(57)【要約】【課題】白色発光およびディスプレイのフルカラー化を容易に実現する有機発光素子の提供。【解決手段】陽極３３と陰極３９との間に、正孔輸送層３５、電子ブロック層４７、第１ホスト材料層４１、第２ホスト材料層４２、第３ホスト材料層４３、正孔ブロック層４５および電子輸送層３７を順次形成させてなる。第１ホスト材料層には第１ゲスト発光体物質が混合され、外部からバイアスがかけられると第１の色の光（Ｒ）を放出し、第２ホスト材料層には第２ゲスト発光体物質が混合され、外部からバイアスがかけられると第２の色の光（Ｂ）を放出し、第３ホスト材料層には第３ゲスト発光体物質が混合され、外部からバイアスがかけられると第３の色の光（Ｇ）を放出する。よって、ＲＢＧ三原色を組み合わせれば、３波長を有する連続スペクトルのフルカラー光が直接的に取り出せる。【選択図】      図３
2004152700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、
第１型の導電性を備えた第１導電層と、
前記第１導電層上に形成され、第１ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第１の色の光を放射するようになる第１ホスト材料層と、
前記第１ホスト材料層上に形成され、第２ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第２の色の光を放射するようになる第２ホスト材料層と、
前記第２ホスト材料層上に形成され、第３ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第３の色の光を放射するようになる第３ホスト材料層と、
前記第３ホスト材料層上に形成され、第２型の導電性を備えた第２導電層と、を具備してなる有機発光素子。
【請求項２】
少なくとも、
第１型の導電性を備えた第１導電層と、
前記第１導電層上に形成される第２キャリアブロック層と、
前記第２キャリアブロック層上に形成され、第１ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第１の色の光を放射するようになる第１ホスト材料層と、
前記第１ホスト材料層上に形成され、第２ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第２の色の光を放射するようになる第２ホスト材料層と、
前記第２ホスト材料層上に形成され、第３ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第３の色の光を放射するようになる第３ホスト材料層と、
前記第３ホスト材料層上に形成され、第２型の導電性を備えた第２導電層と、を具備してなる有機発光素子。
【請求項３】
少なくとも、
第１型の導電性を備えた第１導電層と、
前記第１導電層上に形成され、第１ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第１の色の光を放射するようになる第１ホスト材料層と、
前記第１ホスト材料層上に形成され、第２ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第２の色の光を放射するようになる第２ホスト材料層と、
前記第２ホスト材料層上に形成され、第３ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第３の色の光を放射するようになる第３ホスト材料層と、
前記第３ホスト材料層上に形成される第１キャリアブロック層と
前記第１キャリアブロック層上に形成され、第２型の導電性を備えた第２導電層と、
を具備してなる有機発光素子。
【請求項４】
少なくとも、
第１型の導電性を備えた第１導電層と、
前記第１導電層上に形成される第２キャリアブロック層と、
前記第２キャリアブロック層上に形成され、第１ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第１の色の光を放射するようになる第１ホスト材料層と、
前記第１ホスト材料層上に形成され、第２ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第２の色の光を放射するようになる第２ホスト材料層と、
前記第２ホスト材料層上に形成され、第３ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第３の色の光を放射するようになる第３ホスト材料層と、
前記第３ホスト材料層上に形成される第１キャリアブロック層と
前記第１キャリアブロック層上に形成され、第２型の導電性を備えた第２導電層と、
を具備してなる有機発光素子。
【請求項５】
前記第１ホスト材料層がＮＰＢ層であり、前記第２ホスト材料層がＤＰＶＢｉ層であり、前記第３ホスト材料層がＡｌｑ３層である請求項４記載の有機発光素子。
【請求項６】
前記第１ホスト材料層がＮＰＢ層であり、前記第１ゲスト発光体物質がＤＣＭ２である請求項４記載の有機発光素子。
【請求項７】
前記第２ホスト材料層がＤＰＶＢｉ層であり、前記第２ゲスト発光
体物質がＤＳＡである請求項４記載の有機発光素子。
【請求項８】
前記第３ホスト材料層がＡｌｑ３層であり、前記第３ゲスト発光体物質がＣ６である請求項４記載の有機発光素子。
【請求項９】
前記第３ゲスト発光層の濃度が、前記第１ゲスト発光体物質および前記第２ゲスト発光体物質の濃度よりも高い請求項４記載の有機発光素子。
【請求項１０】
前記第１ゲスト発光体物質が、蛍光物質、りん光物質およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれたいずれか１つである請求項４記載の有機発光素子。
