JP6896867B2 - 白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス及びその製造方法 - Google Patents

白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス及びその製造方法 Download PDF

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Description

本願は、２０１７年１月１６日に中国特許庁へ出願された、出願番号が２０１７１００３２３４４．４であり、発明の名称が「白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス及びその製造方法」である中国特許出願に基づき優先権を主張し、その内容の全てをここに援用する。
[技術分野]
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス技術分野に属し、特に白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス及びその製造方法に関する。
[背景技術]
有機発光デバイスは、自己発光デバイスであり、電荷が、電子注入電極（陽極）と正孔注入電極（陰極）との間にある有機膜に注入されるとき、電子が正孔と結合して消滅し、光が発生する。液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ装置、電界放出ディスプレイ等の他のフラットディスプレイ技術に比べ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイは、発光のカラー調整可能、アクティブルミネセンス、高輝度、高効率、広視野角、低エネルギー消費、簡単な製造プロセス、湾曲フレキシブルディスプレイ製造可能等、一連の優れた特性を具備し、大型フラットパネルのフルカラーディスプレイ分野において幅広い応用展望があり、最も競争力のある新世代ディスプレイ技術として広く認められている。したがって、有機エレクトロルミネッセンス技術の研究は、科学界及び工業界に広く注目され、積極的に関与されているによって、有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、性能が最近の十数年間で急速に進んでいる。その中で、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、フルカラーディスプレイ、ハイエンド照明等の方面の応用展望によって、現在研究のホットスポットになっている。
従来から、高性能、高品質な白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの開発や設計は、ずっと当該分野の重点及びホットスポットである。遷移金属錯体は、発光効率の高い及び発光のカラー調整可能等のメリットがあるので、学界及び業界に理想的な有機エレクトロルミネッセンス材に見なされる。国内外の多くの研究チームは、材料の合成及びデバイスの最適化から始め、産業化のニーズを満たすように白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの総合性能を高める努力を行っている。しかしながら、遷移金属錯体による白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、一般的に短いワーキングライフ、低い色安定性、又は高い作製コストに伴う。したがって、ますます多くの研究チームは、遷移金属錯体の代わりに、蛍光発光材料を採用して、全蛍光白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを得る傾向がある。しかしながら、蛍光材料が低い発光効率を有することは、一般的である。また、蛍光材料は、導電性及び熱安定性が一般的に劣るため、最終的に、キャリアの注入、輸送及び分布がバランスしなくなり、これによって、得られた白色蛍光デバイスは、低い発光効率、高い動作電圧及び低い動作安定性を有する。
上記課題を解決するために、国内外の研究チームは、新規蛍光材料のデザイン及び白色デバイス構造の最適化に取り組んでいる。例えば、２００９年、中国科学院長春応用化学研究所の馬東閣らは、雑誌Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓに発表した研究論文に、赤、緑、青という三つ色の有機蛍光材料を異なる発光層にドーピングするによって、優れた全蛍光白色デバイスを得た。得られたデバイスは、効率、輝度及び色復元係数が高いが、複雑なデバイス構造が、複雑な製造プロセスフローにつながるのみならず、デバイスのスペクトル安定性が劣ることにもつながる。また、デバイスの動作電圧が高いことは、デバイスの動作安定性の向上に不利となる。２０１４年、香港城市大学Ｃｈｕｎ−Ｓｉｎｇ Ｌｅｅらが雑誌Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓに発表した研究論文に、オレンジ光材料を空色発光材料にドーピングして発光層を形成することにより、デバイスの構造を大幅に簡略化して、白色デバイスを得た。得られたデバイスは、低い動作電圧を有し、且つこれが動作安定性の向上に有利になるが、デバイスの簡単過ぎる発光層デザインは、低い色復元係数及び劣ったスペクトル安定性につながる。これから分かるように、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの発光効率、輝度、色復元係数、スペクトル安定性及び動作安定性等の総合性能は、まだ実質的に改善されていない。
[発明の概要]
これに鑑み、本発明が解決しようとする課題は、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス及びその製造方法を提供する、ということである。該白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、構造が簡単で、高い効率、輝度及び動作安定性を有する。
本発明は、
基板；
前記基板に設けられる陽極層；
前記陽極層に設けられ、赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料から形成される第一発光層、ただし、前記赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；
前記第一発光層に設けられ、緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料から形成される第二発光層、ただし、前記緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜２．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；及び
前記第二発光層に設けられる陰極層；
を含む、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス
を提供する。
前記赤色有機蛍光材料は、ルブレン及び／又は４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピランであり、
前記緑色有機蛍光材料は、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン及び／又は２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−１０−（２−ベンゾチアゾリル）−キノリジノ［９，９Ａ，１ＧＨ］クマリンであることが好ましい。
前記第一有機エネルギー増感材料及び第二有機エネルギー増感材料は、２，２’−（９，１０−アントラセンジイル−ジ−４，１−フェニレン）−ビス［６−メチル−ベンゾチアゾール］であることが好ましい。
前記第一正孔型有機ホスト材料及び第二正孔型有機ホスト材料は、それぞれ独立に、４，４’−ジ（９−カルバゾリル）ビフェニル、１，３−ジカルバゾリル−９−イル−ベンゼン、９，９’−（５−（トリフェニルシリル）−１，３−フェニレン）−ビス（９Ｈ−カルバゾール）、１，３，５−トリ（９−カルバゾリル）ベンゼン、４，４’，４’’−トリ（カルバゾリル−９−イル）トリフェニルアミン及び４，４’−ビス（トリフェニルシリル）ビフェニルからなる群から選択される一つ又は複数であることが好ましい。
前記第一発光層は、厚さが５〜１０ｎｍであり、前記第二発光層は、厚さが２〜５ｎｍであることが好ましい。
前記陽極層と第一発光層との間に陽極界面層がさらに設けられ、前記陽極界面層は、厚さが２〜１０ｎｍであることが好ましい。
