JPWO2013018251A1 - 有機発光素子 - Google Patents

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Abstract

本発明は、特に発光層と電子輸送層の界面の化学安定性を向上させ、長期にわたり良好かつ安定した発光効率の維持を期待できる有機発光素子を提供する。そのため本発明の一態様では、基板10の片面に、陽極2、ホール注入層3、バッファ層4、発光層5、規制層6、電子輸送層7陰極8を順次積層して有機EL素子1を構成する。規制層6は、発光層5及び電子輸送層7の両方に対して化学安定性を有するNaFで構成し、電子輸送層7はともに有機材料からなるホスト材料及びn型ドーパント材料を用いたCT錯体として構成する。

Description

本発明は、電気的発光素子である有機発光素子(以下「有機EL素子」と称する)に関し、特に、低輝度から光源用途等の高輝度まで幅広い輝度範囲を低電力で安定して駆動するための技術に関する。
近年、有機半導体を用いた各種機能素子の研究開発が進められている。
代表的な機能素子として、有機EL素子がある。有機EL素子は電流駆動型の発光素子であり、陽極および陰極とからなる一対の電極対の間に、ホール注入輸送層、発光層、電子注入輸送層等を積層した構成を有する。
駆動には電極対間に電圧を印加し、陽極からホール注入輸送層を経て発光層に注入されるホールと、陰極から電子注入輸送層を経て発光層に注入される電子とが再結合して励起子となり、当該励起子が基底状態に遷移する際に発生する、電界発光現象を利用する。自己発光を行うことで視認性が高く、かつ、完全固体素子であるため耐衝撃性に優れるなどの特徴を有することから、有機EL素子では各種表示装置における発光素子や光源としての利用が注目されている。
有機EL素子は、使用する発光層の材料種によって大きく2つの型に分類される。第1に、主として有機低分子材料を蒸着法などの真空プロセスで成膜してなる蒸着型有機EL素子である。第2に、有機高分子材料や薄膜形成性の良い有機低分子材料をインクジェット法やグラビア印刷法等のウェットプロセスで成膜してなる塗布型有機EL素子である。
これまでは、発光材料の発光効率が高いことや駆動寿命が長い等の理由により、蒸着型有機EL素子の開発が先行しており(例えば、特許文献1、2参照)、すでに携帯電話用ディスプレイや小型テレビなどで実用化が始まっている。
一方、有機EL素子の発光効率を向上させる研究開発も盛んに行われている。有機EL素子を効率よく、低消費電力かつ高輝度で発光させるためには、電極から機能層へキャリア(ホールおよび電子)をそれぞれ効率よく注入させる。キャリアの注入効率を向上させるためには、前記ホール注入輸送層や前記電子注入輸送層を設け、それぞれの電極と発光層との間におけるキャリア注入の際のエネルギー障壁(注入障壁)を低くすることが有効である。
そこで、一般に電子注入輸送層にはBa等のアルカリ土類金属が使用されている。
特開2007−200776号公報 特開2008−98475号公報
Applied Physics Letters 71、1151(1997). Chem. Mater.9、1077(1997).
従来の有機発光素子においては、発光層と電子輸送層との化学反応や、発光層と電子輸送層間における界面の環境変動を防止し、安定したデバイス特性を維持することが求められる。
また化学安定性の高い電子輸送層を配設することによって、良好な発光効率を維持することも求められる。
本発明は以上の各課題に鑑みてなされたものであって、第1の目的として、発光層と電子輸送層との化学反応や、発光層と電子輸送層間における界面の環境変動を防止することで、安定したデバイス特性を維持できる有機発光素子を提供する。また第2の目的として、化学安定性の高い電子輸送層の配設により、良好な発光効率を維持できる有機発光素子を提供する。
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極と前記陰極の間に設けられ、有機発光材料を含む有機発光層と、前記有機発光層と前記陰極の間に設けられ、前記陰極側から注入された電子を前記有機発光層側に輸送する電子輸送層と、前記有機発光層と前記電子輸送層との間において、前記有機発光層及び前記電子輸送層の各々に接触して設けられ、前記有機発光層と前記電子輸送層の各構成分子の移動を規制し且つ電子透過性を有する規制層と、を備え、前記電子輸送層は有機物質で構成され、前記規制層は、前記電子輸送層及び前記有機発光層に対して化学的に安定である有機発光素子とした。
本発明の一態様に係る有機EL素子では、有機発光層と電子輸送層との間に規制層を設ける。この規制層は、前記電子輸送層及び前記有機発光層に対して化学的に安定であるので、駆動時に有機発光層で励起子が発生したり、有機発光層及び電子輸送層においてラジカルが発生しても、互いの層の構成分子が不要な化学反応を生じて変質・劣化するのを防止でき、前記電子輸送層と前記有機発光層とを良好に区画できる。このため、長期にわたり安定した素子構造を維持し、良好な発光特性を期待できる。
実施の形態1に係る有機EL素子の構成を示す模式的な断面図である。 CT錯体を形成する電子輸送層のエネルギーバンド図である。 駆動前後における、実施の形態1の発光層と電子輸送層の界面付近の様子を示す模式図である。 駆動前後における、従来の発光層と電子輸送層の界面付近の様子を示す模式図である。 実施の形態1に係る有機EL素子を利用してなる、有機EL表示パネルの構成を示す正面図である。
<発明の態様>
本発明の一態様である有機発光素子は、陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極と前記陰極の間に設けられ、有機発光材料を含む有機発光層と、前記有機発光層と前記陰極の間に設けられ、前記陰極側から注入された電子を前記有機発光層側に輸送する電子輸送層と、前記有機発光層と前記電子輸送層との間において、前記有機発光層及び前記電子輸送層の各々に接触して設けられ、前記有機発光層と前記電子輸送層の各構成分子の移動を規制し且つ電子透過性を有する規制層と、を備え、前記電子輸送層は有機物質で構成され、前記規制層は、前記電子輸送層及び前記有機発光層に対して化学的に安定である有機発光素子とする。
ここで本発明の別の態様として、前記電子輸送層は、電子輸送性を備える第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なる、n型の第2の有機物質とを含んでなる構成とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記規制層は、第1の材料と、前記第1の材料とは異なる第2の材料とが結合してなる化合物からなり、前記化合物の格子エネルギーが、前記有機発光層及び前記電子輸送層中の各構成分子中における原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きい構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記規制層は絶縁層である構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記規制層は、1nm以上10nm以下の厚みを有する構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記電子輸送層は、前記第1の有機物質の最高被占軌道と、前記第2の有機物質の最低空軌道とのエネルギー準位差が1.6eV以下である構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記電子輸送層は、前記第1の有機物質と前記第2の有機物質が結合してなるCT錯体(Charge Transfer Complex)を含む構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記規制層は、フッ化アルカリ金属またはフッ化アルカリ土類金属の少なくともいずれかで構成してもよい。
また本発明の別の態様として、前記フッ化アルカリ金属はNaFとしてもよい。
