JP4657512B2

JP4657512B2 - 有機発光素子

Info

Publication number: JP4657512B2
Application number: JP2001217393A
Authority: JP
Inventors: アジズハニー; ディー．ポポヴィクゾーラン; フナン−シン
Original assignee: エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
Priority date: 2000-07-31
Filing date: 2001-07-18
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2021-07-18
Also published as: US6743067B2; JP2002100473A; EP1178546B1; US20030132704A1; US6734623B1; EP1178546A3; EP1178546A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光電子素子に関し、より詳細には有機発光素子に関する。本発明はさらに有機発光素子のアニール方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二層有機素子からの効率的なエレクトロルミネセンスが報告された。そのとき以来、有機発光素子（ＯＬＥＤ）は面積の広いディスプレイを製造する可能性のため、非常に注目されている。
【０００３】
Sheats et al.,による論説で説明されるように、有機発光素子の基本的な構造は、二つの電極及びこれらの電極の間の有機材料からなる。電子が低仕事関数の陰極から有機材料に注入され、正孔は高仕事関数の陽極から有機材料に注入される。正孔及び電子が有機材料で結合してルミネセント励起状態を形成する。
【０００４】
有機発光素子（ＯＬＥＤ）は種々の用途に対して将来性のある技術を呈する。これらの素子は、多様な発光色、高いエネルギー変換効率、比較的低い動作電圧を含む重要な利点を提供する。有機発光素子は、一般的に１０ボルト未満の動作電圧で１００ｃｄ／ｃｍ2のレベルの輝度の光を生成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
公知の従来技術による有機発光素子によって上記の利点をもたらすことができるが、量子効率を低下させずに素子の動作電圧をさらに低下させる必要性が依然としてある。有機発光素子の量子効率は、素子へと運ばれる電荷当たりの放出フォトンの数として定義することができる。量子効率の低下を伴わない動作電圧の低下は、有機発光素子を含む素子のエネルギー変換効率の上昇及び電力消費の低下に直接的に結びつく。エネルギー変換効率が高いと、熱の生成という形態の電力の損失が低く、したがって素子の過熱が少なくなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の必要性及び他の必要性のうちの少なくとも幾つかを満たすことができる有機発光素子を提供する。本発明の有機発光素子の例示的な実施形態では、動作電圧が低下している。さらに、本発明の有機発光素子の例示的な実施形態では、エネルギー変換効率が上昇している。
【０００７】
本発明の有機発光素子は、アニールした製造後の有機発光素子からなる。本発明のアニールした有機発光素子は、陽極、陰極、及び陽極と陰極との間の発光領域からなる。発光領域は有機発光材料からなる。
【０００８】
また、本発明の有機発光素子の実施形態は、発光領域に隣接する正孔輸送領域及び／又は電子輸送領域も含むことができる。
【０００９】
本発明のアニールした有機発光素子は、アニールされる前と比べて性能上の特性が改良されている。特に、アニールした有機発光素子では動作電圧は低下しているが、量子効率は低下していない。そのため、アニールした有機発光素子はエネルギー変換効率が上昇している。
【００１０】
本発明のアニールした有機発光素子の例示的な実施形態では、所与の駆動電流で高い輝度レベルの光を放出することができる。
【００１１】
また、本発明は有機発光素子のアニール方法も提供する。この方法の例示的な実施形態は、有機発光素子の性能上の特性を向上させるのに有効な温度及び時間で素子を加熱することを含む。
【００１２】
本発明の有機発光素子のアニール方法の例示的な実施形態では、アニール前の同じ特性と比べて、有機発光素子の動作電圧を低下させ、エネルギー変換効率を向上させることができる。
【００１３】
本発明の有機発光素子のアニール方法の幾つかの例示的な実施形態では、アニールによって所与の駆動電流での輝度が向上した有機発光素子を得ることができる。
【００１４】
本発明は、各々が異なる特性を有し得る複数の有機発光素子を、異なる素子の特性がより均一になるように、即ち均質になるようにアニールする方法をさらに提供する。より一貫したデバイスの性能を提供するために、より均質な特性を有するアニールした素子を同じデバイス又は任意で異なるデバイスに使用することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施形態について、以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
本発明は、性能が向上した有機発光素子（ＯＬＥＤ）を提供する。また、本発明は、有機発光素子の性能上の特性を向上させるために有機発光素子をアニールする方法も提供する。
【００１７】
本発明のアニールした有機発光素子の例示的な実施形態では、動作電圧が低下し、エネルギー変換効率が上昇している。
【００１８】
本発明の発光素子の例示的な実施形態は、陽極、陰極及び陽極と陰極との間の発光領域からなる。発光領域は、広範囲にわたる異なる有機発光材料からなってよい。
【００１９】
本発明の有機発光素子は、製造後の有機発光素子をアニールすることによって形成される。アニールの結果、アニール前の素子の特性及び性能上の特性に比べて、素子の特性及び性能上の特性を著しく向上させることができる。
【００２０】
本発明の有機発光素子のアニール方法の他の例示的な実施形態では、各素子の特性及び性能上の特性に比べてより均一な特性及び性能上の特性を有するアニールした有機発光素子を形成することができる。
【００２１】
図１は、本発明の有機発光素子（ＯＬＥＤ）１０の例示的な実施形態を示している。有機発光素子１０は、基板１２、基板１２上に位置する陽極１４、陽極１４上に位置する発光領域１６及び発光領域１６上に位置する陰極１８からなる。動作中、電界を印加することによって正の電荷（正孔）及び負の電荷（電子）がそれぞれ陽極１４及び陰極１８から発光領域１６へ注入されて再結合し、これによって発光領域１６で発光が起きる。
【００２２】
