(57)【要約】    【課題】より低電圧で駆動し、しかも高輝度かつ長寿命の発光を示す有機発光ダイオードデバイスを提供する。    【解決手段】有機発光ダイオードデバイスは、基板１１上に設けられた陽極１２と陰極１６との間に、少なくとも正孔輸送層１３と、発光層１４と、ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体にアルカリ金属のフッ化物をドープした電子輸送層１５とを含むものである。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた陽極と陰極との間に、少なくとも正孔輸送層と、発光層と、ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体にアルカリ金属のフッ化物をドープした電子輸送層とが設けられていることを特徴とする有機発光ダイオードデバイス。
【請求項２】
前記アルカリ金属のフッ化物がフッ化セシウムであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオードデバイス。
【請求項３】
前記ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体が、下記化学式
【化１】
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で示される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオードデバイス。
【請求項４】
前記ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体とアルカリ金属のフッ化物とのモル比が、１：１〜２：１であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオードデバイス。
【請求項５】
前記発光層が、アルミニウム  トリス  ８−ヒドロキシキノリン（Ａｌｑ３）からなる層であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオードデバイス。
【請求項６】
前記正孔輸送層が、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）からなる層であることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ダイオードデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光ダイオードデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ダイオードデバイスは、比較的低駆動電圧で高輝度の発光があり、薄型軽量の発光デバイス化が可能となることから、フラットディスプレイへの適用が期待される。
【０００３】
有機発光ダイオードを低駆動電圧で効率よく発光させるために、発光層への電子注入効率を向上させるバッファが有機発光ダイオードの電子輸送層にドープされたり、有機発光ダイオードにバッファ層が設けられたりしている。バッファ材料としては、セシウムやリチウムなどのアルカリ金属やアルカリ金属化合物が常用されている。特許文献１には、フッ化リチウムのようなアルカリ金属化合物又はその熱分解生成物を含む電子注入性ドーパント源層を備えた有機発光ダイオードデバイスが開示されている。また、特許文献２には、ホスト材料であるＡｌｑ３にフッ化アルカリ又はアルカリ土類フッ化物をドープした成分からなるバッファ層と、貴金属からなる陰極とを備えた有機ＥＬダイオードが開示されている。
【０００４】
しかし、アルカリ金属は大気中で不安定であるので、ドープする際にはアルカリディスペンサーと呼ばれる高価な蒸着源を用いなければならない。また、フッ化リチウムをバッファとしてドープする層は、膜厚０．５ｎｍと極薄く積層する必要があり、膜厚の制御が困難である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４５１１号公報
【特許文献２】特開２００６−１５７０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、より低電圧で駆動し、しかも高輝度かつ長寿命の発光を示す有機発光ダイオードデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項１に記載された有機発光ダイオードデバイスは、基板上に設けられた陽極と陰極との間に、少なくとも正孔輸送層と、発光層と、ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体にアルカリ金属のフッ化物をドープした電子輸送層とを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の有機発光ダイオードデバイスは、請求項１に記載されたもので、前記アルカリ金属のフッ化物がフッ化セシウムであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の有機発光ダイオードデバイスは、請求項１に記載されたもので、前記ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体が、下記化学式