また本発明の別の態様として、前記フッ化アルカリ土類金属はMgF2としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記電子輸送層は、前記第1の有機物質として、BPhen、Alq3、BCPのいずれかを含み、前記第2の有機物質として、Ru(terpy)2、Cr(bpy)3、Cr(TMB)3、PyB、CoCp2のいずれかを含む構成としてもよい。
次に、本発明の一態様である有機発光素子は、陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極と前記陰極の間に設けられ、有機物質を含む有機層と、前記有機層と前記陰極の間に設けられた化合物層と、前記有機層と前記化合物層との間において、前記有機層及び前記化合物層の各々に接触して設けられ、前記有機層と前記化合物層の各構成分子の移動を規制し且つ電子透過性を有する規制層と、を備え、前記電子輸送層は有機物質で構成され、前記規制層は、前記有機層と前記化合物層に対して化学的に安定である構成とする。
ここで本発明の別の態様として、前記化合物層は、第1の有機物質と前記第1の有機物質とは異なる第2の有機物質を含む構成とすることもできる。
また本発明の別の態様として、前記規制層は、第1の材料と、前記第1の材料とは異なる第2の材料とが結合してなる化合物からなり、前記化合物の格子エネルギーが、前記有機層及び前記化合物層中の各構成分子中における原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きい構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記規制層は絶縁層である構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記規制層は、1nm以上10nm以下の厚みを有する構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記化合物層は、前記第1の有機物質の最高被占軌道と、前記第2の有機物質の最低空軌道とのエネルギー準位差が1.6eV以下である構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記化合物層は、前記第1の有機物質と前記第2の有機物質が結合してなるCT錯体を含む構成としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記規制層は、フッ化アルカリ金属またはフッ化アルカリ土類金属の少なくともいずれかで構成してもよい。
また本発明の別の態様として、前記フッ化アルカリ金属はNaFとしてもよい。
また本発明の別の態様として、前記フッ化アルカリ土類金属はMgF2としてもよい。
また本発明の別の態様として、前記化合物層は、前記第1の有機物質として、BPhen、Alq3、BCPのいずれかを含み、前記第2の有機物質として、Ru(terpy)2、Cr(bpy)3、Cr(TMB)3、PyB、CoCp2のいずれかを含むとしてもよい。
また、本発明の一態様に係る有機発光素子は、陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられ、有機物質を含む有機発光層と、前記有機発光層に隣接して設けられ、絶縁性を備える絶縁層と、前記絶縁層に隣接して設けられ、第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なる第2の有機物質を含む電子輸送層とを有するものとする。
この構成により、絶縁層で有機発光層と電子輸送層とが区画され、有機発光層と電子輸送層の各構成材料の混入が未然に防止される。一方、有機発光層側に対する電子輸送性については、第1の有機物質と第2の有機物質を用い、たとえばCT錯体として電子輸送層を形成することで、電子注入性の向上を図り、有機発光層側に対する電子輸送性を良好に確保している。
ここで本発明の別の態様として、前記絶縁層は、第1の材料と、前記第1の材料と異なる第2の材料とが結合した化合物を含み、前記化合物の格子エネルギーが、前記有機発光層における前記有機物質を構成する各構成原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きく、且つ、前記電子輸送層における前記第1の有機物質および前記第2の有機物質を構成する各構成原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きい構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記絶縁層は、経時的に絶縁性を備え、若しくは前記化合物が解離することなく化合物の状態で存在する構成とすることもできる。ここで言う「経時的に絶縁性を備える」とは、素子作製時から時間の経過に係りなく、絶縁性を備えることを意味する。
また、本発明の別の態様として、前記絶縁層は、1nm以上10nm以下の厚みを有する構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記電子輸送層は、第1の有機物質の最高被占軌道と、前記第2の有機物質の最低空軌道とのエネルギー準位の差が0eV以上1.6eVである構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記電子輸送層は、前記第1の有機物質と前記第2の有機物質により形成されたCT錯体を含む構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記絶縁層は、フッ化アルカリ金属またはフッ化アルカリ土類金属である構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記電子輸送層は、第1の有機物質であるBPhenまたはAlq3またはBCPを有し、第2の有機物質であるRu(terpy)2またはCr(bpy)3またはCr(TMB)3を有する構成とすることもできる。
ここで、本発明の別の態様に係る有機発光素子は、陽極と、前記陽極と対向して設けられた陰極と、前記陽極と前記陰極との間に設けられ、有機物質を含む有機層と、前記有機層に隣接して設けられ、絶縁性を備える絶縁層と、前記絶縁層に隣接して設けられ、第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なる第2の有機物質を含む化合物層とを有するものとする。
また、本発明の別の態様として、前記絶縁層は、第1の材料と、前記第1の材料と異なる第2の材料とが結合した化合物を含み、前記化合物の格子エネルギーが、前記有機層における前記有機物質を構成する各構成原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きく、且つ、前記化合物層における前記第1の有機物質および前記第2の有機物質を構成する各構成原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きい構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記絶縁層は、経時的に絶縁性を備え、もしくは前記化合物が解離することなく化合物の状態で存在する構成とすることもできる。ここで言う「経時的に絶縁性を備える」とは、素子作製時から時間の経過に係りなく、絶縁性を備えることを意味する。
また、本発明の別の態様として、前記絶縁層は、1nm以上10nm以下の厚みを有する構成とすることもできる。
また、本発明の別の態様として、前記化合物層の前記第1の有機物質は、電子注入性を有し、前記化合物層の前記第2の有機物質は、n型である構成とすることもできる。
また本発明の別の態様として、上記いずれかの本発明の有機発光素子を含む有機発光装置としてもよい。