発光領域１６は有機発光材料からなる。適切な有機発光材料を、例えば、金属オキシノイド化合物、スチルベン化合物、アントラシン化合物、オキサジアゾール金属キレート化合物、ポリフルオレン類、ポリフェニレンビニレン類、これらの誘導体及び混合物から選択することができる。他の適切な有機発光材料を以下に説明する。
【００２３】
さらに発光領域１６は、一つ以上の正孔輸送材料及び電子輸送材料からなる。
【００２４】
さらに、以下に説明するように、有機発光素子１０の実施形態は、陽極１４と発光領域１６との間の正孔輸送領域及び陰極１８と発光領域１６との間の電子輸送領域のうちの少なくとも一つを含むことができる。このような正孔輸送領域及び／又は電子輸送領域は、適切な正孔輸送材料として、例えば、ポリフェニレンビニレン類、ポリチオフェン類、第３芳香族アミン類、インドロカルバゾール化合物等の物質、並びに適切な電子輸送材料として、例えば、金属オキシノイド類、トリアジン類、オキサジアゾール金属キレート、スチルベン類、ポリフルオレン類等の物質からなることができる。
【００２５】
本発明の有機発光素子１００の他の例示的な実施形態を図２に示す。有機発光素子１００は、基板１１２、基板１１２上に位置する陽極１１４、陽極１１４上に位置する発光領域１１６、発光領域１１６上に位置する陰極１１８からなる。この実施形態では、有機発光素子１００は、陽極１１４上に位置し正孔輸送材料（ＨＴＭ）からなる正孔輸送領域１２０及び正孔輸送領域１２０上に位置し陰極１１８に隣接する、電子輸送材料（ＥＴＭ）からなる電子輸送領域１２２を含む。正孔輸送領域１２０及び電子輸送領域１２２のうちの少なくとも一方が、これら二つの領域の組成に応じて光を放出する。正孔輸送領域１２０及び電子輸送領域１２２を形成するのに適した材料を、例えば、上記に説明した材料から選択することができる。
【００２６】
本発明の有機発光素子２００の他の例示的な実施形態を図３に示す。有機発光素子２００は、基板２１２、基板２１２上に位置する陽極２１４、陽極２１４上に位置する発光領域２１６、及び発光領域２１６上に位置する陰極２１８からなる。
【００２７】
有機発光素子２００では、発光領域２１６は、陽極２１４上に位置し正孔輸送材料からなる正孔輸送領域２２０、陰極２１８に隣接し電子輸送材料からなる電子輸送領域２２２及び正孔輸送領域２２０上に位置し正孔輸送材料と電子輸送材料との混合物からなる混合領域２２４からなる。
【００２８】
有機発光素子２００では、一般的に混合領域２２４が発光領域の発光部分である。したがって、このような実施形態では、正孔輸送材料及び電子輸送材料のうちの一方がエミッタとなる。他の実施形態では、混合領域２２４は発光ドープ材料をさらに含む。このような実施形態では、混合領域を形成する正孔輸送材料と電子輸送材料のうちの少なくとも一方がエミッタであってもよい。
【００２９】
しかし、有機発光素子２００の他の例示的な実施形態では、正孔輸送領域２２０及び電子輸送領域２２のうち少なくとも一方によって発光が任意にもたらされ得ることが考えられる。さらに、有機発光素子２００のまた他の実施形態では、正孔輸送領域２２０、混合領域２２４及び電子輸送領域２２２のうちの二つ以上によって発光がもたらされ得る。正孔輸送領域２２０、電子輸送領域２２２及び混合領域２２４を形成するのに適した材料を、例えば、上記に説明した材料から選択することができる。混合領域２２４が一つ以上の発光ドープ材料からなる実施形態では、適切な発光ドープ材料を、例えば、蛍光染料又はリン光材料から選択することができる。
【００３０】
本発明の有機発光素子２００の幾つかの例示的な実施形態では、正孔輸送領域２２０又は電子輸送領域２２２の一つだけが混合領域２２４に隣接して形成される。陽極２１４と混合領域２２４との間に正孔輸送領域２２０を含むが、混合領域２２４と陰極２１８との間に電子輸送領域２２２を含まない有機発光素子２００の実施形態では、混合領域２２４は陰極２１８に接触する。このような実施形態では、正孔輸送領域２２０及び混合領域２２４のうち少なくとも一方がエミッタとなる。
【００３１】
混合領域２２４と陰極２１８との間に電子輸送領域２２２を含むが陽極２１４と混合領域２２４との間に正孔輸送領域２２０を含まない有機発光素子２００の他の実施形態では、混合領域２２４は陽極２１４に接触する。このような実施形態では、電子輸送領域２２２と混合領域２２４のうち少なくとも一方がエミッタとなる。
【００３２】
本発明の有機発光素子の幾つかの例示的な実施形態では、混合領域２２４、正孔輸送領域２２０及び電子輸送領域２２２のうち少なくとも一つが複数の層からなる。有機発光素子１０及び１００に対しても多層構造体を形成することもできる。
【００３３】
本発明によると、混合領域２２４の正孔輸送材料と正孔輸送領域２２０の正孔輸送材料は同じでもよいし、任意で異なる材料でもよい。同様に、混合領域２２４の電子輸送材料と電子輸送領域２２２の電子輸送材料は同じ材料でもよいし、任意で異なる材料でもよい。
【００３４】
本発明の有機発光素子の他の例示的な実施形態は、基板、基板上に位置する陽極、陽極上に位置する発光領域、及び発光領域上に位置する陰極からなる。このような実施形態では、発光領域は、陽極上に位置し正孔輸送材料からなる正孔輸送領域、正孔輸送領域上に位置し有機発光材料からなる発光部分、発光部分上且つ陰極に隣接して位置し電子輸送材料からなる電子輸送領域からなる。したがって、本発明の有機発光素子のこのような実施形態の構造は、混合領域２２４が発光部分に代わったことを除いて、図３に示す有機発光素子２００の構造に類似している。正孔輸送領域、発光部分及び電子輸送領域を形成するのに適した材料を、例えば、上記の材料から選択することができる。
【００３５】
本発明の他の例示的な実施形態では、有機発光素子は、陽極ではなく陰極が基板に接触する素子構造からなることができる。このような有機発光素子３００の例示的な実施形態を図４に示す。有機発光素子３００は、基板３１２、基板３１２上に位置する陰極３１８、陰極３１８上に位置する発光領域３１６及び発光領域３１６上に位置する陽極３１４からなる。動作中、電界を印加することによって正電荷（正孔）及び負電荷（電子）がそれぞれ陽極３１４及び陰極３１８から発光領域３１６へ注入されて再結合し、発光領域３１６で発光する。
【００３６】
発光領域３１６は、例えば、上述した図２における有機発光素子１００の発光領域１１６又は有機発光素子２００の発光領域２１６と同じ構造であってもよい。
【００３７】
広範囲の波長の光を放出するように、有機発光素子の実施形態を製造することができる。発光材料、正孔輸送材料及び電子輸送材料の適切な組み合わせ及び混合物を選択することによって、約４００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長の光を有機発光素子から放出することができる。したがって、本発明の有機発光素子は、適切な材料を選択することによって広範囲にわたる異なる色の光を放出することができる。発光の色が多様であるために、赤、緑又は青のような幾つかの特定の色の光が所望される種々の用途で本発明の有機発光素子を使用することができる。
