(57)【要約】 【課題】  リン光有機発光素子の効率を改良し、製造プロセスを簡易化する方法を提供する。【解決手段】  少なくとも１つのリン光ゲスト材を含むホスト材から構成される同質構造と、前記同質構造に電子を提供する電子源と、前記同質構造に正孔を提供し、かつ少なくとも一部分の正孔と電子を前記同質構造に結合させ、励起プロセスによって光をつくり出す正孔源とを含むリン光有機発光素子であって、前記同質構造は、前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少するために用いられることを特徴とする。【選択図】      図３
2006165525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのリン光ゲスト材を含むホスト材から構成される同質構造と、
前記同質構造に電子を提供する電子源と、
前記同質構造に正孔を提供し、
かつ少なくとも一部分の正孔と電子を前記同質構造に結合させ、
励起プロセスによって光をつくり出す正孔源と
を含むリン光有機発光素子であって、
前記同質構造は、前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少するために用いられることを特徴とするリン光有機発光素子。
【請求項２】
前記同質構造は、実質的に前記リン光ゲスト材を含むホスト材と、
前記正孔源に隣接される発光部、
および阻止材料とから構成され、
前記電子源に隣接され、
前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられる阻止部を含み、
前記阻止材料は、実質的に前記ホスト材から構成される請求項１に記載のリン光有機発光素子。
【請求項３】
前記ホスト材は、ＢＡｌｑ（アルミニウム（III）ｂｉｓ（２−メチル−８−キノリナート）４−フェニルフェノレート）、ＰＡｌｑ（アルミニウム(III)ｂｉｓ（２−メチル−８−キノリナート）４−フェノレート）及びＳＡｌｑ（アルミニウム(III)ｂｉｓ（２−メチル−８−キノリナート）トリフェニルシラノレート）のいずれかもしくはそれらの組合せから構成される群より選択される請求項１ないし請求項２のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項４】
前記発光部は、前記正孔源に隣接される第１端面（ｆｉｒｓｔ  ｅｎｄ）と、前記阻止部に隣接される第２端面（ｓｅｃｏｎｄ  ｅｎｄ）とを含み、
前記ホスト材のリン光ゲスト材は、
空間分布に伴って変化する濃度を有し、
前記第１端面の濃度を第２端面より大きくさせる請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項５】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、前記層は、前記阻止部に隣接され、
且つ、前記層のリン光ゲスト材は、実質的に均一な濃度を有する請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項６】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、
前記正孔源に隣接される第１端面（ｆｉｒｓｔ  ｅｎｄ）と、
前記阻止部に隣接される第２端面（ｓｅｃｏｎｄ  ｅｎｄ）とを含み、
前記ホスト材のリン光ゲスト材は、空間分布に伴って変化する濃度を有し、
前記第１端面の濃度を第２端面より大きくさせる請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項７】
前記発光部は、前記リン光ゲスト材を含むホスト材から構成される少なくとも１つの第１層と第２層を含み、
前記第１層は、前記正孔源に隣接され、
前記第２層は、前記正孔阻止部（ｈｏｌｅ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｓｅｃｔｉｏｎ）に隣接され、
前記第１端面のリン光ゲスト材の濃度は、第２端面より大きい請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項８】
前記発光部は、前記リン光ゲスト材を含む複数層のホスト材から構成され、
前記複数層のホスト材は、前記正孔源と阻止源の間に配設され、
且つ、前記正孔源に隣接される層の前記ホスト材のリン光ゲスト材の濃度は、前記阻止部に隣接される層より大きい請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項９】
前記同質構造は、実質的に前記リン光ゲスト材を含むホスト材から構成され、
前記正孔源に隣接される発光部、および阻止材料から構成され、
前記電子源に隣接され、
前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられ、
前記阻止材料と前記ホスト材は、化合物の派生物から構成される阻止部を含む請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項１０】
前記阻止材料と前記ホスト材は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはそれらの組み合わせから構成される群より選択される請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項１１】
前記電子源は、電子輸送層と電子注入層とを含む請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項１２】
前記正孔源に隣接される陽極、および前記電子輸送層に隣接される陰極を含み、