【００１０】
【化１】
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で示される化合物であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の有機発光ダイオードデバイスは、請求項１に記載されたもので、前記ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体とアルカリ金属のフッ化物とのモル比が、１：１〜２：１であることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の有機発光ダイオードデバイスは、請求項１に記載されたもので、前記発光層が、アルミニウム  トリス  ８−ヒドロキシキノリン（Ａｌｑ３）からなる層であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の有機発光ダイオードデバイスは、請求項１に記載されたもので、前記正孔輸送層が、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）からなる層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の有機発光ダイオードデバイスは、ピリジル基を有するオキサジアゾール誘導体を電子輸送材料として、これにフッ化セシウムをドープした成分で電子輸送層を構成している。この構成によって、陰極と電子輸送層との間のエネルギーギャップが低くなる。その結果、本発明の有機発光ダイオードは、アルカリ金属をバッファとしてドープした発光ダイオードや、従来のバッファ層を備えた発光ダイオードと同等の低電圧で駆動し、しかも高輝度、長寿命の発光を得ることができる。
【００１５】
前記フッ化セシウムは安定な化合物であるため扱いやすい。従って、有機発光ダイオードデバイスを作製する際、アルカリディスペンサーのような高価な蒸着源を必要としない。
【００１６】
本発明の有機発光ダイオードデバイスは、ディスプレイ，照明等に利用することができる。
【発明を実施するための好ましい形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい形態を図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。
【００１８】
本発明の好ましい有機発光ダイオードデバイスの層構造は、図１に示すとおり、ガラス基板１１／陽極１２（ＩＴＯ）／正孔輸送層１３（ＮＰＢ）／発光層１４（Ａｌｑ３）／電子輸送層１５（ＢｐｙＯＸＤｍ：フッ化セシウム）／陰極１６（Ａｌ）である。
【００１９】
電子輸送層１５は陰極から注入された電子を発光層へ送りこむ機能を示す層であり、ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体であるＢｐｙＯＸＤｍ（1,3-bis[2-(2,2’-bipyridin-6-yl)-1,3,4-oxadiazol-5-yl]benzene）に、アルカリ金属のフッ化物であるフッ化セシウム（ＣｓＦ）をドープした成分で構成されている。ＢｐｙＯＸＤｍは、下記化学式で示す構造である。
【００２０】
【化２】
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【００２１】
前記電子輸送層は、真空蒸着法によりＢｐｙＯＸＤｍを蒸着速度１Å／ｓ，フッ化セシウムを蒸着速度０．０３〜０．２Å／ｓとで共蒸着して得られる。ＢｐｙＯＸＤｍとフッ化セシウムとのドープ比率は、モル比で１：１〜２：１であると、より低電圧での駆動が得られるため、好ましい。また、前記電子輸送層の膜厚は、２０〜５０ｎｍであるとよい。
【００２２】
前記ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体は、ピリジン環を有するものであれば特に限定はなく、ビピリジル基を有するものでもよい。ピリジル基含有オキサジアゾール誘導体として、前記ＢｐｙＯＸＤｍ以外にも、
2,6-bis[2-(2,2’-bipyridin-6-yl)-1,3,4-oxadiazol-5-yl]pyridine
（Phpy-OXDm），1,3-bis[2-(2,2’-bipyridin-6-yl)-1,3,4-oxadiazol-5-yl]-5-cyanobenzene（CBPO）などを使用することができる。
【００２３】
発光層１４は、その層内で正孔と電子とが再結合して発光する機能を示す層である。発光層を構成する材料としては、前記の機能を発揮できるものであれば特に限定されないが、アルミニウム  トリス  ８−ヒドロキシキノリン（Ａｌｑ３）であると好ましい。
【００２４】
正孔輸送層１３は、正孔を陽極から発光層へ送りこむ機能を示す層である。正孔輸送層を構成する材料としては、前記の機能を発揮できるものであれば特に限定されないが、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＮＰＢ）であると好ましい。
【００２５】
基板１１としては、例えばガラス基板、石英基板のような透明性基板、または金属製基板、セラミック製基板のような不透明性基板を用いることができる。