【００３８】
種々の発光材料、正孔輸送材料及び電子輸送材料が当業界で公知であり、また、所望の色の発光を達成するための材料の組み合わせの選択も公知である。さらに、所望の色の発光を提供するためのこのような材料の選択は、当業者によって通常の実験で容易に実施できる。
【００３９】
有機発光素子の実施形態を交流（ＡＣ）及び／又は直流（ＤＣ）駆動条件下で動作させることができる。以下に、より詳細に述べるように、動作寿命を長くするために幾つかの実施形態ではＡＣ駆動条件が好ましい。
【００４０】
本発明の有機発光素子の従来技術とは異なる部分をより詳細に説明する。
【００４１】
基板１２、１１２、２１２及び３１２は任意の適切な材料からなってよい。例えば、基板１２、１１２、２１２及び３１２は、ポリマー成分、ガラス、石英などからなり得る。適切なポリマー成分として、マイラー（登録商標:MYLAR)のようなポリエステル類、ポリカーボネート類、ポリアクリレート類、ポリメタクリレート類、ポリスルホン類などが挙げられるが、これらに限定しない。これらの種々の材料の混合物を使用することもできる。例えば、その材料が他の層を有効に支持でき、素子の機能的な性能に干渉しないならば、他の基板の材料を選択することもできる。本実施形態では、基板１２、１１２、２１２及び３１２は光透過材料から形成されるのが好ましい。
【００４２】
基板１２、１１２、２１２及び３１２の厚さは、有機発光素子の構造的な要求及びその意図する使用によって制限される以外、特に制限されない。基板は、一般的に例えば約２５μｍ〜少なくとも約１０００μｍの厚さである。
【００４３】
基板１２、１１２、２１２及び発光領域３１６上に形成された陽極１４、１１４、２１４及び３１４は、それぞれ任意の適切な公知の材料又はこれから開発される材料から構成することができる。例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫、金及びプラチナのような正電荷注入電極を使用することができる。陽極に適した他の材料として、例えば、少なくとも約４ｅＶ、好ましくは約４ｅＶ〜約６ｅＶの仕事関数の導電性炭素、π−共役ポリマー、例えば、ポリアニリン、ポリピロールなどが挙げられるが、これらに限定しない。
【００４４】
陽極１４、１１４、２１４及び３１４は任意の適切な構造をとることができる。薄い導電層を光透過性基板、例えば、透明又は実質的に透明なガラス板又はプラスチックフィルム上に被覆することができる。また、本発明の有機発光素子の実施形態においては、ガラス板の上に被覆され、酸化錫又は酸化インジウム錫（ＩＴＯ）から形成された光透過性陽極として構成することもできる。例えば、約２００Å未満、好ましくは約７５Å〜約１５０Åの厚さの非常に薄い光透明金属陽極を使用することができる。これらの薄い陽極は、金、パラジウムなどのような金属からなることができる。さらに、導電性炭素又は上述の共役ポリマーからなる、例えば、５０Å〜約１７５Åの厚さの透明又は半透明の薄い層を陽極として使用することもできる。陽極１４、１１４、２１４及び３１４（以下により詳細に示すように、陰極１８、１１８、２１８及び３１８）の他の適切な形態でも使用できる。
【００４５】
陽極１４、１１４、２１４及び３１４の厚さは約１ｎｍ〜約５００ｎｍで、好ましい厚さの範囲は陽極の材料の光学定数に依る。陽極の厚さの一つの好ましい範囲は、約３０ｎｍ〜約３００ｎｍである。もちろん、この範囲外の厚さも使用できる。
【００４６】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６は、有機発光材料を含む任意の適切な公知の又はこれから開発される一つ以上の材料からなることができる。発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる適切な有機発光材料として、ポリフェニレンビニレン類、例えば、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシルオキシ）１，４−フェニレンビニレン）（ＭＥＨＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシフェニレンビニレン）（ＰＤＭｅＯＰＶ）等の材料が挙げられる。
【００４７】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる他の適切な有機発光材料として、ポリフェニレン類、例えば、ポリ（ｐ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ラダー−ポリ−パラ−フェニレン（ＬＰＰＰ）及びポリ（テトラヒドロピレン）（ＰＴＨＰ）等が挙げられる。
【００４８】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できるさらに他の適切な例示的な有機発光材料として、ポリフルオレン類、例えばポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン−２，７−ジイル）、ポリ（２，８−（６，７，１２，１２−テトラアルキルインデノフルオレン）、また、例えば、ベルニウスら(Bernius et. al.)による"Proceedings of SPIE Conference on Organic Light Emitting Materials and Devices III", Denver, Colorado, July 1999, Vol. 3797, p.129に記載されたフルオレン−アミンコポリマー類のようなフルオレン類を含有するポリマー類も挙げられる。
【００４９】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる有機発光材料の好ましいクラスとして、金属オキシノイド化合物が挙げられるがこれに限定しない。例えば、一つの好ましい例として、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム（Ａｌｑ3）が挙げられ、別の好ましい例として、ビス（８−ヒドロキシキノラート）−（４−フェニルフェノラート）アルミニウム（ＢＡｌｑ）が挙げられる。