また本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法として、陽極の上方に、有機発光材料を含む有機発光層を形成する第1工程と、前記有機発光層に接触させて規制層を形成する第2工程と、前記規制層に接触させて電子輸送層を形成する第3工程と、前記電子輸送層の上方に陰極を形成する第4工程とを有し、前記第2工程では、前記電子輸送層及び前記有機発光層に対して化学的に安定である規制層を形成し、前記第3工程では、電子輸送性を有する第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なり、n型である第2の有機物質を含むように、前記電子輸送層を形成するものとする。
また、本発明の一態様に係る有機発光素子の製造方法として、陽極の上方に、有機材料を含む有機層を形成する第1工程と、前記有機層に接触させて規制層を形成する第2工程と、前記規制層に接触させて化合物層を形成する第3工程と、前記化合物層の上方に陰極を形成する第4工程とを有し、前記第2工程では、前記化合物層及び前記有機層に対して化学的に安定である規制層を形成し、前記第3工程では、電子輸送性を有する第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なり、n型である第2の有機物質を含むように、前記化合物層を形成するものとする。
以下に、本発明の実施の形態及び実施例を説明するが、当然ながら本発明はこれらの形式に限定されるものでなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
<従来の課題と本発明の一態様について>
従来の有機EL素子については、具体的には以下の課題が存在する。
図4は、従来の有機EL素子の発光層(EML)と電子輸送層(ETL)の界面の様子を示す模式的な断面図である。
第一に、素子駆動前(初期状態)では図4(a)の模式図に示すように、発光層(EML)と電子輸送層(ETL)の界面には、発光層を構成する有機分子と電子注入層側の構成分子とが混在している。この状態で素子を駆動すれば、図4(b)のように、発光層中にキャリア再結合に伴う励起子(エキシントン)やラジカルが発生する。素子駆動および駆動停止の各状態への移行を相互に繰り返すと、このような界面の著しい環境変動により、発光層や電子輸送層の構成要素が劣化し、デバイス特性に悪影響を及ぼすおそれがある(非特許文献1を参照)。
第二に、電子輸送層の変質の問題がある。図4のように電子輸送層をBa等のアルカリ土類金属やアルカリ金属で構成した場合には、一定の電子注入効率の向上を図れるが、アルカリ土類金属やアルカリ金属は比較的高い化学反応性を有し、素子製造工程等において酸素や水分と触れることで酸化物や水酸化物に変質する。これにより電子注入特性に変動が生じ、有機EL素子の特性や寿命が劣化しうる。
以下に示す本発明の各態様は、このような課題に対し、本願発明者らが鋭意検討した結果なされたものであり、有機発光層と電子輸送層との間に規制層を設ける。この規制層は、前記電子輸送層及び前記有機発光層に対して化学的に安定である。従って、駆動時に有機発光層で励起子が発生したり、有機発光層及び電子輸送層においてラジカルが発生しても、互いの層の構成分子が不要な化学反応を生じて変質・劣化したりしない。これにより前記電子輸送層と前記有機発光層とを良好に区画できる。よって長期にわたり安定した素子構造を維持し、良好な発光特性を期待できる。
以下、本発明の各実施の形態について具体的に述べる。
<実施の形態1>
(有機EL素子1の構成)
図1は、本実施の形態1における有機発光素子(有機EL素子1)の構成を示す、模式的な断面図である。
有機EL素子1は、発光層5をウェットプロセスにより塗布して成膜する塗布型であって、一対の電極をなす陽極2および陰極8の間に、ホール注入層3、バッファ層4、発光層5、規制層6、電子輸送層7を順次積層した構成を持つ。陰極8の上面には、内部封止のための封止層9が設けられる。陽極2および陰極8には直流電源DCが接続され、外部より有機EL素子1に給電される。
(基板10)
基板10は有機EL素子1の基材となる部分であり、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコン系樹脂、またはアルミナ等の絶縁性材料のいずれかで形成することができる。
図示していないが、基板10の表面には有機EL素子1を駆動するためのTFT(薄膜トランジスタ)が形成されている。
(陽極2)
陽極2は、厚さ50nmのITOからなる透明導電膜で構成されている。陽極2の構成はこれに限定されず、例えばIZOなどの透明導電膜、アルミニウムなどの金属膜、APC(銀、パラジウム、銅の合金)、ARA(銀、ルビジウム、金の合金)、MoCr(モリブデンとクロムの合金)、NiCr(ニッケルとクロムの合金)などの合金膜でもよく、またこれらを複数積層して構成することもできる。
(ホール注入層3)
ホール注入層3は、発光層5側にホールを効率よく注入する層であり、例えば酸化モリブデンやモリブデン−タングステン酸化物で形成されているが、これに限定されない。
(バンク11)
ホール注入層3の表面には、絶縁性の有機材料(例えばアクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等)からなるバンク11が、一定の台形断面を持ち、且つ、基板10を見下ろした際に発光領域を区画するように、ストライプ構造または井桁構造をなすように形成される。
なお、バンク11は基板10上に複数の有機EL素子1を配設する場合等に用いられ、本発明に必須の構成ではない。従って有機EL素子1を単体で使用する場合等には不要である。
(バッファ層4)
バッファ層4は、ホール注入特性を調整する目的等で設けられた、厚さ20nmの層であり、アミン系有機高分子であるTFB(poly(9、9-di-n-octylfluorene-alt-(1、4-phenylene-((4-sec-butylphenyl)imino)-1、4-phenylene))等を用いて構成される。
(発光層5)
発光層5は、厚さ70nmの有機高分子であるF8BT(poly(9、9-di-n-octylfluorene-alt-benzothiadiazole))で構成される。なお発光層5はこの材料からなる構成に限定されず、公知の有機材料を用いてなる有機発光層として構成できる。たとえば特開平5−163488号公報に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物およびアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、アンスラセン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、8−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、2−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とIII族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質等を挙げることができる。
(規制層6と電子輸送層7について)
有機EL素子1では、その主たる特徴の一つとして、発光層5の表面から陰極8側へ向けて、規制層6及び電子輸送層7を順次積層して配設している。規制層6は発光層5と電子輸送層7の双方に接触するように配され、これら両層5、7を厚み方向に区画して分離する。
規制層6は、第1の材料と、前記第1の材料とは異なる第2の材料とが結合してなる化合物で構成される。ここでは第1の材料にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の少なくともいずれか、第2の材料にはハロゲン原子を用いる。これにより、アルカリ金属ハロゲン化物またはアルカリ土類金属ハロゲン化物の少なくともいずれかで構成される絶縁層とすることができる。有機EL素子1の規制層6はアルカリ金属フッ化物であるフッ化ナトリウム(NaF)で構成しているが、フッ化リチウム(LiF)も好適である。規制層6は、従来、発光層と電子輸送層とを直接積層した場合に両者界面で互いの構成分子が混在し、素子駆動前後で界面環境が著しく変動して、前記構成分子間での不要な化学反応により構成が劣化する問題があったのを、当該問題を回避するために設けられたものである。具体的に、規制層6は発光層5と電子輸送層7の各構成分子の移動を規制する絶縁性の機能分離層であるが、厚みを十分に薄くする(例えば10nm程度以下にする)ことで、素子駆動時にはいわゆるトンネル効果によって、層内部に電子を通過させることができる。