前記陽極層と第一発光層との間に正孔輸送層又は電子ブロック層がさらに設けられ、前記正孔輸送層又は電子ブロック層は、厚さが４０〜６０ｎｍであることが好ましい。陽極界面層が存在する場合、正孔輸送層又は電子ブロック層は、陽極界面層と発光層との間に設けられる。
前記第二発光層と陰極層との間に正孔ブロック層又は電子輸送層がさらに設けられ、前記正孔ブロック層又は電子輸送層は、厚さが４０〜６０ｎｍであることが好ましい。
前記正孔ブロック層又は電子輸送層と陰極層との間にバッファー層がさらに設けられ、前記バッファー層は、厚さが０．８〜１．２ｎｍであることが好ましい。
本発明は、
基板に陽極層を形成する工程；
前記陽極層に、赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料から形成される第一発光層を形成する工程、ただし、前記赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；
前記第一発光層に、緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料から形成される第二発光層を形成する工程、ただし、前記緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．２％〜２．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；及び
前記第二発光層に陰極層を形成して、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを得る工程；
を含む、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法
をさらに提供する。
本発明は、
基板；
前記基板に設けられる陽極層；
前記陽極層に設けられ、赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料から形成される第一発光層、ただし、前記赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；
前記第一発光層に設けられ、緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料から形成される第二発光層、ただし、前記緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．２％〜２．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；及び前記第二発光層に設けられる陰極層；
を含む、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス
を提供する。
従来技術と比べると、本発明では、発光材料及びエネルギー増感材料として青色有機蛍光材料を採用することによって、光子エネルギーを効果的に赤色有機蛍光材料又は緑色有機蛍光材料に伝達することができる。また、青色有機蛍光材料は、優れた電子輸送能力を有し、発光層でのドーピング濃度が高く、電子型ホスト材料として機能でき、発光区間での正孔及び電子の分布のバランスに有利になり、正孔と電子との再結合を発光層の狭い領域にも限定でき、発光層でのキャリアの分布を効果的にバランスすることができる。また、本発明が提供するデバイスは、構造が簡単で、コストが低く、且つ材料がいずれも良好な熱安定性を有するので、デバイスの寿命の向上に有利になる。
本発明が提供する白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構造概略図である。 本発明の実施例１で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電圧−電流密度−輝度の特性グラフである。電流密度及び駆動電圧の向上につれて、デバイスの輝度は向上する。デバイスの点灯電圧が３．３Ｖであり、また電圧が１０．９Ｖであり、電流密度が５５７．８６ｍＡ／ｃｍ２であるとき、デバイスは、最大輝度である１１３１５ｃｄ／ｍ２を得た。 本発明の実施例１で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電流密度−電力効率−電流効率の特性グラフである。デバイスの最大電流効率が１３．１７ｃｄ／Ａであり、最大電力効率が１１．８２ ｌｍ／Ｗである。 本発明の実施例１で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であるときのスペクトログラムである。デバイスの色座標が（０．３６６，０．４１３）である。 本発明の実施例２であるで得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電圧−電流密度−輝度の特性グラフである。電流密度及び駆動電圧の向上につれて、デバイスの輝度は向上する。デバイスの点灯電圧が３．２Ｖであり、また電圧が１０．２Ｖであり、電流密度が５５９．４４ｍＡ／ｃｍ２であるとき、デバイスは、最大輝度である８７３８ｃｄ／ｍ２を得た。 本発明の実施例２で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電流密度−電力効率−電流効率の特性グラフである。デバイスの最大電流効率が１２．８０ｃｄ／Ａであり、最大電力効率が１１．８０ ｌｍ／Ｗである。
以下、本発明の実施例を参照して本発明の実施例に係る実施形態を明確・完全に説明する。もちろん、記載された実施例は、本発明の実施例の一部だけであり、全てではない。本発明における実施例に基づき、当業者が創造的な労働をしない場合、得られるほかの実施例のすべては、本発明が保護範囲に入る。
本発明は、
基板；
前記基板に設けられる陽極層；
前記陽極層に設けられ、赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料から形成される第一発光層、ただし、前記赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；
前記第一発光層に設けられ、緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料から形成される第二発光層、ただし、前記緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．２％〜２．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；及び
前記第二発光層に設けられる陰極層；
を含む、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス
を提供する。
本発明は、前記基板に対して特に限定がない。前記基板は、当業者に周知の基板であればよく、プラスチック基板、ポリマー基板、シリコン系基板又はガラス基板であることが好ましく、ガラス基板であることがより好ましい。
前記基板に陽極層が設けられる。前記陽極層は、正孔注入されやすい材料からなり、導電性金属、導電性金属酸化物又はグラフェンであることが好ましく、インジウムスズ酸化物、金電極、白金電極又はグラフェン電極であることがより好ましく、インジウムスズ酸化物であることがさらに好ましい。前記インジウムスズ酸化物は、表面抵抗が８〜２５Ωであることが好ましい。
本発明によれば、前記陽極層に陽極界面層がさらに設けられることが好ましい。前記陽極界面層は、厚さが２〜１０ｎｍであることが好ましく、２〜８ｎｍであることがより好ましく、２〜５ｎｍであることがさらに好ましく、３ｎｍであることが最も好ましい。前記陽極界面層は、当業者に周知の陽極界面層であればよく、特に限定がなく、本発明において、三酸化モリブデン、フッ化リチウム又は塩化ナトリウムであることが好ましい。
正孔の輸送能力を向上させるとともに、電子の輸送をブロッキングし、さらにデバイスの損失を減らし、デバイスの効率を向上させるために、前記陽極界面層に正孔輸送層又は電子ブロック層が設けられることが好ましい。前記正孔輸送層又は電子ブロック層は、厚さが４０〜６０ｎｍであることが好ましく、５０〜６０ｎｍであることがより好ましく、５０ｎｍであることがさらにこのましい。
前記正孔輸送層又は電子ブロック層は、当業者に周知の正孔輸送層又は電子ブロック層であればよく、特に限定がない。本発明において、前記正孔輸送層又は電子ブロック層は、４，４’−シクロヘキシル−ビス［Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）アニリン］（ＴＡＰＣと簡単に呼ばれる）、４，４’−ビス［Ｎ−（ｍ−トリル）−Ｎ−フェニル−アミノ］）ビフェニル（ＴＰＤと簡単に呼ばれる）及びＮ，Ｎ’−ビス（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（ＮＰＢと簡単に呼ばれる）からなる群から選ばれる１種以上で形成し、これらの分子構造式は、以下のとおりである。