前記正孔源は、発光材料層に隣接された正孔輸送層と、前記正孔輸送層と前記陽極の間に配設された正孔注入層を含む請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項１３】
前記陰極と前記電子輸送層との間に配設された、
実質的にアルカリハロゲン化物（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｈａｌｉｄｅ）から構成される一つの層を含む請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項１４】
前記陰極と前記電子輸送層との間に配設された、実質的にフッ化リチウム（ＬｉＦ）から構成される一つの層を含む請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。    
【請求項１５】
前記陰極と前記電子輸送層との間に配設された、実質的にＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）から構成される１つの層を含む請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項１６】
前記陰極と前記電子輸送層との間に配設された複数層を含み、
前記複数層は、ＣｕＰｃ（銅フサロシアニン）層、アルミニウム層、およびフッ化リチウム層を含む請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項１７】
前記リン光を発するゲスト材は、ドーピングプロセスによって前記ホスト材に混合されるドーパントを含む請求項１ないし請求項１６のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子。
【請求項１８】
リン光有機発光素子に用いられる同質構造であって、
前記リン光有機発光素子は、電子を提供する電子源と、
正孔を前記電子源と前記正孔を提供する正孔源の間に配設された前記同質構造に提供し、
少なくとも一部分の正孔と電子を前記同質構造の中に結合させ、励起プロセスによって光をつくり出す正孔源を含み、
前記同質構造は、少なくとも１つのリン光ゲスト材を含むホスト材から構成され、
前記正孔源に隣接される発光部と前記電子源とに隣接され、
前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられる阻止部を含むことを特徴とする同質構造。
【請求項１９】
前記阻止部は阻止材料より構成され、前記阻止材料は、実質的に前記ホスト材から構成される請求項１８に記載の同質構造。
【請求項２０】
前記ホスト材は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑから構成される群より選択される請求項１８ないし請求項１９のいずれか１項に記載の同質構造。
【請求項２１】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、
前記層は、前記正孔源に隣接される第１端面と、前記阻止部に隣接される第２端面を含み、
前記ホスト材のリン光ゲスト材は、空間分布に伴って変化する濃度を有し、
前記第１端面の濃度を第２端面より大きくさせる請求項１８ないし請求項２０のいずれか１項に記載の同質構造。
【請求項２２】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、
前記層は、前記阻止部に隣接され、前記層では、前記リン光ゲスト材は、実質的に均一な濃度を有する請求項１８ないし請求項２１のいずれか１項に記載の同質構造。
【請求項２３】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、
前記正孔源に隣接される第１端面（ｆｉｒｓｔ  ｅｎｄ）と、
前記阻止部に隣接される第２端面（ｓｅｃｏｎｄ  ｅｎｄ）とを含み、
前記ホスト材のリン光ゲスト材は、空間分布に伴って変化する濃度を有し、
前記第１端面の濃度を第２端面より大きくさせる請求項１８ないし請求項２２のいずれか１項に記載の同質構造。
【請求項２４】
前記発光部は、前記リン光ゲスト材を含む複数層のホスト材から構成され、前記複数層のホスト材は、前記正孔源と阻止源の間に配設され、
且つ、前記正孔源に隣接される層の前記ホスト材のリン光ゲスト材の濃度は、前記阻止部に隣接される層より大きい請求項１８ないし請求項２３のいずれか１項に記載の同質構造。
【請求項２５】
前記阻止部は、前記阻止材料から構成され、
前記阻止材料と前記ホスト材は、化合物の派生物から構成される請求項１８ないし請求項２４のいずれか１項に記載の同質構造。
【請求項２６】
前記阻止材料と前記ホスト材は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはその組み合わせから構成される群より選択される請求項１８ないし請求項２５のいずれか１項に記載の同質構造。
【請求項２７】
リン光有機発光素子の動作効率を改良する方法であって、
前記リン光有機発光素子は、実質的に前記リン光ゲスト材を含むホスト材から構成される発光部と、
前記発光部に電子を提供する電子源と、
前記発光部に正孔を提供し、
少なくとも一部分の正孔と電子を前記発光部に結合させ、励起プロセスによって光をつくり出す正孔源を含み、
前記発光部と前記電子源との間に配設され、かつ
前記発光部の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられる阻止部を提供し、
前記阻止部と前記発光部は、同質構造を構成するステップを含むことを特徴とするリン光有機発光素子の動作効率を改良する方法。
【請求項２８】