このクラスの材料の他の例として、トリス（８−ヒドロキシキノリネート）ガリウム、ビス（８−ヒドロキシキノリネート）マグネシウム、ビス（８−ヒドロキシキノリネート）亜鉛、トリス（５−メチル−８−ヒドロキシキノリネート）アルミニウム、トリス（７−プロピル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリネート］亜鉛、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリネート）ベリリウムなどが挙げられ、さらに、金属チオキシノイド化合物、例えば、ビス（８−キノリンチオラート）亜鉛、ビス（８−キノリンチオラート）カドミウム、トリス（８−キノリンチオラート）ガリウム、トリス（８−キノリンチオラート）インジウム、ビス（５−メチルキノリンチオラート）亜鉛、トリス（５−メチルキノリンチオラート）ガリウム、トリス（５−メチルキノリンチオラート）インジウム、ビス（５−メチルキノリンチオラート）カドミウム、ビス（３−メチルキノリンチオラート）カドミウム、ビス（５−メチルキノリンチオラート）亜鉛、ビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオラート］亜鉛、ビス［３−メチルベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオラート］亜鉛、ビス［３，７−ジメチルベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオラート］亜鉛などの金属チオキシノイド化合物が挙げられる。好ましい材料は、ビス（８−キノリンチオラート）亜鉛、ビス（８−キノリンチオラート）カドミウム、トリス（８−キノリンチオラート）ガリウム、トリス（８−キノリンチオラート）インジウム及びビス［ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリンチオラート］亜鉛である。
【００５０】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で使用できる他の好ましいクラスの有機発光材料は、スチルベン誘導体を含む。好ましいスチルベン誘導体は、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニルである。
【００５１】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６を形成するのに適した他のクラスの有機発光材料は、オキサジアゾール金属キレート類である。これらの材料として、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム、ビス［５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［５−ビフェニル−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート］リチウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−トリル−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム、ビス［５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［５−（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（３−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−フルオロフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム、ビス［５−（４−クロロフェニル）−２−（２−ヒドロキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（４−メトキシフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシ−４−メチルフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−α−（２−ヒドロキシナフチル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−ｐ−ピリジル−１，３，４−オキサジアゾラート］ベリリウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（２−チオフェニル）−１，３，４−オキサジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−チアジアゾラート］ベリリウム、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラート］亜鉛、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−（１−ナフチル）−１，３，４−チアジアゾラート］ベリリウムなどが挙げられる。
【００５２】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる他のクラスの適切な有機発光材料は、トリアジン類である。
【００５３】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる他のクラスの適切な有機発光材料は、アントラシン類である。
【００５４】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる有機発光材料の他の好ましい例として、蛍光材料、例えばクマリン、ジシアノメチレンピラン、ポリメチン、オキサベンズアントラン、キサンテン、ピリリウム、カルボスチル、ペリレンなどが挙げられる。他の特に好ましいクラスの蛍光材料は、キナクリドン染料である。キナクリドン染料の例として、キナクリドン、２−メチルキナクリドン、２，９−ジメチルキナクリドン、２−クロロキナクリドン、２−フルオロキナクリドン、１，２−ベンゾキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−メチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２，９−ジメチルキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−クロロキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−２−フルオロキナクリドン、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，２−ベンゾキナクリドン、などが挙げられる。他の好ましいクラスの蛍光材料は、縮合環蛍光染料である。縮合環蛍光染料の例として、全体を参照として本明細書中に援用する米国特許第3,172,862号に示したようなペリレン、ルブレン、アントラセン、コロネン、フェナントレセン、ピレンなどが挙げられる。また、蛍光材料として、ブタジエン類、例えば、１，４−ジフェニルブタジエン及びテトラフェニルブタジエン、スチルベンなどが挙げられる。他の例示的な蛍光材料を使用することもできる。
