JP5102533B2 - 有機発光素子 - Google Patents
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Description
有機発光素子は、対向する陽極と陰極の間に、ホール輸送性材料を含有するホール輸送層と、有機発光層と、電子輸送性材料を含有する電子輸送層とをこの順に備えてなる有機発光素子に於いて、ホール輸送層は、2種のホール輸送性材料と陽極からのホールの注入効率を高めるホール注入材料とを含有しており、かつホール注入材料の濃度は陽極側界面がもっとも高く、有機発光層側に近づくにつれて濃度が低下する傾斜した濃度勾配を有し、かつホール輸送層の有機発光層との界面近傍にはホール注入材料が含まれておらず、ホール輸送層が、2種のホール輸送性材料の積層構造で形成され、各ホール輸送性材料の層にホール注入材料が含有されていてもよい。
この場合、ホール輸送層は2種のホール輸送性材料を含有するため、例えば有機発光層と接することが好ましいエネルギー準位を持つホール輸送性材料と、陽極に接することが好ましいエネルギー準位を持つホール輸送性材料とを複合して用いることができるものであり、ホール輸送層にホール注入効率を高めるホール注入材料を含ませた場合に、陽極から有機発光層へのホールの注入および輸送に関し、ホール輸送層が1種のホール輸送性材料からなる場合よりも、より高い性能を実現することができるものである。また、ホール輸送層を構成する2種のホール輸送性材料のいずれにも接するようにホールの注入効率を高めるホール注入材料が含まれることで、2種のホール輸送性材料間でのホール注入障壁を低減することができるものである。特に、ホール注入材料が傾斜した濃度勾配の構造をとっていることによって、ホールの陽極からホール輸送層への注入障壁が傾斜組成構造をとらない場合よりも低減され、かつ界面が安定化されることにより、駆動電圧が低減されるとともに長寿命な有機発光素子を得ることができるものである。よって、高いホール輸送性と高いホール注入性、膜の安定性を兼備したより効果的なホール輸送層を得ることができ、素子特性や寿命を向上させることができるものである。
有機発光素子は、対向する陽極と陰極の間に、ホール輸送性材料を含有するホール輸送層と、有機発光層と、電子輸送性材料を含有する電子輸送層とをこの順に備えてなる有機発光素子に於いて、電子輸送層は、2種の電子輸送性材料と陰極からの電子の注入効率を高める電子注入材料とを含有しており、かつ電子注入材料の濃度は陰極側界面がもっとも高く、有機発光層側に近づくにつれて濃度が低下する傾斜した濃度勾配を有し、かつ電子輸送層の有機発光層との界面近傍には電子注入材料が含まれておらず、電子輸送層が、2種の電子輸送性材料の積層構造で形成され、各電子輸送性材料の層に電子注入材料が含有されていてもよい。
この場合、電子輸送層は2種の電子輸送性材料を含有するため、例えば有機発光層と接することが好ましいエネルギー準位を持つ電子輸送性材料と、陰極に接することが好ましいエネルギー準位を持つ電子輸送性材料とを複合して用いることができるものであり、電子輸送層に電子注入効率を高める電子注入材料を含ませた場合に、陰極から有機発光層への電子の注入および輸送に関し、電子輸送層が1種の電子輸送性材料からなる場合よりも、より高い性能を実現することができるものである。また、電子輸送層を構成する2種の電子輸送性材料のいずれにも接するように電子の注入効率を高める電子注入材料が含まれることで、2種の電子輸送性材料間での電子注入障壁が低減できるものである。特に、電子注入材料が傾斜した濃度勾配の構造をとっていることによって、電子の陰極から電子輸送層への注入障壁が傾斜組成構造をとらない場合よりも低減され、かつ界面が安定化されることにより、駆動電圧が低減されるとともに長寿命な有機発光素子を得ることができるものである。よって、高い電子輸送性と高い電子注入性、膜の安定性を兼備したより効果的な電子輸送層を得ることができ、素子特性や寿命を向上させることができるものである。
基板6として、厚み110nmのITOが図7のパターンで成膜された0.7mm厚のガラス基板を用意した。陽極1となるITOのシート抵抗は、約12Ω/□である。これを洗剤、イオン交換水、アセトンで各10分間超音波洗浄をした後、IPA(イソプロピルアルコール)で蒸気洗浄して乾燥し、さらにUV/O3処理した。次に、株式会社三菱化学科学技術研究センターのバッファ材料「MCC−PC1020」を20nm厚にスピンコートし、大気雰囲気下、230℃で30分間焼成し、真空雰囲気下に保った後に常温まで冷却してバッファ層を形成した。
