JP5402134B2 - 発光素子、発光装置、表示装置および電子機器 - Google Patents
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Description
また、非特許文献1にかかる発光素子では、発光層同士の間に中間層を設けることで、発光層間でのキャリア(電子および正孔)の移動を制限することができ、各発光層での正孔と電子との再結合の量を調整している。この結果、発光素子の発光効率、発光寿命等の性能を向上させている。しかしながら、このような発光素子は、中間層を有することによって、駆動電圧が上昇しやすい問題があった。
本発明の発光素子は、陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、それぞれ異なる色に発光する発光材料と前記発光材料とを担持するホスト材料とを含んだ第1の発光層と第2の発光層と第3の発光層とで構成された発光部とを有し、
前記第1の発光層と、前記第2の発光層と、前記第3の発光層とは、共通の前記ホスト材料として、アントラセン系材料である第1のホスト材料を含み、
前記第1の発光層は、前記第2の発光層および前記第3の発光層よりも長い波長の光を放出するものであり、かつ、前記ホスト材料として、さらに前記第1のホスト材料とは異なるナフタセン誘導体である第2のホスト材料を含み、
前記第2のホスト材料のエネルギーギャップは、前記第1のホスト材料のエネルギーギャップよりも小さく、前記第1の発光層に含まれる発光材料のエネルギーギャップよりも大きく、
前記第1の発光層における前記第1のホスト材料の含有率が41〜90wt%、前記第1の発光層における前記第2のホスト材料の含有率が10〜49wt%であり、前記第1の発光層における前記第2のホスト材料の含有率は、前記第1のホスト材料の含有率よりも小さいことを特徴とする。
これにより、駆動電圧が比較的低く、発光効率に優れた発光素子を提供することができる。
さらに、本発明の発光素子では、前記第1のホスト材料が、アントラセン系材料であることにより、このような化合物は、エネルギーギャップが比較的大きく、第2の発光層や第3の発光層に含まれる発光材料に対し、電子と正孔とが再結合して生じた励起子のエネルギーを十分に移行することができるため、これらの発光層を効率よく発光させることができる。また、このような化合物は、正孔・電子両方の輸送性を有している。
また、前記第2のホスト材料は、ナフタセン誘導体であることにより、第2のホスト材料で生成した励起子のエネルギーを第1の発光層に含まれる発光材料に効率よく移動させることができる。また、第1のホスト材料で生成した励起子のエネルギーを第2のホスト材料を用いて第1の発光層に含まれる発光材料に効率よく移動させることができ、以上の結果、第1の発光層に含まれる発光材料をより効率よく発光させることができ、発光素子の発光効率をより優れたものとすることができる。
さらに、前記第1の発光層における第2のホスト材料の含有率は、10〜49wt%であることにより、第2のホスト材料の効果を十分に発揮しつつ、第1のホスト材料を十分に第1の発光層中に含ませることができる。
また、前記第1の発光層における第2のホスト材料の含有率は、前記第1のホスト材料の含有率よりも小さいことにより、第1のホスト材料が第1の発光層中に十分に含まれることができ、隣接する発光層との間で電子および正孔の移動がより効率よく行われ、発光素子の駆動電圧がより低いものとなる。
本発明の発光素子では、前記第1のホスト材料のエネルギーギャップは、2.7〜3.7eVであることが好ましい。
本発明の発光素子では、前記第2のホスト材料は、前記第2の発光層および前記第3の発光層には含まれていないことが好ましい。
他の発光層を好適に発光させるために、エネルギーギャップの大きい第1のホスト材料を用いた場合、第1のホスト材料が生成した励起子のエネルギーは、比較的エネルギーギャップの小さい赤色の発光材料へは移行しにくい。しかしながら、第1の発光層に第2のホスト材料を用いることにより、このような問題を解決することができる。
このような化合物は、第2のホスト材料より、または第2のホスト材料を介して第1のホスト材料より励起子のエネルギーを受け取ることにより、効率よく発光することができる。この結果、発光素子の発光効率がより優れたものとなる。
このような場合、第1の発光層は電子が比較的少ない状態でも発光できるため、第1の発光層は、他の発光層よりも陽極側に配置されることにより、他の発光層に十分に電子が供給されて他の発光層が効率よく発光できるとともに、第1の発光層自身も効率よく発光することができ、発光素子の発光効率を十分に高いものとすることができる。
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、第1の色に発光する第1の発光材料と、前記第1の発光材料を担持する第1のホスト材料および第2のホスト材料とを含んで構成される第1の発光層と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、前記第1の色より波長の短い第2の色に発光する第2の発光材料と、前記第2の発光材料を担持する前記第1のホスト材料とを含んで構成される第2の発光層と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、前記第1の色より波長が短く、前記第2の色とは異なる第3の色に発光する第3の発光材料と、前記第3の発光材料を担持する前記第1のホスト材料とを含んで構成される第3の発光層とを有し、
前記第1の発光層と、前記第2の発光層と、前記第3の発光層とは、互いに1以上の前記発光層と接触しており、
前記第2のホスト材料は、前記第1のホスト材料よりも前記第1の発光材料の発光を促進する能力が高いことを特徴とする。
これにより、駆動電圧が比較的低く、発光効率に優れた発光素子を提供することができる。
これにより、発光効率に優れ、比較的低電圧で駆動することのできる発光装置を提供することができる。
本発明の表示装置は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、比較的低電圧で駆動でき、高品位な画像を表示することができる信頼性に優れた表示装置を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、比較的低電圧で駆動でき、高品位な画像を表示することができる信頼性に優れた電子機器を提供することができる。