【００５５】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる他の好ましいクラスの有機発光材料は蛍光染料である。例えば、４−（ジシアノメチレン）−２−Ｉ−プロピル−６−（１，１，７，７−テトラメチルユロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）が挙げられる。
【００５６】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる他の好ましいクラスの有機発光材料は、ランタニド金属キレート錯体、例えば、キドら(Kido et. al.)による"White Light Emitting Organic Electroluminescent Device Using Lanthanide Complexes" Jpn.J.Appl.Phys., Vol. 35, pp. L394-L396 (1996)に記載されたような、トリス（アセチルアセトナート）（フェナントロリン）テルビウム、トリス（アセチルアセトナート）（フェナントロリン）ユーロピウム、トリス（テノイルトリスフルオロアセトナート）（フェナントロリン）ユーロピウムである。
【００５７】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６で利用できる他の好ましいクラスの有機発光材料は、リン光材料、例えば、バルドら(Baldo et. al.)による”Hightly Efficient Organic Phosphorescent Emission from Organic ElectroluminescentDevices”, Letters to Nature, Vol. 395, pp. 151-154 (1998)に記載された化合物のような、強力なスピン軌道結合を誘導する重金属原子を含有する有機金属化合物である。好ましい例として、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ２３Ｈ−フォルピンプラチナ（ＩＩ）（ＰｔＯＥＰ）及びｆａｃトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）3）が挙げられる。
【００５８】
発光領域１６、３１６、正孔輸送領域１２０、２２０及び混合領域２２４を形成するのに利用できる正孔輸送材料並びに発光領域１６、３１６、電子輸送領域１２２、２２２及び混合領域２２４を形成するのに利用できる電子輸送材料は、任意の適切な公知の材料又はこれから開発される材料であってもよい。
【００５９】
発光領域１６、３１６、正孔輸送領域１２０、２２０及び混合領域２２４で利用できる例示的な正孔輸送材料として、ポリピロール、ポリアニリン、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリチオフェン、ポリアリールアミン、これらの誘導体、公知の半導体有機材料、ポルフィリン誘導体、例えば、１，１０，１５，２０−テトラフェニル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン銅（ＩＩ）、銅フタロシアニン、銅テトラメチルフタロシアニン、亜鉛フタロシアニン、酸化チタンフタロシアニン、マグネシウムフタロシアニンなどが挙げられる。
【００６０】
発光領域１６、３１６、正孔輸送領域１２０、２２０及び混合領域２２４で利用できる好ましいクラスの正孔輸送材料は、芳香族第３アミン類である。芳香族第３アミン類の適切な例として、例えば、ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４−４’−ジアミン、これらの混合物などが挙げられる。
【００６１】
発光領域１６、３１６、正孔輸送領域１２０、２２０及び混合領域２２４で利用できる他のクラスの芳香族第３アミン類は、多核性芳香族アミン類である。このような多核性芳香族アミン類として、例えば、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］アニリン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］アニリン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−クロロフェニルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｐ−クロロアニリン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−ｍ−クロロアニリン、Ｎ，Ｎ−ビス−［４’−（Ｎ−フェニル−Ｎ−ｍ−トリルアミノ）−４−ビフェニリル］−１−アミノナフタレン、これらの混合物などが挙げられる。
【００６２】
発光領域１６、３１６、正孔輸送領域１２０、２２０及び混合領域２２４で利用できる他のクラスの正孔輸送材料は、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル化合物、例えば、４，４’−ビス（９−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニル、４，４’−ビス（３−メチル−９−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニルなどを含む。
【００６３】
発光領域１６、３１６、正孔輸送領域１２０、２２０及び混合領域２２４で利用できる好ましいクラスの正孔輸送材料は、インドロカラバゾール類である。
【００６４】
発光領域１６、３１６、正孔輸送領域１２０、２２０及び混合領域２２４で利用できる正孔輸送材料の他の好ましいクラスは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジンからなり、アリールはフェニル、ｍ−トリル、ｐ−トリル、ｍ−メトキシフェニル、ｐ−メトキシフェニル、１−ナフチル、２−ナフチルなどから選択されてよい。Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラアリールベンジジンの例として、Ｎ，Ｎ’−ジ−１−ナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンがより好ましく、さらに、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、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミンなどが挙げられる。
【００６５】
発光領域１６、３１６、正孔輸送領域１２０、２２０及び混合領域２２４で利用できる好ましい正孔輸送材料は、ナフチル置換ベンジジン誘導体である。
【００６６】
発光領域１６、３１６、電子輸送領域１２２、２２２及び混合領域２２４を形成するのに利用できる電子輸送材料の例を、金属オキシノイド化合物、オキサジアゾール金属キレート化合物、トリアジン化合物、スチルベン化合物から選択することができ、これらの例は上述されている。