前記阻止部は、前記ホスト材と実質的に同じ、または異なる阻止材とから構成される請求項２７に記載のリン光有機発光素子の動作効率を改良する方法。
【請求項２９】
前記ホスト材は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはそれらの組み合わせから構成される群より選択される請求項２７ないし請求項２８のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子の動作効率を改良する方法。
【請求項３０】
前記阻止部は、前記阻止材から構成され、
前記阻止材と前記ホスト材は、化合物の派生物から構成される
請求項２７ないし請求項２９のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子の動作効率を改良する方法。
【請求項３１】
前記ホスト材と前記阻止材は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはそれらの組み合わせから構成される群より選択される請求項２７ないし請求項３０のいずれか１項に記載のリン光有機発光素子の動作効率を改良する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子に関し、特に、リン光有機光電子（ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｏｐｔｏ−ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ）の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
殆んどの有機発光素子（以下、ＯＬＥＤと略す）は、蛍光発光の有機発光材料層を含む。図１に示すように、蛍光有機ＬＥＤは、通常、陽極２２‘、正孔注入層（ｈｏｌｅ  ｉｎｊｅｃｔ  ｌａｙｅｒ）２４’、正孔輸送層（ｈｏｌｅ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ｌａｙｅｒ）２６‘、発光材料層（ＥＭＬ）２８’、電子輸送層（ＥＴＬ）３２‘と、陰極６０’を含む。発光材料層２８‘は、１つまたは複数の蛍光染料をドーピングしたホスト材から構成され、励起子（ｅｘｉｔｏｎ）から作り出された発光の機能を提供する。励起子は、発光材料層２８’の中の正孔と電子の再結合で形成される。
【０００３】
ＯＬＥＤ（特許文献１参照）の正孔注入層は、ポルフィリン化合物、またはフタロシアニン化合物から構成され、正孔輸送層は、各種の芳香族アミンから構成され、発光材料層は、１つまたは複数の蛍光染料をドーピングしたホスト材から構成される。これに基づくと、好ましいホスト材は、アルミニウム、マグネシウム、リチウムと、亜鉛のキレート金属の８キノリノール金属キレート化合物（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌ  ｍｅｔａｌ  ｃｈｅｌａｔｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）の材料を含む。
【０００４】
蛍光発光材料層の励起子は、一重項励起状態にあるため、小部分の励起子のみ発光する。リン光材料層にある励起子は、三重項励起状態にある。従って、理論上、全励起子が全てリン光を発する。リン光ＯＬＥＤでは、三重項励起は、発光材料層の中にある正孔輸送層からの正孔と、電子輸送層からの電子が再結合して形成される。
【０００５】
発光前では、三重項励起は、発光材料層の中でかなり遠い距離に拡散することができ、幾つかの三重項励起が陰極に拡散し、陰極によって消滅され、非輻射性励起子崩壊をもたらす。よって、陰極と発光材料層との間に正孔阻止層（ｈｏｌｅ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）を形成することは、有益であり、好ましい。
【０００６】
基板上に設置されたＯＬＥＤを有するＯＬＥＤ構造（特許文献２参照）は、陽極、正孔輸送層及びリン光を発する材料をドーピングした第１電子輸送層、第２電子輸送層及び陰極を含む。特に、発光材料層は、リン光ドーパントの三重項励起の発射レベルより高い三重項励起のエネルギーレベルを有する電子輸送ホスト材から構成される。
【０００７】
陽極、正孔輸送層、発光材料層、正孔阻止層、電子輸送層及び陰極を有するもう１つの有機発光素子（特許文献３参照）の発光材料層は、リン光ドーパントをドーピングしたホスト材から構成される。発光材料層のホスト材は、４，４−Ｎ，Ｎ‘−ジカルバゾール  ビフェニール（４，４−Ｎ，Ｎ‘−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅｂｉｐｈｅｎｙｌ；以下、ＣＢＰと略す）であり、ドーパントは、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン白金（II）（２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−ｏｃｔａｅｔｈｙｌ２１Ｈ，２３Ｈ−ｐｏｒｐｈｉｎｅ  ｐｌａｔｉｎｕｍ（II）；以下、ＰｔＯＥＰと略す）である。
【０００８】
例えば、正孔阻止層は、ＮＰＤ，ＣＢＰ，Ａｌｑ３及び、バトクプロイン（ＢＣＰ）から構成される。正孔阻止層の材料の選択は、発光材料層の材料により決定される。これによれば、正孔阻止層のバンドギャップは、発光材料層に形成された励起子のエネルギーレベルより高く、前記励起子のエネルギーレベルは、発光材料層に使用する材料により決定される。例えば、発光材料層がＰｔＯＥＰをドーピングしたＣＢＰから構成される場合、前記正孔阻止層は、ＢＣＰから構成されることになる。
【０００９】