【請求項１１】
前記第２ゲスト発光体物質が、蛍光物質、りん光物質およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれたいずれか１つである請求項４記載の有機発光素子。
【請求項１２】
前記第３ゲスト発光体物質が、蛍光物質、りん光物質およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれたいずれか１つである請求項４記載の有機発光素子。
【請求項１３】
少なくとも、
第１型の導電性を備えた第１導電層と、
前記第１導電層上に形成される第１キャリア輸送層と、
前記第１キャリア輸送層上に形成される第２キャリア輸送層と、
前記第２キャリア輸送層上に形成され、第１ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第１の色の光を放射するようになる第１ホスト材料層と、
前記第１ホスト材料層上に形成され、第２ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第２の色の光を放射するようになる第２ホスト材料層と、
前記第２ホスト材料層上に形成され、第３ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第３の色の光を放射するようになる第３ホスト材料層と、
前記第３ホスト材料層上に形成される第１キャリアブロック層と
前記第１キャリアブロック層上に形成され、第２型の導電性を備えた第２導電層と、
を具備してなる有機発光素子。
【請求項１４】
少なくとも、
陽極と、
前記陽極上に形成される正孔輸送層と、
前記正孔輸送層上に形成される電子ブロック層と、
前記電子ブロック層上に形成され、第１ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第１の色の光を放射するようになる第１ホスト材料層と、
前記第１ホスト材料層上に形成され、第２ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第２の色の光を放射するようになる第２ホスト材料層と、
前記第２ホスト材料層上に形成され、第３ゲスト発光体物質を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって第３の色の光を放射するようになる第３ホスト材料層と、
前記第３ホスト材料層上に形成される正孔ブロック層と
前記正孔ブロック層上に形成される電子輸送層と、
前記電子輸送層上に形成される陰極と、
を具備してなる有機発光素子。
【請求項１５】
前記陽極の下方に、光透過基板をさらに形成させてなる請求項１４記載の有機発光素子。
【請求項１６】
前記第１ホスト材料層がＮＰＢ層であり、前記第２ホスト材料層がＤＰＶＢｉ層であり、前記第３ホスト材料層がＡｌｑ３層である請求項１４記載の有機発光素子。
【請求項１７】
前記第１の色の光が赤色光であり、前記第２の色の光が青色光であり、前記第３の色の光が緑色光である請求項１４記載の有機発光素子。
【請求項１８】
前記第１ゲスト発光体物質、前記第２ゲスト発光体物質および前記第３ゲスト発光体物質が、それぞれ独立に、蛍光物質、りん光物質およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれたいずれか１つである請求項１４記載の有機発光素子。
【請求項１９】
前記正孔ブロック層が、ＢＣＰ層からなる請求項１４記載の有機発光素子。
【請求項２０】
前記電子ブロック層が、ＬｉＦ層からなる請求項１４記載の有機発光素子。
【請求項２１】
少なくとも、
光透過基板と、
前記光透過基板上に形成される陽極と、
前記陽極上に形成される正孔注入層と、
前記正孔注入層上に形成されるＮＰＢ層と、
前記ＮＰＢ層上に形成されるＬｉＦ層と、
前記ＬｉＦ層上に形成され、ＤＣＭ２を混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって赤色光を放射するＮＰＢ層と、
前記ＮＰＢ層上に形成され、ＤＳＡを混合させてなり、外部からバイアスがかけられることによって青色光を放射するようになるＤＰＶＢｉ層と、
前記ＤＰＶＢｉ層上に形成され、Ｃ６を混合させてなり、外部からバイアスがかけ
られることによって緑色光を放射するようになるＡｌｑ３層と、
前記Ａｌｑ３層上に形成されるＢＣＰ層と、
前記ＢＣＰ層上に形成されるＡｌｑ層と、
前記Ａｌｑ層上に形成される電子注入層と、
前記電子注入層上に形成される陰極と、
を具備してなる有機発光素子。
【請求項２２】
前記正孔注入層が、Ｍ−ＭＴＤＡＴＡ層である請求項２１記載の有機発光素子。
【請求項２３】
前記電子注入層が、ＬｉＦ層である請求項２１項記載の有機発光素子。
【請求項２４】
少なくとも、
第１型の導電性を備えた第１導電層と、
前記第１導電層上に形成される第２キャリアブロック層と、
前記第２キャリアブロック層上に形成され、少なくとも１つのゲスト発光体物質を混合させてなる少なくとも１つのホスト材料層と、
前記ホスト材料層上に形成される第１キャリアブロック層と、
前記第１キャリアブロック層上に形成され、第２型の導電性を備えた第２導電層と、
を具備してなる有機発光素子。
【請求項２５】
前記ゲスト発光体物質が、蛍光物質、りん光物質およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれたいずれか１つである請求項２４記載の有機発光素子。
【請求項２６】
少なくとも、
陽極と、
前記陽極上に形成される電子ブロック層と、
前記電子ブロック層上に形成され、少なくとも１つのゲスト発光体物質を混合させてなる少なくとも１つのホスト材料層と、
前記ホスト材料層上に形成される正孔ブロック層と、