【００６７】
発光領域１６、３１６、電子輸送領域１２２、２２２及び混合領域２２４を形成するのに利用できる電子輸送材料の他の例は、ポリフルオレン類、例えば、ポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン−２，７−ジイル）、ポリ（２，８−（６，７，１２，１２−テトラアルキルインデノフルオレン）及びフルオレンアミンコポリマーのようなフルオレンを含有するコポリマー類である。例えば、ベルニウスら(Bernius et. al.)による"Proceedings of SPIE Conference on Organic Light Emitting Materials and Devices III", Denver, Colorado, July 1999, Vol. 3797, p.129を参照のこと。
【００６８】
本発明によると、混合領域２２４は、約１０重量％〜約９０重量％の正孔輸送材料と約９０重量％〜約１０重量％の電子輸送材料からなることができる。混合領域２２４は、約２５重量％〜約７５重量％の正孔輸送材料と約７５重量％〜約２５重量％の電子輸送材料からなることが好ましい。他の好ましい範囲は、約４０重量％〜約６０重量％の正孔輸送材料と約６０重量％〜約４０重量％の電子輸送材料である。
【００６９】
本発明によると、実施形態では、混合領域は少なくとも一つの発光ドープ材料からなることができる。このような実施形態では、混合領域２２４は約１０重量％〜約９０重量％の正孔輸送材料、約９０重量％〜約１０重量％の電子輸送材料及び約０．１重量％〜約２５重量％の発光ドープ材料からなることができる。混合領域２２４は、約２５重量％〜約７５重量％の正孔輸送材料、約７５重量％〜約２５重量％の電子輸送材料及び約０．１重量％〜約５重量％の発光ドープ材料からなるのが好ましい。
【００７０】
上述した任意の適切な且つ例示的な正孔輸送材料と電子輸送材料との混合物を使用して、混合領域を形成することができる。
【００７１】
任意の適切な公知の方法又はこれから開発される方法によって、上記の材料のうち一つを薄い層に形成することによって、発光領域１６、１１６、２１６、３１６を含む一つ以上の層を調製することができる。この目的に適した方法として、例えば、蒸着及びスピンコーティング技術が挙げられる。
【００７２】
発光領域１６、１１６、２１６、３１６は、約１０ｎｍ〜約１０００ｎｍの厚さを有し得る。この厚さは約５０ｎｍ〜約２５０ｎｍであるのが好ましい。発光領域が一つ以上の隣接する層からなる実施形態では、各層の厚さは少なくとも約５ｎｍである。
【００７３】
陰極１８、１１８、２１８、３１８は、例えば、約４．０ｅＶ〜約６．０ｅＶの仕事関数を有する高仕事関数成分、又は、例えば、約２．５ｅＶ〜約４．０ｅＶの仕事関数の金属のような低仕事関数成分を含む任意の適切な金属からなることができる。陰極は、低仕事関数（約４ｅＶ未満）金属と、少なくとも一つの他の金属との組み合わせからなることができる。第２の即ち他の金属に対する低仕事関数金属の有効な割合は、約０．１重量％未満〜約９９．９重量％である。低仕事関数金属の例として、アルカリ金属類、例えば、リチウム又はナトリウム、２Ａ族即ちアルカリ土類金属、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム又はバリウム、希土類金属及びアクチニド族金属を含むＩＩＩ族の金属、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、ユーロピウム、テルビウム又はアクチニウムが挙げられるが、これらに限定しない。リチウム、マグネシウム及びカルシウムが、好ましい低仕事関数金属である。
【００７４】
米国特許第4,885,211号のＭｇ−Ａｇ合金の陰極は、一つの好ましい陰極の構造である。他の好ましい陰極の構造は米国特許第5,429,884号に記載されており、ここで陰極はアルミニウム及びインジウムのような他の高仕事関数金属とのリチウム合金から形成される。これらの特許全体を参照として本明細書中に援用する。
【００７５】
陰極１８、１１８、２１８、３１８の厚さは、例えば、約１０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲であり得る。もちろん、この範囲外の厚さも使用できる。
【００７６】
本発明の有機発光素子の処理方法の例示的な実施形態は、アニールする前の同じ素子の性能上の特性と比較してアニールした素子の性能上の特性を向上させるために、例示的な有機発光素子１０、１００、２００又は３００及び本発明によって形成された他の有機発光素子のうちの任意の一つをアニールすることからなる。
【００７７】
本発明の有機発光素子の処理方法の例示的な実施形態は、例えば、例示的な有機発光素子１０、１００、２００又は３００のいずれかであり得る製造後の有機発光素子を提供することからなる。有機発光素子は、陽極、陰極及び陽極と陰極との間の発光領域からなる。発光領域は、上述の発光領域１６、１１６、２１６、３１６の構造又は本発明によって形成した他の構造のうちのいずれか一つからなる。有機発光素子は、素子の性能上の特性を向上させるのに有効なアニール温度及び時間（アニール周期）でアニールされる。
【００７８】
一般的に、有機発光素子は、アニール前に比べて動作電圧を下げエネルギー変換効率を上げるためにアニールされる。本発明の有機発光素子のアニール方法の例示的な実施形態では、製造後の有機発光素子をアニールすることによって、製造後の有機発光素子の動作電圧が少なくとも約１０％低下する。アニールによって、製造後の素子の動作電圧を少なくとも約２０％低下させるのが好ましく、少なくとも約３０％低下させるのがより好ましい。
【００７９】
動作電圧を低下させることによって、本発明の有機発光素子の電力消費も低下する。アニールした有機発光素子の電力消費は、アニールしていない素子に比べて少なくとも約１０％低い。アニールによって、製造後の素子の電力消費が少なくとも約２０％低下するのが好ましく、少なくとも約３０％低下するのがより好ましい。
【００８０】
有機発光素子のエネルギー変換効率は、素子への電力の入力に対する光出力の比として定義できる。本発明の有機発光素子のアニール方法の例示的な実施形態では、製造後の有機発光素子をアニールすることによって、製造後の有機発光素子のエネルギー変換効率が少なくとも約１０％上昇する。アニールによって製造後の素子のエネルギー変換効率が少なくとも約２５％上昇するのが好ましく、さらには、少なくとも約４０％上昇するのがより好ましい。
【００８１】