リン光ＯＬＥＤ(非特許文献１参照)「高効率赤リン光素子」（“Ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ”），アプライド・フィジックス・レター（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，）７８巻，１１号，２００１年３月１２日，１６２２−１６２４頁)の発光材料層は、赤色リン光ｂｉｓをドーピングしたＢｔｐ２Iｒ（ａｃａｃ）の導電ＣＢＰホスト材を含み、正孔阻止層は、２，９−ジメチル１−４，７−ジフェニル−フェナントロリン（２，９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ１−４，７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）から構成される。
【００１０】
リン光ＯＬＥＤ（非特許文献２参照）「赤リン光素子の高動作安定性」（“Ｈｉｇｈ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ”） アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．），８１巻，１号，２００２年７月１日，ｐｐ．１６２−１６４）の発光材料層は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３をドーピングしたＣＢＰホスト材から構成され、正孔阻止層は、２，２‘，２“−（１，３，５−ベンゼントリル）ｔｒｉｓ−［１−フェニル−１−Ｈ−ベンズイミダゾール］（２，２‘，２“−（１，３，５−ｂｅｎｚｅｎｅｔｒｉｙｌ）ｔｒｉｓ−［１−ｐｈｅｎｙｌ−１−Ｈ−ｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ］；以下、ＴＰＢｉと略す）、
【００１１】
アルミニウム(III)ｂｉｓ（２−メチル−８−キノリナート）トリフェニルシラノレート（ａｌｍｉｎｉｕｍ(III)ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）ｔｒｉｐｈｅｎｙｌｓｉｌａｎｏｌａｔｅ；以下、ＳＡｌｑと略す）、
【００１２】
アルミニウム(III)ｂｉｓ（２−メチル−８−キノリナート）４−フェノレート（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ(III)ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）４−ｐｈｅｎｏｌａｔｅ；以下，ＰＡｌｑと略す）、
【００１３】
またはアルミニウム（III）ｂｉｓ（２−メチル−８−キノリナート）４−フェニルフェノレート（ａｌｕｍｉｎｉｕｍ（III）ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅ；以下、ＢＡｌｑと略す）から構成される。
【００１４】
従来のリン光ＯＬＥＤでは、発光材料層と正孔阻止層は、例えば、ＢＣＰとＣＢＰ，ＢＡｌｑとＣＢＰ、及びＴＰＢｉとＣＢＰの異質構造を形成する。
【００１５】
図２は、リン光ＯＬＥＤの従来技術を示す。発光材料層２８‘と正孔阻止層３０’の異質構造を用いたこのタイプのリン光ＯＬＥＤは、受動式表示パネルに用いられている。しかしながら、リン光ＯＬＥＤの従来技術における発光効率は、充分ではなく、しかもその異質構造が製造プロセスをより複雑化させている。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第６５５１７２５Ｂ２号
【特許文献２】米国特許第６６４５６４５号
【特許文献３】米国特許第６０９７１４７号
【非特許文献１】アダチら：「高効率赤リン光素子」（“Ｈｉｇｈ−ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ”），アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，）７８巻，１１号，２００１年３月１２日，１６２２頁−１６２４頁
【非特許文献２】アダチら：「赤リン光素子の高動作安定性」（“Ｈｉｇｈ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ｓｔａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｐｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｅｖｉｃｅ”） アプライド・フィジックス・レターズ（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．），８１巻，１号，２００２年７月１日，１６２頁−１６４頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、リン光ＯＬＥＤの効率を改良し、製造プロセスを簡易化する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に基づいたリン光ＯＬＥＤは、発光材料層と阻止層すなわち正孔阻止層の結合に同質構造を用い、この同質構造の殆んどは、単一材料から構成される。前記単一材料は、正孔阻止層と発光材料層のホスト材として用いられる。正孔阻止層と発光材料層のホスト材は、同じ化合物の派生物であり、且つこの同質構造は、正孔源と電子源との間に配設される。
【００１９】
