニル）ビフェニル（DPVBi）に青色ドーパントである出光興産（株）製「IDE105」をドープしたものを膜厚10nmに蒸着した層（第１のドーピング層）、第２の発光層１４ｂは、黄色ドーパントである出光興産（株）製「IDE103」を膜厚0.2nm（0.1〜2.0nmの範囲内）で蒸着した層（δ層）、第３の発光層１４は、第１の発光層１４ａと同じものを膜厚30nmに蒸着した層（第２のドーピング層）である。
【００１６】
斯かる構成のＯＬＥＤにおける発光は、陰極１６側から注入される電子と陽極１１側から注入される正孔とがある領域で再結合することにより励起子を生成し、この励起子から発光が生じるものであるが、前記再結合領域は、正孔輸送層１３と発光層１４との界面で強く、電子輸送層１５へ向かうに従い弱くなる。従って、発光層１４の発光の強度は、δ層１４ｂの位置により調整することができる。
【００１７】
例えば、図２で示した構成によれば、発光層１４を構成するドーピング層１４ａ、δ層１４ｂ、ドーピング層１４ｃの各膜厚を調整することにより、ドーピング層１４ａ，１４ｃに起因する青色の強度とδ層１４ｂに起因する黄色の強度とを任意に設定することで、発光層１４からの発光の発光色を白色とすることができる。
【００１８】
また、発光層１４は、図３で示すように、図２で示した第１の発光層１４ａを用いないで、陽極１１側から第２の発光層（δ層）１４ｂ、第３の発光層（第２のドーピング層）１４ｃの二層構造となるように形成しても良く、この場合、第２の発光層１４ｂは前述と同じもの、第３の発光層１４ｃには、前述と同じもの、あるいは、ホストとなるジスチリルアリーレン化合物（出光興産（株）製「IDE120」）に青色ドーパントであるアウチルアミン系化合物（出光興産（株）製「IDE102」）をドープしても良い。
【００１９】
斯かる構成のＯＬＥＤにおける発光も、前述と同様に、発光層１４を構成するδ層１４ｂ、ドーピング層１４ｃの各膜厚を調整することにより、δ層１４ｂに起因する黄色の強度とドーピング層１４ｃに起因する青色の強度とを任意に設定することで、発光層１４からの発光の発光色を白色とすることができる。
【００２０】
また、本実施の形態において、正孔注入層１２と正孔輸送層１３が正孔供給層を構成し、電子輸送層１５が電子供給層を構成しているが、これらを形成しない発光層１４だけでも発光は可能である。
【００２１】
また、前記電子供給層を、電子輸送層１５と、この電子輸送層１５と陰極１６との間に位置して陰極１６から電子を取り込む働きを有する電子注入層と、で構成しても良く、この場合、電子輸送層１５にはAlq3、前記電子注入層にはフッ化リチウム（LiF）を用いることがでる。なお、この場合、陰極１６には電子注入効果を持たせる必要はなくなるので、Alを用いることができる。そして、これらの各層は、前述同様に蒸着により形成することができる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は、所望の発光色を呈するＯＬＥＤを得ることがき、これにより、白色の発光を呈することを可能とするＯＬＥＤを提供することができるものである。そして、異なる発光色を呈する複数の発光層を成膜して積層構造を得る際、共蒸着を使わずに一色だけドーピング層で構成するため成膜工程が簡単になり、ドーピング層に比べて成膜が容易なδ層を組み合わせることで発光色の調整が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態の構成を説明する模式断面図。
【図２】同上の要部の拡大模式断面図。
【図３】本発明に係る他の実施の形態の要部拡大模式断面図。
【図４】従来の技術の構成を説明する模式断面図。
【符号の説明】
１０基板
１１陽極
１２正孔注入層（正孔供給層）
１３正孔輸送層（正孔供給層）
１４発光層
１４ａ第１の発光層（ドーピング層）
１４ｂ第２の発光層（δ層）
１４ｃ第３の発光層（ドーピング層）
１５電子輸送層（電子供給層）
１６陰極
１７電源

Claims

透光性の基板上に陽極と陰極とで挟んだ少なくとも１層以上の有機層で構成される有機電界発光素子であって、前記有機層は発光を呈する発光層を少なくとも有し、この発光層がホストとドーパントとからなり第１の発光色として青色を呈する第１のドーピング層と単一の発光材料からなり第２の発光色を呈するδ層と前記第１のドーピング層と同じホストとドーパントとからなり前記第１のドーピング層と同じ前記第１の発光色を呈する第２のドーピング層との積層構造から成り、前記発光層からの発光色が白色系となることを特徴とする有機電界発光素子。
前記第１、第２のドーピング層と前記δ層の各発光色が補色の関係に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。