Figure 0006896867
前記正孔輸送層又は電子ブロック層に第一発光層が設けられる。前記第一発光層は、赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料から形成される。前記第一発光層は、厚さが５〜１０ｎｍであることが好ましく、７〜１０ｎｍであることがより好ましい。
前記赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％であり、０．１％〜０．８％であることが好ましく、０．１％〜０．５％であることがより好ましく、０．１％〜０．２％であることがさらに好ましい。
前記赤色有機蛍光材料は、当業者に周知の赤色有機蛍光材料であればよく、特に限定がなく、本発明において、ルブレン（Ｒｕｂｒｅｎｅ、分子式が式Ｉのように示される）及び／又は４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢと簡単に呼ばれる、分子式が式ＩＩのように示される）であることが好ましい。
前記第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、１０．０％〜２５．０％であることが好ましく、１５．０％〜２０．０％であることがより好ましく、１６．０％〜１８．０％であることがさらに好ましい。
前記第一有機エネルギー増感材料は、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料である。前記第一有機エネルギー増感材料は、当業者に周知の青色有機蛍光材料であればよく、特に限定がなく、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングであればよい。エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの有機エネルギー増感材料は、光子エネルギーを効果的に緑色及び赤色有機蛍光材料に伝達でき、且つ優れた電子輸送能力を有する。その中、エネルギーマッチングの基本原則の一つは、ホスト材料から増感材料へ、次いで増感材料から発光材料へ、エネルギーが効果的に伝達できる。このために、ホスト材料の励起状態エネルギー＞増感材料の励起状態エネルギー＞発光材料の励起状態エネルギー、ということが必要となる。エネルギー準位マッチングの基本原則の一つは、ホスト材料のエネルギーギャップが広く、発光材料のエネルギーギャップを効果的に含んで、キャリアのトラッピングを促進する。本発明において、増感材料のエネルギー準位が電子の発光区間への注入に有利になり、また増感材料が電子型補助ホスト材料として作用することが必要である。
本発明に記載の第一有機エネルギー増感材料は、２，２’−（９，１０−アントラセンジイル−ジ−４，１−フェニレン）−ビス［６−メチル−ベンゾチアゾール］（ＤＢｚＡと簡単に呼ばれ、分子式が式ＩＩＩのように示される）であることが好ましい。ＤＢｚＡは、高い発光効率及び色純度を有し、熱安定性がよく、エネルギー増感材料の機能も兼ね備え、光子エネルギーを効果的に赤色有機発光材料Ｒｕｂｒｅｎｅ、ＤＣＪＴＢ又は緑色有機発光材料Ｃ５４５Ｔ、ＤＭＱＡに伝達できる。
前記第一正孔有機ホスト材料は、当業者に周知の正孔有機ホスト材料であればよく、特に限定がなく、本発明において、４，４’−ジ（９−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰと簡単に呼ばれ、分子式が式ＩＶのように示される）、１，３−ジカルバゾリル−９−イル−ベンゼン（ｍＣＰと簡単に呼ばれ、分子式が式Ｖのように示される）、９，９’−（５−（トリフェニルシリル）−１，３−フェニレン）−ビス（９Ｈ−カルバゾール）（ＳｉｍＣＰと簡単に呼ばれ、分子式が式ＶＩのように示される）、１，３，５−トリ（９−カルバゾリル）ベンゼン（ＴＣＰと簡単に呼ばれ、分子式が式ＶＩＩのように示される）、４，４’，４’’−トリ（カルバゾリル−９−イル）トリフェニルアミン（ＴｃＴａと簡単に呼ばれ、分子式が式ＶＩＩＩのように示される）及び４，４’−ビス（トリフェニルシリル）ビフェニル（ＢＳＢと簡単に呼ばれ、分子式が式ＩＸのように示される）であることが好ましい。
Figure 0006896867
Figure 0006896867
前記第一発光層に第二発光層が設けられる。前記第二発光層は、厚さが２〜５ｎｍであることが好ましく、２〜４ｎｍであることがより好ましく、２〜３ｎｍであることがさらに好ましい。前記第二発光層は、緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料から形成される。
前記緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜２．０％であり、０．１％〜１．５％であることが好ましく、０．１％〜１．０％であることがより好ましく、０．１％〜０．５％であることがさらに好ましく、０．１％〜０．２％であることが最も好ましい。
前記緑色有機蛍光材料は、当業者に周知の緑色有機蛍光材料であればよく、特に限定がなく、本発明において、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（ＤＭＱＡと簡単に呼ばれ、分子式が式Ｘのように示される）及び／又は２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−１０−（２−ベンゾチアゾリル）−キノリジノ［９，９Ａ，１ＧＨ］クマリン（Ｃ５４５Ｔと簡単に呼ばれ、分子式が式ＸＩのように示される）であることが好ましい。
前記第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、１０．０％〜２５．０％であることが好ましく、１５．０％〜２０．０％であることがより好ましく、１８．０％〜２０．０％であることがさらに好ましい。
前記第二有機エネルギー増感材料は、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料である。前記第二有機エネルギー増感材料は、当業者に周知の青色有機蛍光材料であればよく、特に限定がなく、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングであればよい。本発明において、前記第二有機エネルギー増感材料は、２，２’−（９，１０−アントラセンジイル−ジ−４，１−フェニレン）−ビス［６−メチル−ベンゾチアゾール］（ＤＢｚＡと簡単に呼ばれ、分子式が式ＩＩＩのように示される）であることが好ましい。青色有機蛍光材料ＤＢｚＡは、高い発光効率及び色純度を有し、熱安定性がよく、エネルギー増感材料の機能も兼ね備え、光子エネルギーを効果的に赤色有機蛍光材料又は緑色有機蛍光材料に伝達できる。青色有機蛍光材料ＤＢｚＡは、優れた電子輸送能力も兼ね備え、ドーピング濃度が高く、電子型ホスト材料として機能し、発光層でのキャリアの分布を効果的にバランスすることができる。
第二正孔型有機ホスト材料は、当業者に周知の正孔型有機ホスト材料であればよく、特に限定がなく、本発明において、４，４’−ジ（９−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰと簡単に呼ばれ、分子式が式ＩＶのように示される）、１，３−ジカルバゾリル−９−イル−ベンゼン（ｍＣＰと簡単に呼ばれ、分子式が式Ｖのように示される）、９，９’−（５−（トリフェニルシリル）−１，３−フェニレン）−ビス（９Ｈ−カルバゾール）（ＳｉｍＣＰと簡単に呼ばれ、分子式が式ＶＩのように示される）、１，３，５−トリ（９−カルバゾリル）ベンゼン（ＴＣＰと簡単に呼ばれ、分子式が式ＶＩＩのように示される）、４，４’，４’’−トリ（カルバゾリル−９−イル）トリフェニルアミン（ＴｃＴａと簡単に呼ばれ、分子式が式ＶＩＩＩのように示される）及び４，４’−ビス（トリフェニルシリル）ビフェニル（ＢＳＢと簡単に呼ばれ、分子式が式ＩＸのように示される）であることが好ましい。
Figure 0006896867
電子の輸送能力を向上させるとともに、正孔の輸送をブロックし、さらにデバイスの損失を減らし、デバイスの効率を向上させるために、前記第二発光層に正孔ブロック層又は電子輸送層が設けられることが好ましい。前記正孔ブロック層又は電子輸送層は、厚さが４０〜６０ｎｍであることが好ましく、４５〜５５ｎｍであることがより好ましく、５０ｎｍであることがさらに好ましい。