なお、上記目的のため、規制層6を構成するフッ化物としては、電子輸送層7の構成分子(後述する各有機材料)の結合エネルギーよりも高い結合エネルギーを有することが必要である。しかしながら一般にアルカリ金属のハロゲン化物や、アルカリ土類金属のハロゲン化物における金属とハロゲン原子との結合エネルギーは、下記表1〜3に示すように、有機分子中の各原子間において形成される一般的な結合の結合エネルギーよりも相当に高いため、前記ハロゲン化物のいずれを用いても電子輸送層7に対して安定な規制層6を形成できる。また、ハロゲン化物のうち特にフッ化物であれば、より一層良好な化学安定性を期待できる。
Figure 2013018251
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電子輸送層7は、陰極8から注入された電子を発光層5側へ効率よく輸送する機能を有する。ここで有機EL素子1では、電子輸送層7は有機化合物層であって、2種類の互いに異なる有機物質(電子輸送材料(ホスト)としての第1の有機物質と、n型ドーパントとしての第2の有機物質)で構成されている。
ここで図2は、電子輸送層7中におけるホスト材料とn型ドーパント材料のエネルギーバンド図を示す。
図2(a)のように、ホスト材料とn型ドーパント材料は、いずれも真空準位V(0)から所定の深さに最低空軌道(LUMO)、最高被占軌道(HOMO)の各準位を有する。さらに、いずれの材料も、HOMOに一対の電子を有している。
製造工程においては、いわゆる真空蒸着法に基づき、ホスト材料とn型ドーパント材料を含む材料を昇華させ、蒸着膜を成膜する。このときn型ドーパント材料のHOMO準位とホスト材料のLUMO準位とが十分に近いと、図2(b)のように、n型ドーパントのHOMO準位からホスト材料のLUMO準位に電子が移動する。その結果、電子輸送層7は図2(c)のように、自由電子および正孔を持つCT(Charge Transfer)錯体からなる膜として形成される。このようなCT錯体を利用することで、電子輸送層7は、有機物質で構成されてはいるが、良好な電子輸送性を発揮できる。
従って、n型ドーパントのHOMO準位と電子輸送材料(ホスト)のLUMO準位との差が小さいほど、優れた電子輸送特性を期待できる。具体的には、前記差が2〜4eV以下、より好ましくは1eV以内が望ましい。
このような基準で考えると、好適な電子輸送材料(ホスト)としては、以下の表4の各材料を挙げることができる。なお、これ以外にもNTCDA等の材料を適用できる。
Figure 2013018251
ここで“BPhen”は、化1に示すバソフェナントロリン(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline)を指す。
Figure 2013018251
また“Alq3”は、化2に示すトリス(8-キノリノラト)アルミニウム(tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium)を指す。
Figure 2013018251
一方、n型ドーパントとしては、CoCp2(HOMO 4.0eV)が好適である。その他、TTN、PyB、Ru(terpy)2、Cr(bby)3、Cr(TMB)3等も挙げられる。なおCr(TMB)3については、文献(J.Phys.Chem.B 2003,107,2933)を参照に出来る。
なお、ホスト材料とn型ドーパント材料の組み合わせや成膜条件によっては、必ずしもCT錯体を形成できるとは言えない場合があるが、上記のようにn型ドーパントのHOMO準位と電子輸送材料(ホスト)のLUMO準位との差を小さく抑えることで、良好な電子輸送性を期待できる。
(陰極8)
陰極8は、厚さ数μmの透明電極材料、たとえばインジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)等の透明電極材料を用いて構成される。或いは、厚み100nmの金属層(アルミニウム層等)とすることもできる。有機EL素子をトップエミッション型にする場合は、光透過性材料を用いることが好適である。
ここで有機EL素子1では、前述したように、比較的高い結合エネルギーを有するハロゲン化金属で規制層6を構成し、規制層6と陰極8との間に電子輸送層7を介在させている。このため、駆動時に陰極8は規制層6に対して化学的に安定であり、不要な化学反応を起こさない。従って陰極8の材料は特に制限されない。
封止層9は、例えばSiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)等の材料で形成され、発光層6が水分や空気等に触れて劣化するのを抑制するために用いられる。当該封止層9も、有機EL素子をトップエミッション型にする場合は、光透過性材料で構成することが好適である。
(有機EL素子1の作用および効果)
以上の構成を持つ有機EL素子1では、発光層5と電子輸送層7との間に、これらの層5、7に対して優れた化学安定性(発光層5と電子輸送層7の各構成分子の結合エネルギーに比べて高い結合エネルギー)を有するNaFからなる規制層6が配されている。従って有機EL素子1は、駆動時においても安定した層構造を維持でき、当初の発光特性を長期にわたり期待できる。
ここで図3(a)は、駆動前(初期状態)における有機EL素子1の発光層5(図中「EML層」)、規制層6(図中「NaF層」)、電子輸送層7(図中「ETL層」)の積層状態の様子を示す、模式的な断面図である。
当図に示すように素子1では、発光層(EML層)5と電子輸送層(ETL層)7の間は規制層5(NaF)で明確に分離されている。この規制層5(NaF層)は、素子駆動前(初期状態)及び素子駆動時のいずれにおいても、発光層5及び電子輸送層7を区画し、それぞれの層を安定に保っている。素子駆動時では図3(b)のように、負極側から発光層(EML層)5側に電子注入されても、発光層5及び電子輸送層7の各構成分子は混在することなくそれぞれ維持される。また、規制層自体も化学的に安定しており、アルカリ金属(Na層)が遊離することもない。規制層5の厚みを十分に薄くすることで、素子駆動時にはいわゆるトンネル効果等を利用し、陰極8側から規制層6を介して電子を良好に発光層5側に輸送できる。
このような規制層5を利用することで、図3(b)のように、素子駆動時において発光層5中に励起子が発生し、発光層5中及び電子輸送層7中にラジカルが発生しても、発光層5と電子輸送層7の各構成分子が混在して不要な化学反応を生じることがないため、発光層5及び電子輸送層7の構成分子の劣化を防止できる。
また、素子1では規制層6がアルカリ金属やアルカリ土類金属のハロゲン化物(ここではNaF)で構成されており、高い結合エネルギーを有するので化学安定性が高い。従って製造時に規制層6が大気に曝されたり、水分に触れても、従来のアルカリ土類金属単体からなる陰極のように、容易に酸化物や水酸化物を生じることはない。
その結果、素子1の劣化を抑制し、長期にわたり安定した素子特性を期待することができる。
次に、有機EL素子1の全体的な製造方法を例示する。
(有機EL素子の製造方法)
まず、TFT素子を形成した基板10を用意する。基板10をスパッタ成膜装置のチャンバー内に載置し、チャンバー内に所定のスパッタガスを導入し、反応性スパッタ法に基づき、厚み50nmのITOからなる陽極2を成膜する。
次に、ホール注入層3を例えば反応性スパッタ法で成膜する。具体的には、モリブデンやタングステン等の金属材料をスパッタ源(ターゲット)とし、スパッタガスとしてアルゴンガス、反応性ガスとして酸素ガスをそれぞれチャンバー内に導入する。この条件下で成膜を行うことで、モリブデンやタングステンの酸化物からなるホール注入層3が形成される。