ホール注入材料11のMoO3とホール輸送性材料10のα−NPDの両方を蒸発させた状態で、基板6を移動させながら成膜してホール輸送層4を形成し、また、電子輸送性材料13のAlq3と電子注入材料14のLiの両方を蒸発させた状態で、基板6を移動させながら成膜して電子輸送層5を形成するようにしたこと以外は、比較例1と同様にして、有機発光素子を得た。
ホール輸送性材料10として、第1のホール輸送性材料10aのDNTPD(化3)と、第2のホール輸送性材料10bのα−NPDを用い、ホール輸送層4をDNTPDからなる層4aとα−NPDからなる層4bの2層の積層構造(膜厚比4:5)に形成するようにした以外は、比較例2と同様にして、有機発光素子を得た(図2参照)。
ホール輸送性材料10として、第1のホール輸送性材料10aのDNTPDと、第2のホール輸送性材料10bのα−NPDを用い、ホール輸送層4をDNTPDからなる層4aとα−NPDからなる層4bの2層の積層構造(蒸発量比1:2)に形成し、かつ層4a,4bの界面のDNTPDとα−NPDの材料比率が傾斜するように混合して混合部7を形成するようにした以外は、実施例1と同様にして、有機発光素子を得た(図3参照)。
ホール輸送性材料10として、第1のホール輸送性材料10aのDNTPDと、第2のホール輸送性材料10bのα−NPDを用い、DNTPDとα−NPDの材料比率が傾斜するように混合してホール輸送層4を形成するようにした以外は、実施例1と同様にして、有機発光素子を得た(図4参照)。
電子輸送性材料13として、第2の電子輸送性材料13bのAlq3と、第1の電子輸送性材料13aのBAlqを用い、DNTPDとα−NPDの材料比率が傾斜するように混合して電子輸送層5を形成するようにした以外は、実施例3と同様にして、有機発光素子を得た(図4参照)。
比較例1において、ホール注入層、ホール輸送層4、有機発光層3、電子輸送層5、電子注入層を積層して形成した後、さらに厚み10nmのITOを介して、同様にホール注入層、ホール輸送層4、有機発光層3、電子輸送層5、電子注入層を積層するようにした他は、比較例1と同様にして、タンデム型の有機発光素子を得た。
実施例4において、ホール輸送層4、有機発光層3、電子輸送層5を積層して形成した後、さらに厚み10nmのITOを介して、同様にホール輸送層4、有機発光層3、電子輸送層5を積層するようにした他は、実施例4と同様にして、タンデム型の有機発光素子を得た。
2 陰極
3 有機発光層
4 ホール輸送層
5 電子輸送層
6 基板
7 混合部
8 混合部
10 ホール輸送性材料
11 ホール注入材料
13 電子輸送性材料
14 電子注入材料
Claims (2)
- 対向する陽極と陰極の間に、ホール輸送性材料を含有するホール輸送層と、有機発光層と、電子輸送性材料を含有する電子輸送層とをこの順に備えてなる有機発光素子に於いて、ホール輸送層は、2種のホール輸送性材料と陽極からのホールの注入効率を高めるホール注入材料とを含有しており、かつホール注入材料の濃度は陽極側界面がもっとも高く、有機発光層側に近づくにつれて濃度が低下する傾斜した濃度勾配を有し、かつホール輸送層の有機発光層との界面近傍にはホール注入材料が含まれておらず、
ホール輸送層が、陽極側は一方のホール輸送性材料の比率が多く、有機発光層側は他方のホール輸送性材料の比率が多い、傾斜した組成の傾斜組成構造として形成され、
ホール輸送層における、陽極側で比率が多いホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルが、有機発光層側で比率が多い他方のホール輸送性材料のイオン化ポテンシャルよりも小さいことを特徴とする有機発光素子。 - 対向する陽極と陰極の間に、ホール輸送性材料を含有するホール輸送層と、有機発光層と、電子輸送性材料を含有する電子輸送層とをこの順に備えてなる有機発光素子に於いて、電子輸送層は、2種の電子輸送性材料と陰極からの電子の注入効率を高める電子注入材料とを含有しており、かつ電子注入材料の濃度は陰極側界面がもっとも高く、有機発光層側に近づくにつれて濃度が低下する傾斜した濃度勾配を有し、かつ電子輸送層の有機発光層との界面近傍には電子注入材料が含まれておらず、
電子輸送層が、陰極側は一方の電子輸送性材料の比率が多く、有機発光層側は他方の電子輸送性材料の比率が多い、傾斜した組成の傾斜組成構造として形成され、
電子輸送層における、陰極側で比率が多い電子輸送性材料の電子親和力が、有機発光層側で比率が多い他方の電子輸送性材料の電子親和力よりも大きいことを特徴とする有機発光素子。
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