前記正孔ブロック層又は電子輸送層は、当業者に周知の正孔輸送層又は電子ブロック層であればよく、特に限定がなく、本発明において、トリ［２，４，６−トリメチル−３−（３−ピリジル）フェニル］ボラン（３ＴＰＹＭＢと簡単に呼ばれる）、１，３，５−トリ［（３−ピリジル）−３−フェニル］ベンゼン（ＴｍＰｙＰＢと簡単に呼ばれる）、１，３−ビス［３，５−ジ（３−ピリジル）フェニル］ ベンゼン（ＢｍＰｙＰｈＢと簡単に呼ばれる）、１，３，５−トリ（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼン（ＴＰＢｉと簡単に呼ばれる）及び１，３，５−トリ｛６−［３−（ピリジン−３−イル）フェニル］ ピリジン−２−イル｝ベンゼン（Ｔｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢと簡単に呼ばれる）からなる群から選択される一つ又は複数であることが好ましく、それらの分子式は、式ＸＩＩ、ＸＩＩＩ、ＸＩＶ、ＸＶ及びＸＶＩのように示される。
Figure 0006896867
電子の注入効率を高め、さらにデバイスの効率を向上させるために、前記正孔ブロック層又は電子輸送層にバッファー層がさらに設けられる。前記バッファー層は、厚さが０．８〜１．２ｎｍであることが好ましく、０．９〜１．１ｎｍであることがより好ましく、１ｎｍであることがさらに好ましい。前記バッファー層は、当業者に周知のバッファー層であればよく、特に限定がなく、本発明において、フッ化リチウム、塩化ナトリウム又は炭酸ナトリウムからなることが好ましい。
前記バッファー層に陰極層が設けられる。前記陰極層は、厚さが９０〜１５０ｎｍであることが好ましく、１００〜１４０ｎｍであることがより好ましく、１１０〜１３０ｎｍであることがさらに好ましく、１２０ｎｍであることが最も好ましい。前記陰極層は、当業者に周知の陰極層であればよく、特に限定がなく、本発明において、金属アルミニウム、マグネシウム銀合金又は銀からなることが好ましい。
本発明が提供する白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの構造概略図は、図１のように示され、その中、１が基板であり、２が陽極層であり、３が陽極界面層であり、４が正孔輸送層／電子ブロック層であり、５が第一発光層であり、６が第二発光層であり、７が正孔ブロック層／電子輸送層であり、８がバッファー層であり、９が陰極層である。白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、陽極と陰極が互いに重なり、その発光区を形成する。２つの電極間に順方向電圧を印加すると、当該デバイスは、４１０〜６５０ｎｍに亘っている白光を発光する。
本発明は、発光材料及びエネルギー増感材料として青色有機蛍光材料を採用することによって、光子エネルギーを効果的に赤色有機蛍光材料又は緑色有機蛍光材料に伝達できる。また、青色有機蛍光材料は、優れた電子輸送能力を有し、発光層でのドーピング濃度が高く、電子型ホスト材料として機能でき、発光区間での正孔及び電子の分布のバランスに有利になり、正孔と電子との再結合を発光層の狭い領域にも限定でき、発光層でのキャリアの分布を効果的にバランスすることができる。また、本発明が提供するデバイスは、構造が簡単で、コストが低く、且つ材料がいずれも良好な熱安定性を有するので、デバイスの寿命の向上に有利になる。
本発明は、
基板に陽極層を形成する工程；
前記陽極層に、赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料から形成される第一発光層を形成する工程、ただし、前記赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；
前記第一発光層に、緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料から形成される第二発光層を形成する工程、ただし、前記緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．２％〜２．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；及び
前記第二発光層に陰極層を形成して、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを得る工程；
を含む、上記白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法
をさらに提供する。
本発明によれば、まず基板に陽極層を形成する。前記基板及び陽極層が、いずれも上記の通りであるので、ここでの説明は省略する。本発明において、基板上にある導電性金属、導電性金属酸化物又はグラフェンをエッチングして電極を得ることが好ましい。本発明は、エッチングした電極の形状及び大きさに対して特に限定がなく、例えば、１０ｍｍ幅、３０ｍｍ長さのストリップ電極にエッチングしてもよい。
その後、陽極層に陽極界面層を形成することが好ましい。前記陽極界面層が、上記の通りであるので、ここでの説明は省略する。
本発明において、陽極層が形成された基板を洗浄・乾燥後、陽極層に陽極界面層をさらに形成することが好ましい。陽極界面層を形成する方法は、当業者に周知の方法であればよく、特に限定がない。本発明において、乾燥した後の、陽極層が形成された基板を先に真空条件で低圧酸素プラズマ処理を行ってから、それに陽極界面層を蒸着することが好ましい。前記真空条件の真空度は、８〜１５Ｐａであることが好ましい。前記低圧酸素プラズマ処理の電圧は、３５０〜５００Ｖである。前記低圧酸素プラズマ処理の時間は、５〜１５ｍｉｎであることが好ましい。前記蒸着の真空度は、５〜８×１０−５Ｐａであることが好ましい。
その後、陽極界面層に正孔輸送層又は電子ブロック層を形成することが好ましい。前記正孔輸送層又は電子ブロック層が、上記の通りであるので、ここでの説明は省略する。形成方法は、当業者に周知の方法であればよく、特に限定がなく、本発明において、真空蒸着であることが好ましい。前記蒸着の真空度は、１〜３×１０−５Ｐａであることが好ましい。前記真空蒸着における有機物の蒸発レートは、０．０５〜０．１ｎｍ／ｓであることが好ましい。
その後、正孔輸送層又は電子ブロック層に第一発光層を形成する。前記第一発光層が、上記の通りであるので、ここでの説明は省略する。形成方法は、当業者に周知の方法であればよく、特に限定がなく、本発明において、真空蒸着であることが好ましい。前記蒸着の真空度は、１〜３×１０−５Ｐａであることが好ましい。前記真空蒸着における赤色有機蛍光材料の蒸発レートは、０．００００５〜０．００１ｎｍ／ｓであることが好ましい。第一有機エネルギー増感材料の蒸発レートは、０．００４〜０．０２５ｎｍ／ｓであることが好ましい。前記第一正孔型有機ホスト材料の蒸発レートは、０．０５〜０．１ｎｍ／ｓであることが好ましい。有機混合材料における赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料は、異なる蒸発源から同時に蒸発され、３種類の材料の蒸発レートをそれぞれ調整するによって、赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％になり、第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％になる。
第一発光層に第二発光層を形成する。前記第二発光層が、上記の通りであるので、ここでの説明は省略する。形成方法は、当業者に周知の方法であればよく、特に限定がなく、本発明において、真空蒸着であることが好ましい。前記蒸着の真空度は、１〜３×１０−５Ｐａであることが好ましい。前記真空蒸着における緑色有機蛍光材料の蒸発レートは、０．０００１〜０．００２ｎｍ／ｓであることが好ましい。第二有機エネルギー増感材料の蒸発レートは、０．００４〜０．０２５ｎｍ／ｓであることが好ましい。前記第二正孔型有機ホスト材料の蒸発レートは、０．０５〜０．１ｎｍ／ｓであることが好ましい。有機混合材料における緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料は、異なる蒸発源から同時に蒸発され、３種類の材料の蒸発レートをそれぞれ調整するによって、緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜２．０％になり、第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％になる。
本発明によれば、第二発光層に正孔ブロック層又は電子輸送層を形成することが好ましい。前記正孔ブロック層又は電子輸送層が、上記の通りであるので、ここでの説明は省略する。形成方法は、当業者に周知の方法であればよく、特に限定がなく、本発明において、真空蒸着であることが好ましい。前記蒸着の真空度は、１〜３×１０−５Ｐａであることが好ましい。前記真空蒸着における有機物の蒸発レートは、０．０５〜０．１ｎｍ／ｓであることが好ましい。