次に、バンク材料として、例えば感光性のレジスト材料、もしくはフッ素系材料を含有するレジスト材料を用意する。このバンク材料をホール注入層3上に一様に塗布する。そして、その上にフォトレジストを一様に塗布し、所定形状の開口部(形成すべきバンクのパターン)を持つマスクを重ねる。マスクの上から部分的にフォトレジストを感光させ、レジストパターンを形成する。その後は、余分なバンク材料及び未硬化のフォトレジストを水系もしくは非水系エッチング液(剥離剤)で洗い出す。これにより、バンク材料のパターニングが完了する。その後、パターニングされたバンク材料の上のフォトレジスト(レジスト残渣)を純水で洗浄して除去する。以上でバンク11が完成する。
なお、バンク11の形成工程では、さらに発光層の材料に対するバンクの接触角を調節する目的で、バンク11の表面を所定のアルカリ性溶液や水、有機溶媒等によって表面処理するか、プラズマ処理を施してもよい。
続いて、隣接するバンク11の間で露出するホール注入層3の表面に、例えばインクジェット法やグラビア印刷法によるウェットプロセスに基づき、アミン系有機分子材料を含む組成のインクを滴下し、溶媒を揮発除去させる。これによりバッファ層4が形成される。
次に、バッファ層4の表面に、同様の方法で、有機発光材料を含む組成物インクを滴下し、溶媒を揮発除去させる。これにより発光層5が形成される。
なお、バッファ層4、発光層5の形成方法はこれに限定されず、インクジェット法やグラビア印刷法以外の方法、例えばディスペンサー法、ノズルコート法、スピンコート法、凹版印刷、凸版印刷等の公知の方法によりインクを滴下・塗布しても良い。
次に、発光層5の表面に、真空成膜装置を用いた真空蒸着法等の成膜方法に基づき、規制層6を形成する。具体的な成膜条件としては、製膜速度は0.1オングストローム/秒〜100オングストローム/秒が好ましく、さらに好ましくは0.1オングストローム/秒〜50オングストローム/秒である。また加熱温度は材料が分解しない温度範囲であれば制限されることはない。また蒸着製膜時の真空度は10-2Pa〜10-9Paであることが好ましく、さらに好ましくは10-3Pa〜10-8Paとする。
次に、規制層6の表面に、第1の有機物質(ホスト)と第2の有機物質(n型ドーパント)をそれぞれ同時に蒸着源とし、真空蒸着法にて成膜する。これにより、有機材料のみからなる電子輸送層7が形成される。なお層厚みは、蒸着スピードを制御することで実施できる。具体的な成膜条件は一例として、製膜速度は0.1オングストローム/秒〜100オングストローム/秒が好ましく、さらに好ましくは0.1オングストローム/秒〜50オングストローム/秒である。また加熱温度は材料が分解しない温度範囲であれば制限されることはない。また蒸着製膜時の真空度は10-2Pa〜10-9Paであることが好ましく、さらに好ましくは10-3Pa〜10-8Paとする。
次に、電子輸送層7の表面に、ITO、IZO等の透明電極材料、或いはアルミニウム等の金属材料を用い、真空蒸着法により所定膜厚で成膜する。これにより陰極8が形成される。
次に、陰極8の表面に対し例えばSiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)等の材料を蒸着源とし、真空蒸着法に基づき、封止層8を形成する。
以上の工程を順次経ることで、有機EL素子1が完成する。
(有機EL表示パネルについて)
基板10に対し、上記有機EL素子1を複数形成することで、有機EL表示パネルを形成できる。ここで図5は、複数の有機EL素子1で構成された有機EL表示パネルを示す、部分正面図である。
各々のラインバンク(バンク11)に区画された領域には、R、G、B各色に対応した発光色の有機EL素子1a、1b、1cが隣接して形成されている。有機EL素子1を有機EL表示パネルに適用する場合には、RGBの各色に対応する一連の3つの素子1を1単位(画素、ピクセル)として、基板10上にこれを複数単位にわたり並設する。
なお有機EL素子1を用いて有機表示ELパネルを製造する場合、バンク形状は上記したラインバンクに限定されず、いわゆるピクセルバンク(井桁状バンク)も採用できる。
このように、複数の有機EL素子1を画素として基板10上に集積することにより、有機EL表示パネル等の有機EL発光装置を構成できる。このような有機EL発光装置は、画像表示装置や照明装置等として利用できる。
<各種実験と考察>
次に本発明の性能確認試験を行った。試験に供した各サンプルの構造を表5に示す。表5中、EMLと陰極の間に挟む各層を、EML側から便宜上、「ETL1」、「ETL2」、「ETL3」、「ETL4」と順次記載した。
実施例1として、実施の形態に記載した素子を作製した。表5中、規制層を「ETL1」とし、電子輸送層を「ETL2」と記載している。規制層はNaF、電子輸送層はホスト材料にBCP、n型ドーパント材料にRu(terpy)2を用いて構成した。
各サンプルを一定期間駆動させた場合の駆動電圧と構造安定性について評価した結果を表6に示す。
Figure 2013018251
Figure 2013018251
表6の評価結果に示すように、比較例1では発光層とETL2との間で化学反応を発生する可能性が確認された。これは電子輸送層(ETL2)にBaを用い、当該電子輸送層の上にAlからなる陰極を直接配設しているため、駆動時にAlがイオン化することで遊離したBaが酸素成分と結びついてBaOを形成したり、有機発光層側の構成分子とBaが反応することで発光特性を低下させたことによるものと考えられる。
次に比較例2では、Alq3からなるETL1が有機発光層と反応可能性があり、ETL2のLIF層とETL3のAlq3:Mgと反応可能性があり、ETL3は有機物:MgからなるETL4と反応可能性があり、ETL4はIZOからなる陰極と反応可能性があることが確認された。これにより、各界面には不要な化学反応が発生し、各層の構成分子が劣化した結果、駆動電圧が押し上げられ、素子構成が変化したものと考えられる。なお、比較例2ではETL2においてLiF層を用いているが、駆動時にはETL3と反応してLiが遊離してしまい、ETL1とが各反応を生じる可能性が高い。この点において比較例2は、化学的に安定な規制層を配設している実施例1と大きく異なっている。
なお、比較例3、4においても比較例2と同様に、LiF層がこれに積層された陰極(Al)と化学反応を生じ、Liが遊離してETL1と化学反応を生じうるため、化学安定性に乏しくなる結果となった。また、比較例3、4でもETL1と有機発光層との界面が混在し、化学反応を生じるおそれがある。
これらの比較例1〜4に対し、実施例1は、発光層、ETL1(規制層)、ETL2(電子輸送層)、陰極(ITO)のいずれの界面においても良好な化学安定性が保たれており、安定した発光特性が得られている。また、ETL2(電子輸送層)がCT錯体で構成されているため、有機材料でありながらアルカリ金属と遜色ない導電性を発揮でき、デバイス特性として重要な低電圧駆動を実現している。このように実施例1は、素子駆動前、駆動後のいずれにおいても安定な構造を維持できる特徴を有している。
なお、表5の実施例1ではETL1としてNaFを用いているが、NaFの代わりにLiFを用いた構成でも同様の性能が得られることを確認している。
(その他の事項)
本発明の素子では、ホール注入層と発光層の間にホール輸送層を形成してもよい。ホール輸送層は、ホール注入層から注入されたホールを発光層へ輸送する機能を有する。ホール輸送層としては、ホール輸送性の有機材料を用いる。ホール輸送性の有機材料とは、生じたホールを分子間の電荷移動反応により伝達する性質を有する有機物質である。この有機物質はp型の有機半導体と呼ばれることもある。
ホール輸送層の材料は、高分子材料または低分子材料のいずれを用いてもよく、例えば湿式印刷法で成膜できる。上層である発光層を形成する際に、発光層の材料と混ざらないよう、ホール輸送層の材料は、架橋剤を含むことが好ましい。ホール輸送層の材料としては、フルオレン部位とトリアリールアミン部位を含む共重合体や、低分子量のトリアリールアミン誘導体を例示できる。架橋剤の例としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどを用いることができる。この場合、ポリスチレンスルホン酸をドープしたポリ(3、4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT:PSS)や、その誘導体(共重合体など)で形成されていることが好適である。