従って、本発明の第１の特徴は、リン光ＯＬＥＤ有機発光素子を提供することにある。前記リン光ＯＬＥＤ素子は、少なくとも１つのリン光ゲスト材（ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｇｕｅｓｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を含むホスト材から構成される同質構造と、電子を前記同質構造に提供する電子源と、正孔を前記同質構造に提供し、かつ少なくとも一部分の正孔と電子を前記同質構造に結合させ、励起プロセスによって光をつくり出す正孔源を含み、前記同質構造は、前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられる。
【００２０】
本発明に基づいて、前記同質構造は、実質的に前記リン光ゲスト材を含むホスト材から構成され、前記正孔源に隣接される発光部、および正孔阻止材料から構成され、前記電子源に隣接され、前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられる阻止部すなわち正孔阻止部（ｈｏｌｅ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｓｅｃｔｉｏｎ）を含み、前記正孔阻止材料は、実質的に前記ホスト材から構成される。
【００２１】
本発明に基づいて、前記ホスト材は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはそれらの組合せから構成される群より選択される。
【００２２】
本発明に基づいて、前記発光部は、前記正孔源に隣接される第１端面（ｆｉｒｓｔ  ｅｎｄ）と、前記正孔阻止部に隣接される第２端面（ｓｅｃｏｎｄ  ｅｎｄ）を含み、前記ホスト材のリン光ゲスト材は、空間分布に伴って変化する濃度を有し、前記第１端面の濃度を第２端面より大きくさせる。
【００２３】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、前記層は前記正孔阻止部に隣接され、かつ前記層のリン光ゲスト材は、実質的に均一な濃度を有する。
【００２４】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含むこともでき、前記正孔源に隣接される第１端面（ｆｉｒｓｔ  ｅｎｄ）と、前記正孔阻止部に隣接される第２端面（ｓｅｃｏｎｄ  ｅｎｄ）とを含み、前記ホスト材のリン光ゲスト材は、空間分布に伴って変化する濃度を有し、前記第１端面の濃度を第２端面より大きくさせる。
【００２５】
前記発光部は、前記リン光ゲスト材を含むホスト材から構成される少なくとも１つの第１層と第２層を含み、前記第１層は、前記正孔源に隣接され、前記第２層は、前記正孔阻止部に隣接され、前記第１端面のリン光ゲスト材の濃度は、第２端面より大きい。
【００２６】
本発明に基づいて、前記発光部は、前記リン光ゲスト材を含む複数層のホスト材から構成され、前記複数層のホスト材は、前記正孔源と阻止源の間に配設され、且つ、前記正孔源に隣接される層の前記ホスト材のリン光ゲスト材の濃度は、前記正孔阻止部に隣接される層より大きい。
【００２７】
本発明に基づいて、前記同質構造は、実質的に前記リン光ゲスト材を含むホスト材から構成され、前記正孔源に隣接される発光部、および正孔阻止材料から構成され、前記電子源に隣接され、前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられ、前記正孔阻止材料と前記ホスト材は、化合物の派生物から構成される正孔阻止部を含む。
【００２８】
前記正孔阻止材と前記ホスト剤は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはそれらの組み合わせから構成される群より選択される。
【００２９】
本発明に基づいて、前記電子源は、電子輸送層と電子注入層とを含む。
【００３０】
本発明に基づいて、前記リン光ＯＬＥＤは、前記正孔源に隣接される陽極、および前記電子輸送層に隣接される陰極を含み、前記正孔源は、発光材料層に隣接された正孔輸送層と、前記正孔輸送層と前記陽極との間に配設された正孔注入層を含む。
【００３１】
前記リン光ＯＬＥＤは、前記陰極と前記電子輸送層との間に配設された、フッ化リチウム（ＬｉＦ）の実質的にアルカリハロゲン化物（ａｌｋａｌｉｎｅ  ｈａｌｉｄｅ）から構成される１つの層を含む。
【００３２】
前記リン光ＯＬＥＤは、前記陰極と前記電子輸送層との間に設置された、実質的に銅フサロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ  ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎ  ；以下、ＣｕＰｃと略す）から構成される１つの層を含む。
【００３３】
前記リン光ＯＬＥＤは、前記陰極と前記電子輸送層との間に配設された複数層を含む。また、前記複数層は、ＣｕＰｃ層、アルミニウム層、およびフッ化リチウム層を含む。
【００３４】
本発明に基づいて、前記リン光ゲスト材は、ドーピングプロセスによって前記ホスト材に混合されるドーパントを含む。
【００３５】
また、本発明の第２の特徴は、リン光ＯＬＥＤに用いる同質構造をも提供する。前記リン光ＯＬＥＤは、電子を提供する電子源と、正孔を前記電子源と前記正孔を提供する正孔源との間に配設された前記同質構造に提供し、少なくとも一部分の正孔と電子を前記同質構造の中に結合させ、励起プロセスによって光をつくり出す正孔源を含み、前記同質構造は、少なくとも１つのリン光ゲスト材を含むホスト材から構成され、前記正孔源に隣接される発光部と前記電子源とに隣接され、前記同質構造の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられる正孔阻止部を含む。
【００３６】