正孔ブロック層又は電子輸送層にバッファー層をさらに形成することが好ましい。前記バッファー層が、上記の通りであるので、ここでの説明は省略する。形成方法は、当業者に周知の方法であればよく、特に限定がなく、本発明において、真空蒸着であることが好ましい。前記真空蒸着の真空度は、５〜８×１０−５Ｐａであることが好ましい。蒸発レートは、０．５〜１．５ｎｍ／ｓであることが好ましい。
最後、バッファー層に陰極層を形成して、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを得る。前記陰極層が、上記の通りであるので、ここでの説明は省略する。形成方法は、当業者に周知の方法であればよく、特に限定がなく、本発明において、真空蒸着であることが好ましい。前記真空蒸着の真空度は、５〜８×１０−５Ｐａであることが好ましい。
本発明が提供する白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、構造が簡単であるので、デバイスの製造プロセスの簡略化に有利になり、且つ、選択される各機能性材料は一般的にコストが比較的に低いので、デバイスの作製コストの低下に有利になる。また、選択される材料は、いずれも良好な熱安定性を有するので、デバイスの寿命の向上に有利になる。
本発明は、デバイス構造のデザインを最適化し、デバイス構造及び製造フローを簡略化することによって、デバイスのスペクトル安定性を低下させないとともに、デバイスの効率、輝度及び動作安定性を向上させ、デバイスの作製コストを低下させる。
本発明をさらに説明するために、以下、実施例を参照して本発明が提供する白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス及びその製造方法について詳細を説明する。
以下、実施例に用いられる試薬は、いずれも市販されている。
実施例１
ＩＴＯガラスにおけるＩＴＯ陽極層をレーザーエッチングしてパターン電極にしてから、洗浄液、脱イオン水で順に１５分間超音波洗浄し、オーブンに入れて乾燥させた。次に、乾燥された基板を予備処理真空室に入れ、真空度が１０Ｐａである雰囲気で、ＩＴＯ陽極を４００Ｖの電圧で１０分間低圧酸素プラズマ処理してから、金属蒸着室に転移し、それに３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で３ｎｍのＭｏＯ３陽極界面層３を蒸着した。その後、完成していないデバイスは、有機蒸着室に転移され、真空度が１〜３×１０−５Ｐａである真空雰囲気で、陽極界面層３に、厚さが５０ｎｍであるＴＡＰＣ正孔輸送層／電子ブロック層４、厚さが８ｎｍであるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第一発光層５、厚さが２ｎｍであるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第二発光層６、厚さが５０ｎｍであるＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ正孔ブロック層／電子輸送層７を順に蒸着した。次に、完成していないデバイスは、金属蒸着室に転移され、３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で厚さが１．０ｎｍであるＬｉＦバッファー層を蒸着し、最後に特製のマスク板を介してＬｉＦ層に厚さが１２０ｎｍである金属Ａｌ電極を蒸着して、構造がＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＴＡＰＣ／ＤＣＪＴＢ（０．１％）：ＤＢｚＡ（１６ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｃ５４５Ｔ（０．２％）：ＤＢｚＡ（２０ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｔｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ／ＬｉＦ／Ａｌである白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
第一発光層５におけるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．００００５ｎｍ／秒、０．００８ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、第二発光層６におけるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．０００１ｎｍ／秒、０．０１ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＴＡＰＣ及びＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢの蒸発レートを０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＭｏＯ３の蒸発レートを０．０１ｎｍ／秒に制御し、ＬｉＦの蒸発レートを０．００５ｎｍ／秒に制御し、Ａｌの蒸発レートを０．５ｎｍ／秒に制御した。
実施例１で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、直流電圧によって駆動されて、４１０〜６５０ｎｍに亘っている白光の発光を示した。動作電圧の変化につれて、デバイスの色座標は、（０．３０７，０．３１６）から（０．４２５，０．４５４）までの範囲内に安定した。輝度が１０００ｃｄ／ｍ２である場合、デバイスの色座標は、（０．３６６，０．４１３）であった。
図２は、実施例１で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電圧−電流密度−輝度の特性グラフであった。図２から分かるように、デバイスの点灯電圧が３．３Ｖであり、また、電圧が１０．９Ｖであり、電流密度が５５７．８６ｍＡ／ｃｍ２であるとき、デバイスの最大輝度が１１３１５ｃｄ／ｍ２であった。
図３は、実施例１で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電流密度−電力効率−電流効率の特性グラフであった。図３から分かるように、デバイスは、最大電流効率が１３．１７ｃｄ／Ａであり、最大電力効率が１１．８２ｌｍ／Ｗであった。
図４は、実施例１で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの輝度が１０００ｃｄ／ｍ２であるときのスペクトログラムであった。図４から分かるように、デバイスの色座標が（０．３６６，０．４１３）であった。
実施例２
ＩＴＯガラスにおけるＩＴＯ陽極層をレーザーエッチングしてパターン電極にしてから、洗浄液、脱イオン水で順に１５分間超音波洗浄し、オーブンに入れて乾燥させた。次に、乾燥された基板を予備処理真空室に入れ、真空度が１０Ｐａである雰囲気で、ＩＴＯ陽極を４００Ｖの電圧で１０分間低圧酸素プラズマ処理してから、金属蒸着室に転移し、それに３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で３ｎｍのＭｏＯ３陽極界面層３を蒸着した。その後、完成していないデバイスは、有機蒸着室に転移され、真空度が１〜３×１０−５Ｐａである真空雰囲気で、陽極界面層３に、厚さが５０ｎｍであるＴＡＰＣ正孔輸送層／電子ブロック層４、厚さが７ｎｍであるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第一発光層５、厚さが３ｎｍであるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第二発光層６、厚さが５０ｎｍであるＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ正孔ブロック層／電子輸送層７を順に蒸着した。次に、完成していないデバイスは、金属蒸着室に転移され、３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で厚さが１．０ｎｍであるＬｉＦバッファー層を蒸着し、最後に特製のマスク板を介してＬｉＦ層に厚さが１２０ｎｍである金属Ａｌ電極を蒸着して、構造がＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＴＡＰＣ／ＤＣＪＴＢ（０．２％）：ＤＢｚＡ（１６ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｃ５４５Ｔ（０．１％）：ＤＢｚＡ（２０ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｔｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ／ＬｉＦ／Ａｌである白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