また本発明では、発光層と電子輸送層との間に公知材料を用いて電子注入層を設けても良い。
本発明における陽極は、単一層に限定されず、例えばAg層の上にITO層を形成してもよい。
なお従来では、陰極と有機発光層との間にLiF等を配設する構成が知られているが、これはLiFを陰極と隣接させ、陰極とFを反応させてLiを電子輸送材料に用いる原理によるものである(Li→Li+ + e-)。本発明では、規制層を有機発光層及び電子輸送層、並びに陰極のいずれにも化学反応させない点において、従来技術と明確に異なるものである。
本発明における「電子輸送層」は、「電子注入層」或いは「電子注入輸送層」として設けることも可能である。
本発明の有機EL素子は、携帯電話用のディスプレイやテレビなどの表示素子、各種光源などに利用可能である。いずれの用途においても、低輝度から光源用途等の高輝度まで幅広い輝度範囲で低電圧駆動される有機EL素子として適用できる。このような高性能により、家庭用もしくは公共施設、あるいは業務用の各種ディスプレイ装置、テレビジョン装置、携帯型電子機器用ディスプレイ、照明光源等として、幅広い利用が可能である。
1、1a、1b、1c 有機EL素子
2 陽極
3 ホール注入層(HIL)
4 バッファ層
5 発光層(EML)
6 規制層(機能分離層)
7 電子輸送層(ETL)
8 陰極
9 封止層
10 基板(TFT基板)
11 バンク(隔壁)
DC 直流電源

Claims (29)

  1. 陽極と、
    前記陽極と対向して設けられた陰極と、
    前記陽極と前記陰極の間に設けられ、有機発光材料を含む有機発光層と、
    前記有機発光層と前記陰極の間に設けられ、前記陰極側から注入された電子を前記有機発光層側に輸送する電子輸送層と、
    前記有機発光層と前記電子輸送層との間において、前記有機発光層及び前記電子輸送層の各々に接触して設けられ、前記有機発光層と前記電子輸送層の各構成分子の移動を規制し且つ電子透過性を有する規制層と、を備え、
    前記電子輸送層は有機物質で構成され、
    前記規制層は、前記電子輸送層及び前記有機発光層に対して化学的に安定である
    有機発光素子。
  2. 前記電子輸送層は、電子輸送性を備える第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なる、n型の第2の有機物質とを含んでなる
    請求項1に記載の有機発光素子。
  3. 前記規制層は、第1の材料と、前記第1の材料とは異なる第2の材料とが結合してなる化合物からなり、
    前記化合物の格子エネルギーが、前記有機発光層及び前記電子輸送層中の各構成分子中における原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きい、
    請求項1または2に記載の有機発光素子。
  4. 前記規制層は絶縁層である
    請求項1〜3のいずれかに記載の有機発光素子。
  5. 前記規制層は、1nm以上10nm以下の厚みを有する、
    請求項1〜4のいずれかに記載の有機発光素子。
  6. 前記電子輸送層は、
    前記第1の有機物質の最高被占軌道と、前記第2の有機物質の最低空軌道とのエネルギー準位差が1.6eV以下である
    請求項2〜5のいずれかに記載の有機発光素子。
  7. 前記電子輸送層は、
    前記第1の有機物質と前記第2の有機物質が結合してなるCT錯体を含む、
    請求項2〜6のいずれかに記載の有機発光素子。
  8. 前記規制層は、フッ化アルカリ金属またはフッ化アルカリ土類金属の少なくともいずれかで構成される
    請求項1〜7のいずれかに記載の有機発光素子。
  9. 前記フッ化アルカリ金属はNaFである
    請求項8に記載の有機発光素子。
  10. 前記フッ化アルカリ土類金属はMgFである
    請求項8に記載の有機発光素子。
  11. 前記電子輸送層は、
    前記第1の有機物質として、BPhen、Alq、BCPのいずれかを含み、
    前記第2の有機物質として、Ru(terpy)、Cr(bpy)、Cr(TMB)、PyB、CoCpのいずれかを含む、
    請求項2〜10のいずれかに記載の有機発光素子。
  12. 陽極と、
    前記陽極と対向して設けられた陰極と、
    前記陽極と前記陰極の間に設けられ、有機物質を含む有機層と、
    前記有機層と前記陰極の間に設けられた化合物層と、
    前記有機層と前記化合物層との間において、前記有機層及び前記化合物層の各々に接触して設けられ、前記有機層と前記化合物層の各構成分子の移動を規制し且つ電子透過性を有する規制層と、を備え、
    前記化合物層は有機物質からなり、
    前記規制層は、前記有機層と前記化合物層に対して化学的に安定である
    有機発光素子。
  13. 前記化合物層は、第1の有機物質と前記第1の有機物質とは異なる第2の有機物質を含む
    請求項12に記載の有機発光素子。
  14. 前記規制層は、第1の材料と、前記第1の材料とは異なる第2の材料とが結合してなる化合物からなり、
    前記化合物の格子エネルギーが、前記有機層及び前記化合物層中の各構成分子中における原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きい、
    請求項12または13に記載の有機発光素子。
  15. 前記規制層は絶縁層である
    請求項12〜14のいずれかに記載の有機発光素子。
  16. 前記規制層は、1nm以上10nm以下の厚みを有する、
    請求項12〜15のいずれかに記載の有機発光素子。
  17. 前記化合物層は、
    前記第1の有機物質の最高被占軌道と、前記第2の有機物質の最低空軌道とのエネルギー準位差が1.6eV以下である
    請求項13〜16のいずれかに記載の有機発光素子。
  18. 前記化合物層は、
    前記第1の有機物質と前記第2の有機物質が結合してなるCT錯体を含む、
    請求項13〜17のいずれかに記載の有機発光素子。
  19. 前記規制層は、フッ化アルカリ金属またはフッ化アルカリ土類金属の少なくともいずれかで構成される
    請求項12〜18のいずれかに記載の有機発光素子。
  20. 前記フッ化アルカリ金属はNaFである
    請求項19に記載の有機発光素子。
  21. 前記フッ化アルカリ土類金属はMgFである
    請求項19に記載の有機発光素子。
  22. 前記化合物層は、
    前記第1の有機物質として、BPhen、Alq、BCPのいずれかを含み、
    前記第2の有機物質として、Ru(terpy)、Cr(bpy)、Cr(TMB)、PyB、CoCpのいずれかを含む、
    請求項13〜21のいずれかに記載の有機発光素子。
  23. 陽極と、
    前記陽極と対向して設けられた陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に設けられ、有機物質を含む有機発光層と、
    前記有機発光層に隣接して設けられ、絶縁性を備える絶縁層と、
    前記絶縁層に隣接して設けられ、第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なる第2の有機物質を含む電子輸送層とを有する有機発光素子。
  24. 前記絶縁層は、第1の材料と、前記第1の材料と異なる第2の材料とが結合した化合物を含み、
    前記化合物の格子エネルギーが、前記有機発光層における前記有機物質を構成する各構成原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きく、且つ、前記電子輸送層における前記第1の有機物質および前記第2の有機物質を構成する各構成原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きい
    請求項23に記載の有機発光素子。
  25. 陽極と、