本発明に基づいて、前記正孔阻止部は正孔阻止材料より構成され、前記正孔阻止材は実質的に前記ホスト材から構成され、前記ホスト材は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはそれらの組み合わせから構成される群より選択される。
【００３７】
本発明に基づいて、前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、前記層は、前記正孔源に隣接される第１端面と、前記正孔阻止部に隣接される第２端面を含み、前記ホスト材のリン光ゲスト材は、空間分布に伴って変化する濃度を有し、前記第１端面の濃度を第２端面より大きくさせる。
【００３８】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、前記層は、前記正孔阻止部に隣接され、前記層では、前記リン光ゲスト材は、実質的に均一な濃度を有する。
【００３９】
前記発光部は、リン光ゲスト材を含む１つの層のホスト材を含み、前記正孔源に隣接される第１端面（ｆｉｒｓｔ  ｅｎｄ）と、前記正孔阻止部に隣接される第２端面（ｓｅｃｏｎｄ  ｅｎｄ）とを含み、前記ホスト材のリン光ゲスト材は、空間分布に伴って変化する濃度を有し、前記第１端面の濃度を第２端面より大きくさせる。
【００４０】
また、前記発光部は、前記リン光ゲスト材を含む複数層のホスト材から構成され、前記複数層のホスト材は、前記正孔源と前記阻止源の間に配設され、且つ、前記正孔源に隣接される層の前記ホスト材のリン光ゲスト材の濃度は、前記正孔阻止部に隣接される層より大きい。
【００４１】
前記正孔阻止部は、前記正孔阻止材料から構成され、前記正孔阻止材料と前記ホスト材は、例えば、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはそれらの組み合わせ化合物の派生物から構成される。
【００４２】
更に、本発明の第３の特徴は、リン光ＯＬＥＤの動作効率を改良する方法を提供する。前記リン光ＯＬＥＤは、実質的に前記リン光ゲスト材を含むホスト材から構成される発光部と、前記発光部に電子を提供する電子源と、前記発光部に正孔を提供し、少なくとも一部分の正孔と電子を前記発光部に結合させ、励起プロセスによって光をつくり出す正孔源を含み、前記発光部と前記電子源との間に設置され、かつ前記発光部の外部で励起プロセスが発生する可能性を減少させるために用いられる正孔阻止部を提供し、前記正孔阻止部と前記発光部は、同質構造を構成するステップを含む。
【００４３】
本発明の改良方法に基づいて、前記正孔阻止部は、実質的に前記ホスト材と同じ、または異なる正孔阻止材から構成される。前記ホスト材と前記正孔阻止材は、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＳＡｌｑのいずれかもしくはそれらの組み合わせから構成される群より選択される。
【００４４】
また、本発明の改良方法に基づいて、前記正孔阻止部は、前記正孔阻止材から構成され、前記正孔阻止材と前記ホスト材は、化合物の派生物から構成される。
【発明の効果】
【００４５】
本発明の同質構造を有するリン光ＯＬＥＤの輝度収率及び電力効率は、異質構造を有するリン光ＯＬＥＤよりも高い。また、傾斜を有するドーパント濃度における発光材料層の電力効率は、一様なドーピングによる発光層より高い。更に、光反射層と複数のバッファ層を使用することにより、リン光ＯＬＥＤの効率を明らかに改良し向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
本発明についての目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、添付図面を参照しながら、詳細に説明する。
【実施例】
【００４７】
本発明は、阻止層すなわち正孔阻止層と発光材料層（ＥＭＬ）の結合に用いる同質構造を用いる。本実施例は、正孔阻止層（ＨＢＬ）を例とする。
【００４８】
図３は、リン光ＯＬＥＤに係わる本発明の実施例における概略図を示す。リン光ＯＬＥＤ１０は、基板２０、陽極２２、正孔注入層（ＨＩＬ）２４、正孔輸送層（ＨＴＬ）２６、同質構造４０、電子輸送層（ＥＴＬ）３２及び陰極６０を含む。電子輸送層３２と陰極６０との間に１個または複数個のバッファ層５０を選択的に形成することができる。同質構造４０は、正孔阻止層（ＨＢＬ）３０と発光材料層（ＥＭＬ）２８とを含む。
【００４９】
基板２０、陽極２２、正孔注入層（ＨＩＬ）２４、正孔輸送層（ＨＴＬ）２６、同質構造４０、電子輸送層（ＥＴＬ）３２と、陰極６０を含む。電子輸送層３２と陰極６０の各材料は、当技術分野において周知である（特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。バッファ層５０は、アルミニウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）及びＣｕＰｃを含むことができる。
【００５０】
図４は、リン光ＯＬＥＤに係わる本発明の他の１つの実施例における概略図を示す。リン光ＯＬＥＤ１０は、正孔注入層（ＨＩＬ）２４と基板２０との間に配設された光反射層２３を更に含む。光反射層２３は、例えば銀の材料から構成することができる。その他は図３と同様である。
【００５１】
従って、本発明に基づくと、リン光ＯＬＥＤは、図５におけるリン光ＯＬＥＤ構造１２’により示すことができる。それ故、図５は、リン光ＯＬＥＤに係わる本発明の全体像に関するブロック図を示す。
【００５２】
図５に示されるように、リン光ＯＬＥＤ構造１２’は、発光材料層と正孔阻止層から構成される同質構造４０を含み、電子と正孔を同質構造４０の電子源４２と正孔源３８に提供し、同質構造４０は、リン光ゲストドーパントを含む。同質構造４０の電子と正孔の結合によって光が発生し、リン光ＯＬＥＤ構造１２’からその光を射出する。