本発明の有機発光素子の処理方法の実施形態では、製造後の有機発光素子のアニールを、発光領域を形成する材料の溶解温度よりも低いアニール温度で実施する。アニール温度は、発光領域を形成する材料のうち少なくとも一つのガラス転移温度よりも低温であることが好ましい。アニール温度は、有機発光素子を形成する全ての材料のうち最も低いガラス転移温度を有する材料のガラス転移温度よりも低温であることがより好ましい。一般的には、アニール温度は、発光領域の組成に応じて約５０℃〜約１５０℃である。アニール温度は、約６０℃〜約１００℃が好ましい。
【００８２】
アニールの結果、有機発光素子の実質的な構造上の変化が起こらないように、アニール温度を選択するのも好ましい。例えば、実質的な構造上の変化とは、有機発光素子の異なる層の間、例えば、混合領域と混合領域に隣接する領域との間の物質の相互拡散である。また、アニールした素子の動作電圧がアニール前の素子の動作電圧よりも事実上高くならないように、アニール温度を選択する。
【００８３】
有機発光素子の性能上の特性の所望の改良を十分に達成するように、有機発光素子のアニール時間を選択する。一般にアニール温度が上昇すると、所望の結果を得るためにアニール時間は短縮される。実施形態では、アニール時間は約０．１時間〜約１００時間である。アニール時間は約０．２５時間〜約２５時間であることが好ましい。
【００８４】
また、本発明は、異なる有機発光素子の互いに対する性能上の特性の均質性を向上させるために、複数の有機発光素子を処理する方法の例示的な実施形態も提供する。例えば、異なる有機発光素子の性能上の特性を互いに近づける、即ち性能上の特性をより均一かつ均質にするのに有効な温度及び時間で、二つ以上の有機発光素子をアニール処理する。
【００８５】
幾つかの実施形態では、異なる有機発光素子が同じアニール室で同時にアニールされる。しかし、他の例示的な実施形態では、異なる有機発光素子を同じアニール室で異なる時間アニールすることもできるし、異なるアニール室でアニールすることもできる。このような前者及び後者の実施形態では、より均一な結果を導くために、異なる有機発光素子に使用するアニール条件は一般に同じアニール室でも異なるアニール室でもほぼ等しい。
【００８６】
有機発光素子は任意の適切なアニール雰囲気でアニールされる。例えば、アニール雰囲気は、任意の適切なガス、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム、二酸化炭素もしくはこれらの混合物又は素子の性能に悪影響を及ぼさない任意の他の適切なガスを含み得る。他の適切なアニール環境は、湿度のない雰囲気、例えば、乾燥空気であり得る。アニール環境の他の例は、圧力が約１０^-2〜約１０^-10ｍｍＨｇより低い、好ましくは約１０^-3〜約１０^-6ｍｍＨｇより低い真空環境である。
【００８７】
例えば、製造後の各有機発光素子の動作電圧に作用し、また製造後の各有機発光素子のエネルギー変換効率に作用して異なる有機発光素子の動作電圧及び／又はエネルギー変換効率が互いに近似する十数％未満だけ異なるように、二つ以上の有機発光素子をアニールすることができる。例えば、本実施形態では、異なる有機発光素子の動作電圧及び／又はエネルギー変換効率は、一般に約１５％未満だけ異なる。異なる有機発光素子の動作電圧及び／又はエネルギー変換効率は、一般に約１０％未満だけ異なるのが好ましい。
【００８８】
加熱の速度（即ち、有機発光素子の温度が所望のアニール温度範囲まで上昇する速度）及び冷却の速度（即ち、アニール時間後に有機発光素子をアニール温度から所望のより低い温度、例えば周囲温度に冷却する速度）は、素子が割れたりショートしたりするような損傷を起こさないように十分に低いことが好ましい。有機発光素子の適切な加熱速度及び冷却速度は、例えば約０．５℃／分〜約２０℃／分であり、約１℃／分〜約５℃／分が好ましい。
【００８９】
【実施例】
本発明の種々の態様をさらに示すために以下の実施例を提供するが、これらは本発明の範囲を限定しようとするものではない。
【００９０】
［実施例１］
実施例１は、有機発光素子の動作電圧を低下させることによってエネルギー変換効率を上昇させるアニールの効果を証明する。図３に示した構造を使用した。混合領域２２４は染料ドープ剤をさらに含んだ。ドープ材料を含有する混合領域を含む有機発光素子は、本明細書中に組み込まれた米国出願番号第09/606,670号に記載されている。ナフチル置換ベンジジン（ＮＰＢ）、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＡＬＱ3）及びジメチルキナクリドン（ＤＭＱ）を、正孔輸送領域２２０及び混合領域２２４の正孔輸送材料、電子輸送領域２２２及び混合領域２２４の電子輸送材料、混合領域２２４の染料ドープ剤にそれぞれ使用した。陽極２１４を酸化インジウム錫から形成し、陰極２１８をＭｇ：Ａｇから形成した。
【００９１】
図５は、アニールの前後に測定した有機発光素子の電流密度対電圧特性を示す。アニールでは、素子を約９０℃の温度で約２０時間のアニール時間加熱した。アニール後の素子の電流密度対電圧特性がより低電圧にシフトしたことは、ある電流密度を駆動させるために（つまりある輝度を得るために）に必要な動作電圧が低下したことを証明している。
【００９２】
図５に示すように、（ディスプレイに一般的な約２５０ｃｄ／ｍ2の輝度を得るために）アニールした有機発光素子を約４ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で動作させた場合、アニールの結果生じる電圧の低下は約４０％であった。素子をこの輝度で動作させると、この電圧の低下によってエネルギー変換効率が約６０％上昇した。
【００９３】
［実施例２］
実施例２は、有機発光素子の動作電圧の低下、またエネルギー変換効率の上昇に関する製造後の有機発光素子のアニールの効果を証明する。実施例２では、有機発光素子は実施例１で使用したものと同じ一般的な構造であったが、混合領域２２４の染料ドープ剤としてＤＭＱの代わりにナイルレッド染料を使用した。アニール条件は実施例１で使用したものと同一であった。実施例１に非常に類似した有機発光素子の特性の変化が実施例２で起こった。
【００９４】
［実施例３］
実施例３は、有機発光素子の動作電圧を低下させエレクトロルミネセンス量子効率を上昇させ、またエネルギー変換効率を上昇させるアニールの効果を証明する。実施例３では正孔輸送領域２２０の正孔輸送材料が実施例１で使用したＮＰＢの代わりにインドロカルバゾール化合物のみからなることを除いて、実施例３の有機発光素子の構造は実施例１と同様であった。
【００９５】
１００℃で２４時間アニールした後、約５ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を駆動させるために（約２５０ｃｄ／ｍ2の輝度を得るために）必要な駆動電圧は約９％低下した。同時にこの電流密度で輝度は約１０％上昇した（即ち、量子効率が約１０％上昇した）。駆動電圧及びエレクトロルミネセンス効率両者の変化によって、素子の全体的なエネルギー変換効率がこの輝度レベルで約２０％上昇した。