第一発光層５におけるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．００００５ｎｍ／秒、０．００８ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、第二発光層６におけるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．００００５ｎｍ／秒、０．０１ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＴＡＰＣ及びＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢの蒸発レートを０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＭｏＯ３の蒸発レートを０．０１ｎｍ／秒に制御し、ＬｉＦの蒸発レートを０．００５ｎｍ／秒に制御し、Ａｌの蒸発レートを０．５ｎｍ／秒に制御した。
実施例２で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、直流電圧によって駆動されて、４１０〜６５０ｎｍに亘っている白光の発光を示した。動作電圧の変化につれて、デバイスの色座標は、（０．２８５，０．３０１）から（０．４０９，０．４１３）までの範囲内に安定した。輝度が１０００ｃｄ／ｍ２である場合、デバイスの色座標は、（０．３２３，０．３６５）であった。
図５は、実施例２で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電圧−電流密度−輝度の特性グラフであった。図５から分かるように、デバイスの輝度が電流密度及び駆動電圧の向上につれて向上し、デバイスの点灯電圧が３．２Ｖであり、また、電圧が１０．２Ｖであり、電流密度が５５９．４４ｍＡ／ｃｍ２であるとき、デバイスの最大輝度が８７３８ｃｄ／ｍ２であった。
図６は、実施例２で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの電流密度−電力効率−電流効率の特性グラフであった。図６から分かるように、デバイスの最大電流効率が１２．８０ｃｄ／Ａであり、最大電力効率が１１．８０ｌｍ／Ｗであった。
実施例３
ＩＴＯガラスにおけるＩＴＯ陽極層をレーザーエッチングしてパターン電極にしてから、洗浄液、脱イオン水で順に１５分間超音波洗浄し、オーブンに入れて乾燥させた。次に、乾燥された基板を予備処理真空室に入れ、真空度が１０Ｐａである雰囲気で、ＩＴＯ陽極を４００Ｖの電圧で１０分間低圧酸素プラズマ処理してから、金属蒸着室に転移し、それに３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で３ｎｍのＭｏＯ３陽極界面層３を蒸着した。その後、完成していないデバイスは、有機蒸着室に転移され、真空度が１〜３×１０−５Ｐａである真空雰囲気で、陽極界面層３に、厚さが５０ｎｍであるＴＡＰＣ正孔輸送層／電子ブロック層４、厚さが８ｎｍであるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第一発光層５、厚さが２ｎｍであるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第二発光層６、厚さが５０ｎｍであるＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ正孔ブロック層／電子輸送層７を順に蒸着した。次に、完成していないデバイスは、金属蒸着室に転移され、３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で厚さが１．０ｎｍであるＬｉＦバッファー層を蒸着し、最後に特製のマスク板を介してＬｉＦ層に厚さが１２０ｎｍである金属Ａｌ電極を蒸着して、構造がＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＴＡＰＣ／ＤＣＪＴＢ（０．１％）：ＤＢｚＡ（１８ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｃ５４５Ｔ（０．２％）：ＤＢｚＡ（１８ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｔｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ／ＬｉＦ／Ａｌである白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
第一発光層５におけるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．００００５ｎｍ／秒、０．００９ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、第二発光層６におけるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートを０．０００１ｎｍ／秒、０．００９ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＴＡＰＣ及びＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢの蒸発レートを０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＭｏＯ３の蒸発レートを０．０１ｎｍ／秒に制御し、ＬｉＦの蒸発レートを０．００５ｎｍ／秒に制御し、Ａｌの蒸発レートを０．５ｎｍ／秒に制御した。
実施例３で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、直流電圧によって駆動されて、４１０〜６５０ｎｍに亘っている白光の発光を示した。動作電圧の変化につれて、デバイスの色座標は、（０．３０３，０．３１９）から（０．４３２，０．４６１）までの範囲内に安定した。輝度が１０００ｃｄ／ｍ２である場合、デバイスの色座標は、（０．３５８，０．４１１）であった。デバイスの点灯電圧が３．３Ｖであり、デバイの最大輝度が１１００２ｃｄ／ｍ２であった。デバイスは、最大電流効率が１２．２７ｃｄ／Ａであり、最大電力効率が１１．１６ ｌｍ／Ｗであった。
実施例４
ＩＴＯガラスにおけるＩＴＯ陽極層をレーザーエッチングしてパターン電極にしてから、洗浄液、脱イオン水で順に１５分間超音波洗浄し、オーブンに入れて乾燥させた。次に、乾燥された基板を予備処理真空室に入れ、真空度が１０Ｐａである雰囲気で、ＩＴＯ陽極を４００Ｖの電圧で１０分間低圧酸素プラズマ処理してから、金属蒸着室に転移し、それに３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で３ｎｍのＭｏＯ３陽極界面層３を蒸着した。その後、完成していないデバイスは、有機蒸着室に転移され、真空度が１〜３×１０−５Ｐａである真空雰囲気で、陽極界面層３に、厚さが５０ｎｍであるＴＡＰＣ正孔輸送層／電子ブロック層４、厚さが１０ｎｍであるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第一発光層５、厚さが２ｎｍであるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第二発光層６、厚さが５０ｎｍであるＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ正孔ブロック層／電子輸送層７を順に蒸着した。次に、完成していないデバイスは、金属蒸着室に転移され、３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で厚さが１．０ｎｍであるＬｉＦバッファー層を蒸着し、最後に特製のマスク板を介してＬｉＦ層に厚さが１２０ｎｍである金属Ａｌ電極を蒸着して、構造がＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＴＡＰＣ／ＤＣＪＴＢ（０．１％）：ＤＢｚＡ（１６ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｃ５４５Ｔ（０．２％）：ＤＢｚＡ（２０ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｔｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ／ＬｉＦ／Ａｌである白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