【００５３】
正孔源３８は、陽極２２、正孔注入層２４及び正孔輸送層２６を含み、電子源４２は、電子輸送層３２及び陰極６０を含む。前記陰極６０は、電子注入層として見なされる。電子源４２も例えば、アルミニウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）と、ＣｕＰｃから構成される、１個または多数個層のバッファ層５０を含むことができる。
【００５４】
本発明に基づくと、同質構造４０の発光材料層２８と正孔阻止層３０は、実質的に同じ材料から構成され、例えば、正孔阻止層３０は、ＢＡｌｑから構成され、発光材料層２８は、１個または複数個のゲストリン光をドーピングしたＢＡｌｑから構成される。
【００５５】
ドーピングしたホスト材を用いるゲストリン光は、リン光ＯＬＥＤの所望の色により決定される。例えば、強い緑色光を発する、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、Ｉｒ（ｐｐｙ）２、Ｉｒ（ａｃａｃ）のリン光有機金属イリジウム錯体から選択することができる。
【００５６】
または、青色光を発する、例えば、三価金属キノリナート（ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｅ）錯体、シッフベース（Ｓｃｈｉｆｆ  ｂａｓｅ）二価金属錯体、金属アセチルアセトネート錯体、金属二座配位子錯体、ビスフォスフォネート、金属マレオントリレヂチオレート（ｍａｌｅｏｎｔｒｉｌｅｄｉｔｈｉｏｌａｔｅ）錯体、分子電荷移動錯体、芳香族と複素環ポリマーと、希土類混合キレート（ｒａｒｅ  ｅａｒｔｈ  ｍｉｘｅｄ  ｃｈｅｌａｔｅ）の有機金属錯体を選ぶことができる。
【００５７】
赤色光で言うと、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン白金（II）（２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−ｏｃｔａｅｔｈｙｌ−２１Ｈ，２３Ｈ−ｐｏｒｐｈｉｎｅ  ｐｌａｔｉｎｕｍ（II）；以下、ＰｔＯＥＰと略す）及びＢｔｐ２Iｒ（ａｃａｃ）の赤色ドーパントを用いることができる。
【００５８】
しかし、発光層ホスト材に混入されるゲストドーパントの選択は、本発明の主要な部分ではない。同じ同一構造における発光材料層及び正孔阻止層として適用しうる他の材料としては、ＳＡｌｑ、ＢＡｌｑ、ＰＡｌｑ及びＢＣＰが含まれる。
【００５９】
本発明の一つの実施例に基づいて、同質構造４０は、同じ化学錯体の２つの派生物から選択的に構成することができる。例えば、正孔阻止層と発光材料層の組み合わせは、ＢＡｌｑとＳＡｌｑとの組み合わせ、ＳＡｌｑとＰＡｌｑとの組み合わせ、またはＢＡｌｑ、ＳＡｌｑ、ＰＡｌｑのいずれかの２つの派生物による組み合わせとすることができる。
【００６０】
図６は、リン光ＯＬＥＤに係わる本発明の実施例の概略図を示す。図６は、最も簡単な同質構造の一例を示している。図６において、同質構造４０は、正孔阻止層３０とゲストリン光ドーパント１２８をドーピングした発光材料層２８とから成る。そして、図１０は、この図６に対応する、同質構造中におけるドーパント濃度の変化曲線図を示す。
【００６１】
図７は、リン光ＯＬＥＤの好ましい本発明の実施例の概略図を示す。また、図７は、同質構造４０のドーパント濃度（３つのサブ発光材料層のみを表示）を模式図的に示す。同質構造４０は、１つの正孔阻止層３０と複数のサブ発光材料層２８１、２８２、…２８ｎを含み、サブ発光材料層２８１、２８２、…２８ｎのドーパント濃度はそれぞれ異なり、順次に減少する。
【００６２】
図１１は、図７に対応する同質構造４０のドーパント濃度の変化曲線図を示す。
【００６３】
また、図８及びその図８に対応する図１２は、提供した発光材料層２８が傾斜ドーパント濃度（ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｄｏｐａｎｔ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）のプロファイルを有することを示す変化曲線図である。
【００６４】
また、正孔阻止層３０を有する同質構造４０を提供することもでき、そのドーパントは、図８とその図８に対応する図１２（ここで、図１２は、同質構造のドーパント濃度の変化曲線図である。）に示されるように、ドーパントは、前記正孔阻止層３０の一段（発光部）にのみ混入される。
【００６５】
そして、ある深度でその濃度は減少し始めるため、図９とその図９に対応する図１３に示されるように、もう一段（阻止部３１）では、ゲストドーパントを含んでいない。尚、図１３は、図９に対応する同質構造のドーパント濃度の変化曲線図を示す。
【００６６】
同質構造を有するリン光ＯＬＥＤの改良発光効率を示すために、４つの実験試料（素子Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ）を作製した。異質構造４１を有するリン光ＯＬＥＤの１つの試料を、図１４に示す。
【００６７】
図１４における試料（素子Ａ）は、ＩＴＯ陽極、正孔注入層（ＨＩＬ）、正孔輸送層（ＨＴＬ）、電子輸送層（ＥＴＬ）、フッ化リチウムとアルミニウムを含む陰極−バッファ層と、異質構造４１から成る。前記異質構造４１は、１２％の赤色リン光ドーパントをドーピングしたＣＢＰから構成される発光材料層（不図示）と、ＢＡｌｑから構成される正孔阻止層を含む。
【００６８】
図１５は、同質構造４０を有するリン光ＯＬＥＤの第１試料を示す。図１４の異質構造４１と異なり、図１５のリン光ＯＬＥＤ（素子Ｂ）は、同質構造４０を有する。その同質構造４０は、１２％の赤色リン光ドーパントをドーピングしたＢＡｌｑから構成される発光材料層（不図示）と、ＢＡｌｑから構成される正孔阻止層より成る。