図1は、本発明の発光素子の好適な実施形態を縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。すなわち、図1中、後述する発光素子1において、基板2側を下側、陰極9側を上側として説明する。
このような発光素子1は、陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層5と複数の発光層からなる発光部6と電子輸送層7と電子注入層8と陰極9とがこの順に積層されてなるものである。また、発光部6は、陽極3側から陰極9側に、赤色発光層(第1の発光層)61と青色発光層(第2の発光層)62と緑色発光層(第3の発光層)63とが接触して積層された積層体である。
そして、発光素子1は、その全体が基板2上に設けられるとともに、封止部材10で封止されている。
基板2の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような基板2の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜30mm程度であるのが好ましく、0.1〜10mm程度であるのがより好ましい。
不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜(絶縁膜)を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
[陽極]
陽極3は、後述する正孔注入層4を介して正孔輸送層5に正孔を注入する電極である。この陽極3の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
このような陽極3の平均厚さは、特に限定されないが、10〜200nm程度であるのが好ましく、50〜150nm程度であるのがより好ましい。
一方、陰極9は、後述する電子注入層8を介して電子輸送層7に電子を注入する電極である。この陰極9の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極9の構成材料としては、例えば、Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rbまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、複数層の積層体等)用いることができる。
このような陰極9の平均厚さは、特に限定されないが、50〜10000nm程度であるのが好ましく、100〜500nm程度であるのがより好ましい。
なお、本実施形態の発光素子1は、ボトムエミッション型であるため、陰極9に、光透過性は、特に要求されない。
正孔注入層4は、陽極3からの正孔注入効率を向上させる機能を有するものである。
この正孔注入層4の構成材料(正孔注入材料)としては、特に限定されないが、例えば、銅フタロシアニンや、4,4’,4’’−トリス(N,N−フェニル−3−メチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、下記化1に示すN,N'−ビス−(4−ジフェニルアミノ−フェニル)−N, N'−ジフェニル−ビフェニル−4−4'−ジアミン等が挙げられる。
なお、この正孔注入層4は、省略することができる。
正孔輸送層5は、陽極3から正孔注入層4を介して注入された正孔を赤色発光層61まで輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層5の構成材料には、各種p型の高分子材料や、各種p型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができ、例えば、下記化2に示されるN,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(α−NPD)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(TPD)等のテトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物またはその誘導体(アミン系化合物)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
なお、この正孔輸送層5は、省略することができる。
上述したように、発光部6は、陽極側から、赤色発光層(第1の発光層)61と青色発光層(第2の発光層)62と緑色発光層(第3の発光層)63とが積層された積層体である。
また、発光部6の各発光層は、それぞれ、異なる色に発光する発光材料と、発光材料を担持するホスト材料を含んで構成されている。
また、ホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを発光材料に移動(フェルスター移動またはデクスター移動)させて、発光材料を励起する機能を有する。
そして、本発明において、各発光層は、共通のホスト材料として第1のホスト材料を含んでいる。このように、発光部6の各発光層が共通のホスト材料を含むことにより、各発光層間でキャリア(正孔および電子)が移動する際に、キャリアの注入障壁が低減される。この結果、発光素子1の駆動電圧を比較的低いものとすることができる。
この赤色発光層(第1の発光層)61は、赤色(第1の色)に発光する赤色発光材料(第1の発光材料)と、ホスト材料とを含んで構成されている。
このような赤色発光材料としては、特に限定されず、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
また、赤色発光層61は、構成材料として、ホスト材料として第1のホスト材料および第2のホスト材料を含んでいる。
また、発光材料が燐光材料を含む場合、第1のホスト材料としては、例えば、3−フェニル−4−(1’−ナフチル)−5−フェニルカルバゾール、4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(CBP)等のカルバゾール誘導体等が挙げられる。