第一発光層５におけるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．００００５ｎｍ／秒、０．００８ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、第二発光層６におけるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．０００１ｎｍ／秒、０．０１ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＴＡＰＣ及びＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢの蒸発レートを０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＭｏＯ３の蒸発レートを０．０１ｎｍ／秒に制御し、ＬｉＦの蒸発レートを０．００５ｎｍ／秒に制御し、Ａｌの蒸発レートを０．５ｎｍ／秒に制御した。
実施例４で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、直流電圧によって駆動されて、４１０〜６５０ｎｍに亘っている白光の発光を示した。動作電圧の変化につれて、デバイスの色座標は、（０．３１５，０．３２２）から（０．４４０，０．４６２）までの範囲内に安定した。輝度が１０００ｃｄ／ｍ２である場合、デバイスの色座標は、（０．３６９，０．４２１）であった。デバイスの点灯電圧が３．３Ｖであり、デバイスの最大輝度が１１９９６ｃｄ／ｍ２であった。デバイスの最大電流効率が１３．３５ｃｄ／Ａであり、最大電力効率が１２．１７ ｌｍ／Ｗであった。
実施例５
ＩＴＯガラスにおけるＩＴＯ陽極層をレーザーエッチングしてパターン電極にしてから、洗浄液、脱イオン水で順に１５分間超音波洗浄し、オーブンに入れて乾燥させた。次に、乾燥された基板を予備処理真空室に入れ、真空度が１０Ｐａである雰囲気で、ＩＴＯ陽極を４００Ｖの電圧で１０分間低圧酸素プラズマ処理してから、金属蒸着室に転移し、それに３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で３ｎｍのＭｏＯ３陽極界面層３を蒸着した。その後、完成していないデバイスは、有機蒸着室に転移され、真空度が１〜３×１０−５Ｐａである真空雰囲気で、陽極界面層３に、厚さが５０ｎｍであるＴＡＰＣ正孔輸送層／電子ブロック層４、厚さが８ｎｍであるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第一発光層５、厚さが３ｎｍであるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第二発光層６、厚さが５０ｎｍであるＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ正孔ブロック層／電子輸送層７を順に蒸着した。次に、完成していないデバイスは、金属蒸着室に転移され、３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で厚さが１．０ｎｍであるＬｉＦバッファー層を蒸着し、最後に特製のマスク板を介してＬｉＦ層に厚さが１２０ｎｍである金属Ａｌ電極を蒸着して、構造がＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＴＡＰＣ／ＤＣＪＴＢ（０．１％）：ＤＢｚＡ（１８ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｃ５４５Ｔ（０．２％）：ＤＢｚＡ（１８ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｔｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ／ＬｉＦ／Ａｌである白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
第一発光層５におけるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．００００５ｎｍ／秒、０．００９ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、第二発光層６におけるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．０００１ｎｍ／秒、０．００９ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＴＡＰＣ及びＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢの蒸発レートを０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＭｏＯ３の蒸発レートを０．０１ｎｍ／秒に制御し、ＬｉＦの蒸発レートを０．００５ｎｍ／秒に制御し、Ａｌの蒸発レートを０．５ｎｍ／秒に制御した。
実施例５で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、直流電圧によって駆動されて、４１０〜６５０ｎｍに亘っている白光の発光を示した。動作電圧の変化につれて、デバイスの色座標は、（０．３１１，０．３１８）から（０．４３３，０．４６５）までの範囲内に安定した。輝度が１０００ｃｄ／ｍ２である場合、デバイスの色座標は、（０．３４９，０．４２１）であった。デバイスの点灯電圧が３．２Ｖであり、デバイスの最大輝度が１２６１８ｃｄ／ｍ２であった。デバイスの最大電流効率が１２．７８ｃｄ／Ａであり、最大電力効率が１１．４５ ｌｍ／Ｗであった。
実施例６
ＩＴＯガラスにおけるＩＴＯ陽極層をレーザーエッチングしてパターン電極にしてから、洗浄液、脱イオン水で順に１５分間超音波洗浄し、オーブンに入れて乾燥させた。次に、乾燥された基板を予備処理真空室に入れ、真空度が１０Ｐａである雰囲気で、ＩＴＯ陽極を４００Ｖの電圧で１０分間低圧酸素プラズマ処理してから、金属蒸着室に転移し、それに３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で３ｎｍのＭｏＯ３陽極界面層３を蒸着した。その後、完成していないデバイスは、有機蒸着室に転移され、真空度が１〜３×１０−５Ｐａである真空雰囲気で、陽極界面層３に、厚さが５０ｎｍであるＴＡＰＣ正孔輸送層／電子ブロック層４、厚さが１０ｎｍであるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第一発光層５、厚さが２ｎｍであるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡドープＴｃＴａ第二発光層６、厚さが５０ｎｍであるＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ正孔ブロック層／電子輸送層７を順に蒸着した。次に、完成していないデバイスは、金属蒸着室に転移され、３〜５×１０−５Ｐａの真空雰囲気で厚さが１．０ｎｍであるＬｉＦバッファー層を蒸着し、最後に特製のマスク板を介してＬｉＦ層に厚さが１２０ｎｍである金属Ａｌ電極を蒸着して、構造がＩＴＯ／ＭｏＯ３／ＴＡＰＣ／ＤＣＪＴＢ（０．１％）：ＤＢｚＡ（１８ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｃ５４５Ｔ（０．２％）：ＤＢｚＡ（２０ｗｔ％）：ＴｃＴａ／Ｔｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢ／ＬｉＦ／Ａｌである白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを製造した。
第一発光層５におけるＤＣＪＴＢ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．００００５ｎｍ／秒、０．００８ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、第二発光層６におけるＣ５４５Ｔ、ＤＢｚＡ及びＴｃＴａの蒸発レートをそれぞれ０．０００１ｎｍ／秒、０．０１ｎｍ／秒及び０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＴＡＰＣ及びＴｍ３ＰｙＰ２６ＰｙＢの蒸発レートを０．０５ｎｍ／秒に制御し、ＭｏＯ３の蒸発レートを０．０１ｎｍ／秒に制御し、ＬｉＦの蒸発レートを０．００５ｎｍ／秒に制御し、Ａｌの蒸発レートを０．５ｎｍ／秒に制御した。