【００６９】
図１６は、同質構造４０を有するリン光ＯＬＥＤの第２試料（素子Ｃ）を示す。その同質構造４０は、１２％の赤色リン光ドーパントをドーピングしたＢＡｌｑから構成される第１発光材料層（不図示）と、６％の赤色リン光ドーパントをドーピングしたＢＡｌｑから構成される第２発光材料層（不図示）と、実質的にドーピングしていないＢＡｌｑの正孔阻止層から成る。
【００７０】
図１７は、同質構造４０（不図示）を有するリン光ＯＬＥＤの第３試料（素子Ｄ）を示す。この第３試料（素子Ｄ）の構造は、図１５の試料（素子Ｂ）と同様であるが、第１試料の全層に加えて、本試料（素子Ｄ）は、ＩＴＯ陽極と正孔注入層２４との間に光反射層２３が配設され、電子輸送層３２とＩＴＯ陰極との間に複数のバッファ層が配設される。尚、図１７におけるバッファ層は、ＣｕＰｃと、アルミニウム（Ａｌ）と、フッ化リチウム（ＬｉＦ）とから構成されている。
【００７１】
図１８は、本発明の実験結果に基づく、電流密度に対する輝度収率の図である。図１９は、本発明の実験結果に基づく、明度に対する電力効率の図である。
【００７２】
それらによると、同質構造を有するリン光ＯＬＥＤの輝度収率及び電力効率は、異質構造を有するリン光ＯＬＥＤの輝度収率及び電力効率より高い。
また、傾斜ドーパントによる発光材料層の電力効率は、一様なドーピングによる発光層よりも高く、光反射層と複数のバッファ層の使用により、リン光ＯＬＥＤの効率を明らかに改良し、向上させることができる。特に、素子Ｄは、他の素子Ａ、Ｂ及びＣと比較して、輝度収率及び電力効率が明らかに（２倍程度）増加し、それらの特性が向上した。
【００７３】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行ないうる少々の変更や修飾を付加することは可能である。従って、本発明が保護を請求する範囲は、特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】従来の蛍光有機発光素子の概略図である。
【図２】従来のリン光有機発光素子の概略図である。
【図３】本発明に基づいたリン光有機発光素子の実施例の概略図である。
【図４】本発明に基づいたリン光有機発光素子の実施例の概略図である。
【図５】本発明に基づいたリン光有機発光素子の全体像のブロック図である。
【図６】本発明に基づいたリン光有機発光素子の実施例の概略図である。
【図７】本発明に基づいたリン光有機発光素子の好ましい実施例の概略図である。
【図８】本発明に基づいたリン光有機発光素子の他の１つの実施例の概略図である。
【図９】本発明に基づいたリン光有機発光素子の更に他の１つの実施例の概略図である。
【図１０】図６に対応する同質構造のドーパント濃度の変化曲線図である。
【図１１】図７に対応する同質構造のドーパント濃度の変化曲線図である。
【図１２】図８に対応する同質構造のドーパント濃度の変化曲線図である。
【図１３】図９に対応する同質構造のドーパント濃度の変化曲線図である。
【図１４】本発明実験に使用する異質構造を有するリン光有機発光素子の試料（素子Ａ）の概略図である。
【図１５】本発明実験に使用する同質構造を有するリン光有機発光素子の試料（素子Ｂ）の概略図である。
【図１６】本発明実験に使用する異なる同質構造を有するリン光有機発光素子の試料（素子Ｃ）の概略図である。
【図１７】本発明実験に使用する異質構造と光反射層を有するリン光有機発光素子の試料（素子Ｄ）の概略図である。
【図１８】電流密度に対する輝度収率（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ  ｙｉｅｌｄ）の図である。
【図１９】明度に対する電力効率（ｐｏｗｅｒ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）の図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  リン光有機発光素子
１２’  リン光有機発光素子構造
２０、２０’  基板
２２、２２’  陽極
２３  光反射層
２４、２４’  正孔注入層
２６、２６’  正孔輸送層
２７  発光部
２８、２８’  発光材料層
２８１、２８２、…２８ｎ  サブ発光材料層
３０、３０’正孔阻止層
２９、３１  正孔阻止部
３２、３２’  電子輸送層
３８  正孔源
４２  電子源
４０  同質構造
４１  異質構造
５０  バッファ層
６０、６０’  陰極
１２８  ゲストリン光ドーパント
【図１】
2006165525.tif 000003
【図２】
2006165525.tif 000004
【図３】
2006165525.tif 000005
【図４】
2006165525.tif 000006
【図５】
2006165525.tif 000007
【図６】
2006165525.tif 000008
【図７】
2006165525.tif 000009
【図８】
2006165525.tif 000010
【図９】
2006165525.tif 000011
【図１０】
2006165525.tif 000012
【図１１】
2006165525.tif 000013
【図１２】
2006165525.tif 000014
【図１３】
2006165525.tif 000015
【図１４】
2006165525.tif 000016
【図１５】
2006165525.tif 000017
【図１６】
2006165525.tif 000018
【図１７】
2006165525.tif 000019
【図１８】
2006165525.tif 000020
【図１９】
2006165525.tif 000021