また、赤色発光層中における第1のホスト材料の含有率は、41〜90wt%であることが好ましく、41〜90wt%であることがより好ましい。これにより、隣接する青色発光層との間でキャリア(電子および正孔)の移動が効率よく行われ、発光素子1の駆動電圧がより低いものとなる。
上述した中でも、第2のホスト材料としては、ナフタセン誘導体を用いることが好ましく、前記化5に示されるナフタセン誘導体を用いることがより好ましい。このような化合物を第2のホスト材料として用いることにより、第2のホスト材料で生成した励起子のエネルギーを赤色発光材料に効率よく移動させることができる。また、第1のホスト材料で生成した励起子のエネルギーを第2のホスト材料を用いて赤色発光材料に効率よく移動させることができ、以上の結果、赤色発光材料をより効率よく発光させることができる。このような効果は、赤色発光材料として、前記化3で示されるテトラアリールジインデノペリレン誘導体を用い、第2のホスト材料として、前記化5に示されるナフタセン誘導体を用いた場合、顕著なものとなる。
第2のホスト材料のエネルギーギャップと前記赤色発光材料のエネルギーギャップの差は、0.5eV以下であることが好ましく、0.4eV以下であることがより好ましい。これにより、これにより、第2のホスト材料で生成した励起子のエネルギーを赤色発光材料に効率よく移動させることができる。
また、赤色発光層61中における第2のホスト材料の含有率は、10〜49wt%であることが好ましく、15〜45wt%であることがより好ましい。これにより、第2のホスト材料の効果を十分に発揮しつつ、第1のホスト材料を十分に赤色発光層中に含ませることができる。
また、赤色発光層61の平均厚さは、特に限定されないが、5〜50nm程度であるのが好ましく、10〜40nm程度であるのがより好ましい。
青色発光層(第2の発光層)62は、青色(第2の色)に発光する青色発光材料(第2の発光材料)と、ホスト材料としての第1のホスト材料とを含んで構成されている。
このような青色発光材料としては、特に限定されず、各種青色蛍光材料、青色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
また、第1のホスト材料としては、前述した赤色発光層61の第1のホスト材料と同一のホスト材料を用いる。
また、青色発光層62の平均厚さは、特に限定されないが、5〜50nm程度であるのが好ましく、10〜40nm程度であるのがより好ましい。
緑色発光層(第3の発光層)9は、緑色(第3の色)に発光する緑色発光材料(第3の発光材料)と、ホスト材料としての第1のホスト材料を含んで構成されている。
このような緑色発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることができる。
また、緑色発光層63は、第1のホスト材料を主として含むことが好ましい。より具体的には、緑色発光層63中における第1のホスト材料の含有率は、70wt%以上であることが好ましく、80wt%以上であることがより好ましく、90wt%以上であることがより好ましい。これにより、発光層間での電子および正孔の移動がより効率よく行われ、発光素子1の駆動電圧がより低いものとなる。
また、緑色発光層63の平均厚さは、特に限定されないが、5〜50nm程度であるのが好ましく、10〜40nm程度であるのがより好ましい。
電子輸送層7は、陰極9から電子注入層8を介して注入された電子を緑色発光層63に輸送する機能を有するものである。
電子輸送層7の構成材料(電子輸送材料)としては、例えば、下記化8に示すトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)等の8−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
電子注入層8は、陰極9からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。
この電子注入層8の構成材料(電子注入材料)としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド(酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物)、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物(アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等)は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層8を構成することにより、発光素子1は、高い輝度が得られるものとなる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、MgO、CaSe等が挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、CsF、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl、NaCl等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、CaF2、BaF2、SrF2、MgF2、BeF2等が挙げられる。
電子注入層8の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜1000nm程度であるのが好ましく、0.2〜100nm程度であるのがより好ましく、0.2〜50nm程度であるのがさらに好ましい。
封止部材10は、陽極3、積層体15、および陰極9を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材10を設けることにより、発光素子1の信頼性の向上や、変質・劣化の防止(耐久性向上)等の効果が得られる。
封止部材10の構成材料としては、例えば、Al、Au、Cr、Nb、Ta、Tiまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、封止部材10の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、封止部材10と陽極3、積層体15、および陰極9との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