実施例６で得られた白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスは、直流電圧によって駆動されて、４１０〜６５０ｎｍに亘っている白光の発光を示した。動作電圧の変化につれて、デバイスの色座標は、（０．３１６，０．３３４）から（０．４５５，０．４６５）までの範囲内に安定した。輝度が１０００ｃｄ／ｍ２である場合、デバイスの色座標は、（０．３７７，０．４３２）であった。デバイスの点灯電圧が３．３Ｖであり、デバイスの最大輝度が１２９６３ｃｄ／ｍ２であった。デバイスの最大電流効率が１３．０２ｃｄ／Ａであり、最大電力効率が１１．７０ ｌｍ／Ｗであった。

Claims (15)

  1. 基板；
    前記基板に設けられる陽極層；
    前記陽極層に設けられ、赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料から形成される第一発光層、ただし、前記赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；
    前記第一発光層に設けられ、緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料から形成される第二発光層、ただし、前記緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜２．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；及び
    前記第二発光層に設けられる陰極層；
    を含むことを特徴とする、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  2. 前記赤色有機蛍光材料は、ルブレン及び／又は４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピランであることを特徴とする、請求項１に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  3. 前記緑色有機蛍光材料は、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン及び／又は２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−１０−（２−ベンゾチアゾリル）−キノリジノ［９，９Ａ，１ＧＨ］クマリンであることを特徴とする、請求項１に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  4. 前記第一有機エネルギー増感材料及び第二有機エネルギー増感材料は、２，２’−（９，１０−アントラセンジイル−ジ−４，１−フェニレン）−ビス［６−メチル−ベンゾチアゾール］であることを特徴とする、請求項１に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  5. 前記第一正孔型有機ホスト材料及び第二正孔型有機ホスト材料は、それぞれ独立に、４，４’−ジ（９−カルバゾリル）ビフェニル、１，３−ジカルバゾリル−９−イル−ベンゼン、９，９’−（５−（トリフェニルシリル）−１，３−フェニレン）−ビス（９Ｈ−カルバゾール）、１，３，５−トリ（９−カルバゾリル）ベンゼン、４，４’，４’’−トリ（カルバゾリル−９−イル）トリフェニルアミン及び４，４’−ビス（トリフェニルシリル）ビフェニルからなる群から選択される一つ又は複数であることを特徴とする、請求項１に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  6. 前記第一発光層は、厚さが５〜１０ｎｍであり、前記第二発光層は、厚さが２〜５ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  7. 前記陽極層と第一発光層との間に陽極界面層がさらに設けられ、前記陽極界面層は、厚さが２〜１０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  8. 前記陽極層と第一発光層との間に正孔輸送層又は電子ブロック層がさらに設けられ、前記正孔輸送層又は電子ブロック層は、厚さが４０〜６０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  9. 前記第二発光層と陰極層との間に正孔ブロック層又は電子輸送層がさらに設けられ、前記正孔ブロック層又は電子輸送層は、厚さが４０〜６０ｎｍであることを特徴とする、請求項１に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  10. 前記正孔ブロック層又は電子輸送層と陰極層との間にバッファー層がさらに設けられ、前記バッファー層は、厚さが０．８〜１．２ｎｍであることを特徴とする、請求項９に記載の白色有機エレクトロルミネッセンスデバイス。
  11. 基板に陽極層を形成する工程；
    前記陽極層に、赤色有機蛍光材料、第一有機エネルギー増感材料及び第一正孔型有機ホスト材料から形成される第一発光層を形成する工程、ただし、前記赤色有機蛍光材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の０．１％〜１．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料の質量が、第一正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第一有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；
    前記第一発光層に、緑色有機蛍光材料、第二有機エネルギー増感材料及び第二正孔型有機ホスト材料から形成される第二発光層を形成する工程、ただし、前記緑色有機蛍光材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の０．２％〜２．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料の質量が、第二正孔型有機ホスト材料の質量の８．０％〜２５．０％であり、前記第二有機エネルギー増感材料が、エネルギー準位マッチング・エネルギーマッチングの青色有機蛍光材料であり；及び
    前記第二発光層に陰極層を形成して、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスを得る工程；
    を含むことを特徴とする、白色有機エレクトロルミネッセンスデバイスの製造方法。
  12. 前記赤色有機蛍光材料は、ルブレン及び／又は４−ジシアノメチレン−２−ｔ−ブチル−６−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピランであることを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。
  13. 前記緑色有機蛍光材料は、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン及び／又は２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−１０−（２−ベンゾチアゾリル）−キノリジノ［９，９Ａ，１ＧＨ］クマリンであることを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。
  14. 前記第一有機エネルギー増感材料及び第二有機エネルギー増感材料は、２，２’−（９，１０−アントラセンジイル−ジ−４，１−フェニレン）−ビス［６−メチル−ベンゾチアゾール］であることを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。
  15. 前記第一正孔型有機ホスト材料及び第二正孔型有機ホスト材料は、それぞれ独立に、４，４’−ジ（９−カルバゾリル）ビフェニル、１，３−ジカルバゾリル−９−イル−ベンゼン、９，９’−（５−（トリフェニルシリル）−１，３−フェニレン）−ビス（９Ｈ−カルバゾール）、１，３，５−トリ（９−カルバゾリル）ベンゼン、４，４’，４’’−トリ（カルバゾリル−９−イル）トリフェニルアミン及び４，４’−ビス（トリフェニルシリル）ビフェニルからなる群から選択される一つ又は複数であることを特徴とする、請求項１１に記載の製造方法。
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