【００９６】
［実施例４］
実施例４は、有機発光素子の動作電圧を低下させることによってエネルギー変換効率を上昇させるアニールの効果を証明する。図２に示す構造を有する有機発光素子を試験した。この素子では、インドロカルバゾール化合物及びトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（ＡＬＱ3）を、正孔輸送領域１２０の正孔輸送材料及び電子輸送領域１２２の電子輸送材料のそれぞれに使用した。陽極１１２を酸化インジウム錫から形成し、陰極１１８をＭｇ：Ａｇから形成した。
【００９７】
素子を約１００℃の温度で約２４時間アニールした。アニールの結果、約５ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を駆動させるために（約２５０ｃｄ／ｍ2の輝度を得るために）必要な駆動電圧は約１５％低下した。この動作電圧の低下は、この輝度レベルで有機発光素子のエネルギー変換効率が約１７％上昇したことに対応する。
【００９８】
［実施例５］
実施例５は、素子の性能をさらに向上させるためにアニール条件を制御することの重要性を証明する。実施例１で使用したものと同じ構造を有する有機発光素子を試験した。有機発光素子を約１００℃の温度で約１４０時間アニールした。アニールの結果、約４ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を駆動させるために（約２５０ｃｄ／ｍ2の輝度を得るために）必要な駆動電圧は約２０％上昇した。この上昇は、有機発光素子のエネルギー変換効率が約１７％低下したことに対応する。
【００９９】
この結果に基づくと、温度及び／又はアニール時間を適切に選択しないと、製造後の有機発光素子のアニール工程が素子の性能に悪影響を及ぼし得ることが明らかになった。
【０１００】
［実施例６］
実施例６は、複数の異なる有機発光素子の素子性能を「均質化」するために熱アニールを使用することを証明する。各々が実施例１で上述した構造を有する三つの異なる素子Ａ、Ｂ及びＣを試験した。三つの素子の各々を、同じ製造工程のパラメータを使用して別の真空操業で製造した。製造後の状態の素子の評価は、三つの素子の特性にばらつきが見られた。特に、Ａ、Ｂ及びＣの素子のエネルギー変換効率はそれぞれ約３、３．４及び３．６ルーメン／ワットであった。素子の特性のばらつきは、平均値の３．３３ルーメン／ワットから約±９％であった。このばらつきのレベルは有機発光素子では一般的であり、製造工程の条件（例えば、真空レベル、汚染物質レベル、蒸着速度など）の避けることのできないわずかな差によるものである。素子をまとめて約１００℃で約２４時間アニールした後、平均エネルギー変換効率は約４．９ルーメン／ワットに上昇し、平均値からのばらつきは約±３％になった。したがって、実施例６では、素子を本発明の方法でアニールすることによって、異なる有機発光素子の性能上の特性をより均一にできることが分かった。
【０１０１】
本発明のアニールした有機発光素子の性能上の特性が上述のように向上したことによって、アニールした有機発光素子を使用する種々のデバイスの性能を向上させることができる。したがって、本発明のアニールした有機発光素子を、向上した性能上の特性から利益を得る種々の用途で使用することができる。
【０１０２】
例えば、アニールした有機発光素子のエネルギー変換効率が上昇することで一つ以上のアニールした有機発光素子を含むディスプレイの電力消費を減少させることができる。さらに、アニールした有機発光素子のエネルギー変換効率が高いことは、熱の形態の電力の損失が減少し、アニールした有機発光素子を含む素子の過熱が減少することにも関連する。また、本発明のアニールした有機発光素子によって、所与の駆動電流での輝度を上昇させることもできる。例えば、本発明の有機発光素子を種々のディスプレイで使用してディスプレイの性能を向上させることができる。
【０１０３】
さらに、複数の異なる有機発光素子の性能上の特性を、本発明の方法の実施形態によって均質化することによって、重要な利益を得る。即ち、アニールの結果、互いにより一貫した特性を有する複数の有機発光素子を形成することができる。例えば、複数の素子が一定のエネルギー変換効率を有することができ、これによって素子の性能上の均一性が重要な用途で素子を使用することができる。より均一な性能を有する有機発光素子をディスプレイのようなデバイスで使用することができ、ディスプレイにより一貫した性能を提供することができる。さらに、本発明の有機発光素子を異なるデバイス例えば異なるディスプレイで使用して異なるディスプレイ間により一貫した性能を達成することができる。
【０１０４】
本発明の有機発光素子を種々の技術的な用途で使用することができる。例えば、上述のディスプレイのように発光素子を利用する種々の異なるタイプのデバイスで素子を使用することができる。例えば、ディスプレイは自動車のような車両にあってもよいし、コンピュータのモニター、テレビ並びに他の電子デバイス及びシステムにあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機発光素子の例示的な実施形態を例示する図である。
【図２】本発明の有機発光素子の他の例示的な実施形態を例示する図である。
【図３】本発明の有機発光素子のさらに他の例示的な実施形態を例示する図である。
【図４】本発明の有機発光素子のさらに他の例示的な実施形態を例示する図である。
【図５】有機発光素子のアニールの前後に測定した、有機発光素子の電流密度対電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１０、１００、２００、３００有機発光素子
１４、１１４、２１４、３１４陽極
１６、１１６、２１６、３１６発光領域
１８、１１８、２１８、３１８陰極

Claims

陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に配置され有機発光材料を含む発光領域と、を含む有機発光素子の製造方法において、前記有機発光素子の製造方法が、１０^−３〜１０^−６ｍｍHgより低い圧力、９０℃のアニール温度及び２０時間のアニール時間、又は、１００℃のアニール温度及び２４時間のアニール時間でアニールされた状態にする工程を有し、
前記発光領域は、
正孔輸送材料を含み、前記陽極に隣接する正孔輸送領域と、
電子輸送材料を含み、前記陰極に隣接する電子輸送領域と、
前記正孔輸送材料、前記電子輸送材料及びドーパントの混合物を含む混合領を含み、
前記正孔輸送材料は、ナフチル置換ベンジジン又はインドロカルバゾール化合物であり、
前記電子輸送材料は、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウムであり、
前記ドーパントは、ジメチルキナクリドンである
ことを特徴とする有機発光素子の製造方法。