また、封止部材10は、平板状として、基板2と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
[1] まず、基板2を用意し、この基板2上に陽極3を形成する。
陽極3は、例えば、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
正孔注入層4は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、正孔注入層4は、例えば、正孔注入材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔注入層形成用材料を、陽極3上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
正孔注入層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、各種無機溶媒や、各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー100〜800W程度、酸素ガス流量50〜100mL/min程度、被処理部材(陽極3)の搬送速度0.5〜10mm/sec程度、基板2の温度70〜90℃程度とするのが好ましい。
正孔輸送層5は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、正孔輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、正孔注入層4上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
赤色発光層61は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[5] 次に、赤色発光層61上に、青色発光層62を形成する。
青色発光層62は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
緑色発光層63は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[7] 次に、緑色発光層63上に電子輸送層7を形成する。
電子輸送層7は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、電子輸送層7は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、緑色発光層63上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
電子注入層8の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層8は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
[9] 次に、電子注入層8上に、陰極9を形成する。
陰極9は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
以上のような工程を経て、発光素子1が得られる。
最後に、得られた発光素子1を覆うように封止部材10を被せ、基板2に接合する。
このような発光装置は、前述したような発光素子1を備えるため、比較的低電圧で駆動し、高い発光効率を有しており、信頼性の高いものとなっている。
また、このような発光装置は、例えば照明等に用いる光源等として使用することができる。
また、発光装置中の複数の発光素子1をマトリックス状に配置することにより、ディスプレイ装置に用いる発光装置を構成することができる。
図2は、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図2に示すディスプレイ装置100は、サブ画素100R、100G、100Bに対応して設けられた複数の発光素子1R、1G、1Bを備える発光装置101と、カラーフィルタ19R、19G、19Bとを有している。ここで、ディスプレイ装置100は、トップエミッション構造のディスプレイパネルである。なお、ディスプレイ装置の駆動方式としては、特に限定されず、アクティブマトリックス方式、パッシブマトリックス方式のいずれであってもよい。
基板21上には、複数の駆動用トランジスタ24が設けられ、これらの駆動用トランジスタ24を覆うように、絶縁材料で構成された平坦化層22が形成されている。
各駆動用トランジスタ24は、シリコンからなる半導体層241と、半導体層241上に形成されたゲート絶縁層242と、ゲート絶縁層242上に形成されたゲート電極243と、ソース電極244と、ドレイン電極245とを有している。
発光素子1Rは、平坦化層22上に、反射膜32、腐食防止膜33、陽極3、積層体(有機EL発光部)15、陰極9、陰極カバー34がこの順に積層されている。本実施形態では、各発光素子1R、1G、1Bの陽極3は、画素電極を構成し、各駆動用トランジスタ24のドレイン電極245に導電部(配線)27により電気的に接続されている。また、各発光素子1R、1G、1Bの陰極9は、共通電極とされている。
隣接する発光素子1R、1G、1B同士の間には、隔壁31が設けられている。
また、このように構成された発光装置101上には、これを覆うように、エポキシ樹脂で構成されたエポキシ層35が形成されている。
カラーフィルタ19Rは、発光素子1Rからの白色光Wを赤色に変換するものである。また、カラーフィルタ19Gは、発光素子1Gからの白色光Wを緑色に変換するものである。また、カラーフィルタ19Bは、発光素子1Bからの白色光Wを青色に変換するものである。このようなカラーフィルタ19R、19G、19Bを発光素子1R、1G、1Bと組み合わせて用いることで、フルカラー画像を表示することができる。
そして、カラーフィルタ19R、19G、19Bおよび遮光層36上には、これらを覆うように封止基板20が設けられている。