    前記陽極と対向して設けられた陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に設けられ、有機物質を含む有機層と、
    前記有機層に隣接して設けられ、絶縁性を備える絶縁層と、
    前記絶縁層に隣接して設けられ、第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なる第2の有機物質を含む化合物層とを有する有機発光素子。
  26. 前記絶縁層は、第1の材料と、前記第1の材料と異なる第2の材料とが結合した化合物を含み、
    前記化合物の格子エネルギーが、前記有機層における前記有機物質を構成する各構成原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きく、且つ、前記化合物層における前記第1の有機物質および前記第2の有機物質を構成する各構成原子間のいずれの結合エネルギーよりも大きい
    請求項25に記載の有機発光素子。
  27. 請求項1〜26のいずれかに記載の有機発光素子を含む有機発光装置。
  28. 陽極の上方に、有機発光材料を含む有機発光層を形成する第1工程と、
    前記有機発光層に接触させて規制層を形成する第2工程と、
    前記規制層に接触させて電子輸送層を形成する第3工程と、
    前記電子輸送層の上方に陰極を形成する第4工程とを有し、
    前記第2工程では、前記電子輸送層及び前記有機発光層に対して化学的に安定である規制層を形成し、
    前記第3工程では、電子輸送性を有する第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なり、n型である第2の有機物質を含むように、前記電子輸送層を形成する
    有機発光素子の製造方法。
  29. 陽極の上方に、有機材料を含む有機層を形成する第1工程と、
    前記有機層に接触させて規制層を形成する第2工程と、
    前記規制層に接触させて化合物層を形成する第3工程と、
    前記化合物層の上方に陰極を形成する第4工程とを有し、
    前記第2工程では、前記化合物層及び前記有機層に対して化学的に安定である規制層を形成し、
    前記第3工程では、電子輸送性を有する第1の有機物質と、前記第1の有機物質とは異なり、n型である第2の有機物質を含むように、前記化合物層を形成する
    有機発光素子の製造方法。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015004882A1 (ja) * 2013-07-11 2015-01-15 パナソニック株式会社 有機el素子および有機el素子の製造方法
JP2015050022A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社ジャパンディスプレイ 有機el表示装置
WO2015125448A1 (ja) * 2014-02-21 2015-08-27 株式会社Joled 有機発光デバイスと有機表示装置
JP6519910B2 (ja) * 2014-12-11 2019-05-29 株式会社Joled 有機el素子および有機el素子の製造方法
JP6510223B2 (ja) * 2014-12-11 2019-05-08 株式会社Joled 有機el素子および有機el素子の製造方法
JP2017022299A (ja) * 2015-07-14 2017-01-26 住友化学株式会社 有機el素子
KR102500612B1 (ko) * 2017-12-22 2023-02-15 엘지디스플레이 주식회사 유기발광표시장치
US11508928B2 (en) 2019-11-29 2022-11-22 Joled Inc. Self-luminous element and self-luminous display panel
CN114531923A (zh) * 2020-09-21 2022-05-24 京东方科技集团股份有限公司 发光器件及其制备方法、发光基板及其制备方法和发光装置
CN112750969B (zh) * 2021-01-25 2023-12-26 歌尔科技有限公司 一种显示方法、显示组件及电子设备
CN114420862B (zh) * 2022-01-05 2024-02-23 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 显示装置及显示装置的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133458A (ja) * 1998-10-21 2000-05-12 Asahi Glass Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2002124381A (ja) * 2000-08-11 2002-04-26 Seiko Epson Corp 有機el装置の製造方法および有機el装置、電子機器
JP2006245329A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Seiko Epson Corp 発光素子、表示装置および電子機器
JP2007200776A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Optrex Corp 有機led素子の製造方法
JP2007266587A (ja) * 2006-03-03 2007-10-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
JP2009164578A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Samsung Mobile Display Co Ltd 有機発光素子

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05163488A (ja) 1991-12-17 1993-06-29 Konica Corp 有機薄膜エレクトロルミネッセンス素子
US5443922A (en) * 1991-11-07 1995-08-22 Konica Corporation Organic thin film electroluminescence element
JPH09279134A (ja) * 1996-04-11 1997-10-28 Shinko Electric Ind Co Ltd 有機el素子
US6483236B1 (en) 2000-05-24 2002-11-19 Eastman Kodak Company Low-voltage organic light-emitting device
KR100379809B1 (ko) * 2000-11-07 2003-04-11 삼성에스디아이 주식회사 플루오렌이 도입된 전기발광 고분자 및 그를 이용한전기발광 소자
TW545080B (en) * 2000-12-28 2003-08-01 Semiconductor Energy Lab Light emitting device and method of manufacturing the same
US6734457B2 (en) * 2001-11-27 2004-05-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
AU2003255268A1 (en) 2002-08-12 2004-02-25 Colorado State University Research Foundation Low work function metal complexes and uses thereof
JP4243237B2 (ja) 2003-11-10 2009-03-25 淳二 城戸 有機素子、有機el素子、有機太陽電池、及び、有機fet構造、並びに、有機素子の製造方法