【００２６】
陽極１２の材料としては仕事関数が大きなものが好ましく、例えば金、白金、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウムのような金属の単体；これらの金属の合金；酸化錫、酸化亜鉛、酸化錫インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛インジウムのような金属酸化物が挙げられる。中でもＩＴＯが好ましい。これらの陽極材料は、単独で陽極を構成してもよく、複数併用して構成してもよい。
【００２７】
陰極１６の材料としては仕事関数が小さなものが好ましく、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、銀のような金属の単体；これらの金属の合金が挙げられる。中でもアルミニウムが好ましい。これらの陰極材料は、単独で陰極を構成してもよく、複数併用して構成してもよい。
【００２８】
前記正孔輸送層、前記発光層、前記陽極及び前記陰極の形成方法は特に限定されず、真空蒸着法のようなドライプロセス、スピンコート法やインクジェット法のようなウェットプロセス等、公知の方法を適宜用いることができる。
【００２９】
本発明の有機発光ダイオードデバイスは、前記の各層に加えて、正孔注入層、正孔ブロック層、電子注入層等の層が設けられていてもよい。これらの層は、単層であっても多層であってもよい。
【実施例】
【００３０】
本発明を適用する有機発光ダイオードデバイスを作製した例を実施例１〜２に、本発明を適用外の有機発光ダイオードデバイスを作製した例を比較例１に、それぞれ示す。
【００３１】
（実施例１）
実施例１の有機発光ダイオードデバイスの構成は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＮＰＢ／Ａｌｑ３／ＢｐｙＯＸＤｍ：フッ化セシウム／Ａｌである。
【００３２】
ガラス基板上に、陽極として、ＩＴＯをスパッタ法にて膜厚１５０ｎｍに成膜し、表面を洗浄、乾燥した。
【００３３】
次いで前記陽極の上に、正孔輸送層として、ＮＰＢを真空蒸着法にて膜厚５０ｎｍに成膜した。
【００３４】
次いで前記正孔輸送層の上に、発光層として、Ａｌｑ３を真空蒸着法にて膜厚２０ｎｍに成膜した。
【００３５】
次いで前記発光層の上に、電子輸送層として、ＢｐｙＯＸＤｍとフッ化セシウムとを、モル比１：１となるように、真空蒸着法にてＢｐｙＯＸＤｍの成膜速度１Å／ｓ、フッ化セシウムの成膜速度０．１Å／ｓで真空度２．０×１０−４Ｐａ以で共蒸着して膜厚３０ｎｍに成膜した。
【００３６】
次いで前記電子輸送層の上に、陰極としてアルミニウムを真空蒸着法にて膜厚２００ｎｍに成膜して乾燥し、実施例１のデバイスを得た。
【００３７】
（実施例２）
ＢｐｙＯＸＤｍとフッ化セシウムとのモル比を２：１にしたこと以外は実施例１と同様にして、実施例２のデバイスを得た。
【００３８】
（比較例１）
比較例１の有機発光ダイオードデバイスの構成は、ガラス基板／ＩＴＯ／ＮＰＢ／Ａｌｑ３／ＢｐｙＯＸＤｍ／ＬｉＦ／Ａｌである。
【００３９】
ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯをスパッタ法にて膜厚１５０ｎｍに成膜し、表面を洗浄、乾燥した。
【００４０】
次いで前記陽極の上に、正孔輸送層としてＮＰＢを真空蒸着法にて膜厚５０ｎｍに成膜した。
【００４１】
次いで前記正孔輸送層の上に、発光層としてＡｌｑ３を真空蒸着法にて膜厚２０ｎｍに成膜した。
【００４２】
次いで前記発光層の上に、電子輸送層としてＢｐｙＯＸＤｍを真空蒸着法にて膜厚３０ｎｍに成膜した。
【００４３】
次いで前記電子輸送層の上に、バッファ層としてフッ化リチウム（ＬｉＦ）を真空蒸着法にて膜厚０．５ｎｍに成膜した。
【００４４】
次いで前記バッファ層の上に、陰極としてアルミニウムを真空蒸着法にて膜厚２００ｎｍに成膜して乾燥し、比較例１のデバイスを得た。
【００４５】
実施例１〜２および比較例１で作製したデバイスについて以下の測定を行い、物性を評価した。
【００４６】
（電流密度測定）
有機ＥＬ発光効率測定装置ＥＬ１００３（プレイサイズゲージ社製）を用い、各デバイスの電流密度を測定した。測定結果を図２に示す。
【００４７】
図２から明らかなように、実施例のデバイスは、比較例のデバイスに比べてより低電圧で、比較例のデバイスと同等の電流密度を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用する有機発光ダイオードデバイスの層構造を示す断面模式図である。
【００４９】
【図２】本発明の実施例及び比較例で得られた各デバイスにおける、電圧と電流密度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１は有機発光ダイオードデバイス、１１は基板、１２は陽極、１３は正孔輸送層、１４は発光層、１５は電子輸送層、１６は陰極である。
【図１】
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【図２】
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