このようなディスプレイ装置100(本発明の表示装置)は、前述したような発光装置を用いるため、比較的低電圧で駆動し、発光効率に優れたものである。そのため、少ない消費電力で高品位な画像を表示することができる。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部を備える表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100において、表示ユニット1106が備える表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、表示部を備えている。
携帯電話機1200において、この表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
ディジタルスチルカメラ1300において、この表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
例えば、前述した実施形態では、発光素子が3層の発光層を有するものについて説明したが、発光層が4層以上であってもよい。このような場合であっても、各発光層に共通のホスト材料を含ませることにより、上述したような効果が得られる。また、発光層の発光色としては、前述した実施形態のR、G、Bに限定されない。
1.発光素子の製造
(実施例)
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ50nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
<3> 次に、正孔注入層上に、前記化2に表わされるN,N’−ビス(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(α−NPD)を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ20nmの正孔輸送層を形成した。
<8> 次に、電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ1nmの電子注入層を形成した。
<10> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、白色発光する図1に示すような発光素子を製造した。
赤色発光層の構成材料を変更した以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
赤色発光層の構成材料としては、赤色発光材料(ゲスト材料)として前記化3で表わされるテトラアリールジインデノペリレン誘導体(RD−1)を用い、ホスト材料として前記化4に示すアントラセン系材料を用いた。また、赤色発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)を1.0wt%とし、前記化4に示すアントラセン系材料の含有量を99wt%とした。なお、赤色発光層の構成材料として前記化5で表わされるナフタセン誘導体(RB)は用いなかった。
2−1.発光効率(電流効率)および駆動電圧の評価
実施例および比較例の発光素子について、直流電源を用いて発光素子に10mA/cm2の定電流を流し、輝度計を用いて輝度を測定した。測定された輝度から、電流効率(cd/A、電流あたりの輝度)を求めた。また、このときの駆動電圧(V)を測定した。
また、上記の評価と同時に、各発光素子から放出される光のスペクトル(発光スペクトル)および色度(x,y)を測定した。図6に実施例に係る発光素子の発光スペクトルを、図7に比較例に係る発光スペクトルを示す。なお、色度については、発した光が白色に近いと、光の色度(x,y)は、(0.33,0.33)に近いものとなる。
実施例および比較例について、直流電源を用いて発光素子に初期輝度を一定として発光させ、輝度計を用いて輝度を測定し、その輝度が初期の輝度の80%となるまでの時間(LT80)を測定した。
表1に、上記の評価結果を示す。
また、図6、図7に示すように、実施例の発光素子に比して、比較例の発光素子は、長波長側の放射輝度が小さいものであった。これは、比較例の発光素子において、赤色発光層が第2のホスト材料としての前記化5で表わされるナフタセン誘導体を用いないため、赤色発光材料が十分に発光しなかったものと考えられる。
Claims (9)
- 陰極と、
陽極と、
前記陰極と前記陽極との間に設けられ、それぞれ異なる色に発光する発光材料と前記発光材料とを担持するホスト材料とを含んだ第1の発光層と第2の発光層と第3の発光層とで構成された発光部とを有し、
前記第1の発光層と、前記第2の発光層と、前記第3の発光層とは、共通の前記ホスト材料として、アントラセン系材料である第1のホスト材料を含み、
前記第1の発光層は、前記第2の発光層および前記第3の発光層よりも長い波長の光を放出するものであり、かつ、前記ホスト材料として、さらに前記第1のホスト材料とは異なるナフタセン誘導体である第2のホスト材料を含み、
前記第2のホスト材料のエネルギーギャップは、前記第1のホスト材料のエネルギーギャップよりも小さく、前記第1の発光層に含まれる発光材料のエネルギーギャップよりも大きく、
前記第1の発光層における前記第1のホスト材料の含有率が41〜90wt%、前記第1の発光層における前記第2のホスト材料の含有率が10〜49wt%であり、前記第1の発光層における前記第2のホスト材料の含有率は、前記第1のホスト材料の含有率よりも小さいことを特徴とする発光素子。 - 前記第1のホスト材料のエネルギーギャップは、2.7〜3.7eVである請求項1に記載の発光素子。
- 前記第2のホスト材料は、前記第2の発光層および前記第3の発光層には含まれていない請求項1または2に記載の発光素子。
- 前記第1の色は赤色である請求項1ないし3のいずれかに記載の発光素子。
- 前記第1の発光層に含まれる発光材料は、ジインデノペリレン系化合物である請求項4に記載の発光素子。
- 前記第1の発光層は、電子を捕獲する機能を有し、前記第2の発光層および前記第3の発光層よりも陽極側に設けられる請求項1ないし5のいずれかに記載の発光素子。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載の発光素子を備えることを特徴とする発光装置。
- 請求項7に記載の発光装置を備えることを特徴とする表示装置。
- 請求項8に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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