US8188315B2 (en) * 2004-04-02 2012-05-29 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting device and flat panel display device comprising the same
US7279704B2 (en) * 2004-05-18 2007-10-09 The University Of Southern California Complexes with tridentate ligands
US7126267B2 (en) * 2004-05-28 2006-10-24 Eastman Kodak Company Tandem OLED having stable intermediate connectors
KR101030008B1 (ko) * 2004-12-31 2011-04-20 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 전계 발광 소자
US7807275B2 (en) * 2005-04-21 2010-10-05 Universal Display Corporation Non-blocked phosphorescent OLEDs
KR100672535B1 (ko) * 2005-07-25 2007-01-24 엘지전자 주식회사 유기 el 소자 및 그 제조방법
JP4736890B2 (ja) 2006-03-28 2011-07-27 大日本印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101384785B1 (ko) * 2006-06-01 2014-04-14 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광소자, 발광장치 및 전자기기
JP2008098475A (ja) 2006-10-13 2008-04-24 Fuji Electric Holdings Co Ltd 有機発光素子の構造
US8115382B2 (en) * 2007-09-20 2012-02-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device, comprising controlled carrier transport
TWI524567B (zh) * 2007-09-27 2016-03-01 半導體能源研究所股份有限公司 發光元件,照明裝置,發光裝置,與電子裝置
EP2335299B1 (en) * 2008-09-09 2018-01-10 Technion Research & Development Foundation Ltd. Derivatized fullerene-based dopants for organic semiconductors
KR101052973B1 (ko) * 2008-11-03 2011-07-29 주식회사 엘지화학 새로운 함질소 헤테로환 화합물 및 이를 이용한 유기전자소자
EP2361009A4 (en) * 2008-12-22 2012-12-05 Du Pont ELECTRONIC DEVICE WITH A PHENANTHROLINE DERIVATIVE
DE102009009277B4 (de) * 2009-02-17 2023-12-07 Merck Patent Gmbh Organische elektronische Vorrichtung, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung von Verbindungen
DE102009030475A1 (de) * 2009-06-24 2011-01-05 Hartmut Prof. Dr. Yersin Kupfer-Komplexe für optoelektronische Anwendungen
KR101786129B1 (ko) * 2009-08-05 2017-10-17 호도가야 가가쿠 고교 가부시키가이샤 치환된 안트라센환 구조와 피리도인돌환 구조를 갖는 화합물 및 유기 전계 발광소자
JP2011146307A (ja) * 2010-01-15 2011-07-28 Sumitomo Chemical Co Ltd 高分子発光素子
US20130062599A1 (en) * 2010-06-01 2013-03-14 Russell J. Holmes Organic light emitting devices having graded emission regions
KR101950363B1 (ko) * 2010-10-29 2019-02-20 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 페난트렌 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
US9353085B2 (en) * 2011-08-26 2016-05-31 E-Ray Optoelectronics Technology Co., Ltd. Compound for organic electroluminescent device and organic electroluminescent devices using the same
KR102082373B1 (ko) * 2011-08-31 2020-02-27 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 복소환 화합물, 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 조명 장치 및 유기 화합물
US9716232B2 (en) * 2011-09-09 2017-07-25 Lg Chem, Ltd. Material for organic light-emitting device, and organic light-emitting device using same
DE112012003937T5 (de) * 2011-09-21 2014-07-17 Panasonic Corporation Organisches elektrolumineszentes Element
KR20130049075A (ko) * 2011-11-03 2013-05-13 삼성디스플레이 주식회사 신규한 헤테로고리 화합물 및 이를 포함한 유기발광 소자

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133458A (ja) * 1998-10-21 2000-05-12 Asahi Glass Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2002124381A (ja) * 2000-08-11 2002-04-26 Seiko Epson Corp 有機el装置の製造方法および有機el装置、電子機器
JP2006245329A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Seiko Epson Corp 発光素子、表示装置および電子機器
JP2007200776A (ja) * 2006-01-27 2007-08-09 Optrex Corp 有機led素子の製造方法
JP2007266587A (ja) * 2006-03-03 2007-10-11 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置の作製方法
JP2009164578A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Samsung Mobile Display Co Ltd 有機発光素子

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