前記正孔ブロック層上に形成される陰極と、
を具備してなる有機発光素子。
【請求項２７】
第１ゲスト発光体物質を混合させてなる第１ホスト材料層を、陽極上に形成させる工程と、
第２ゲスト発光体物質を混合させてなる第２ホスト材料層を、前記第１ホスト材料層上に形成させる工程と、
第３ゲスト発光体物質を混合させてなる第３ホスト材料層を、前記第２ホスト材料層上に形成させる工程と、
前記第３ホスト材料層上に陰極を形成させる工程と、
からなる有機発光素子の製造方法であって、
前記陽極と前記陰極との間に外部からバイアスがかけられることで、前記第１ホスト材料層が第１の色の光を、前記第２ホスト材料層が第２の色の光を、前記第３ホスト材料層が第３の色の光を、それぞれ放射するようになる方法。
【請求項２８】
前記方法が、さらに、前記陽極上に電子ブロック層を形成させてから、この電子ブロック層上に、前記第１ホスト材料層と、前記第２ホスト材料層と、前記第３ホスト材料層とを順次形成させる工程を含んでなる請求項２７記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項２９】
前記方法が、さらに、前記第３ホスト材料層上に正孔ブロック層を形成させてから、この正孔ブロック層上に前記陰極を形成させる工程を含んでなる請求項２７記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３０】
前記方法が、さらに、前記陽極上に正孔輸送層を形成させてから、この正孔輸送層上に、前記第１ホスト材料層と、前記第２ホスト材料層と、前記第３ホスト材料層とを順次形成させる工程を含んでなる請求項２７記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３１】
前記方法が、さらに、前記第３ホスト材料層上に電子輸送層を形成させてから、この電子輸送層上に前記陰極を形成させる工程を含んでなる請求項２７記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３２】
前記第１ゲスト発光体物質、前記第２ゲスト発光体物質および前記第３ゲスト発光体物質が、それぞれ独立に、蛍光物質、りん光物質およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれたいずれか１つである請求項２７記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３３】
前記第１ホスト材料層がＮＰＢ層であり、前記第１ゲスト発光体物質がＤＣＭ２であり、前記第２ホスト材料層がＤＰＶＢｉ層であり、前記第２ゲス
ト発光体物質がＤＳＡであり、前記第３ホスト材料層がＡｌｑ３層であり、前記第３ゲスト発光体物質がＣ６である請求項２７記載の有機発光素子の製造方法。
【請求項３４】
陽極上に電子ブロック層を形成させる工程と、
少なくとも１つの対応するゲスト発光体物質を混合させてなる、少なくとも１つのホスト材料層を、前記電子ブロック層上に形成させる工程と、
前記ホスト材料層上に、正孔ブロック層を形成させる工程と、
前記正孔ブロック層上に陰極を形成させる工程と、
からなる有機発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、発光素子に関し、特に、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの波長を全て備えた、白色発光が可能な有機発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ    ＝  ＯＬＥＤ）は、真空蒸着を利用して正孔輸送材料と電子輸送材料、例えばＡｌｑ３を、透明なＩＴＯガラス上にそれぞれ成膜させてから、金属電極を蒸着させる方式によって構成される（例えば、特許文献１参照）と、ディスプレイに用いられると、自己発光が可能で、応答速度が速く、軽量化・薄型化、消費電力の低下が図られ、さらに、広視野角、高輝度、フルカラーが実現されることとなる。かかる構成の有機発光素子が報告されてからというもの、有機発光素子は、ディスプレイ産業において注目の的となっており、フルカラーディスプレイへの適用および白色光の発光が早期に実現されて、環境保護と節電に資することのできる理想的な照明が具現化されることに期待が高まっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２９５６９５号公報
【非特許文献１】
アプライド  フィジクス  レターズ」、１９８７年、５１巻，Ｐ．９１３
【０００４】
図１に示すのは、従来技術による有機発光素子（例えば、特許文献２参照）の構造断面図である。この有機発光素子１０は、光透過基板１１上に、光を透過させる導電性の陽極（ＩＴＯ）１３が蒸着により形成され、このＩＴＯ陽極１３上に、正孔輸送層（ＨＴＬ）１５と、発光層（ＥＭＬ）１７と、金属陰極１９とが順次形成されてなっている。発光層１７には蛍光物質（図示せず）がドーピングされている。陽極１３および陰極１９に外部からバイアスがかけられると、正孔がＩＴＯ陽極１３から正孔輸送層１５を経由して発光層１７に注入され、電子が陰極１９から発光層１７へ注入され、発光層１７内で電子と正孔とが再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）を行って励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）が発生する。そして、励起子は、エネルギーを放出して基底状態に戻ると、発光層１７において自ら発光する、或いは、ドープされた蛍光物質を励起して励起状態にすることによって、所定の範囲を有する波長の光が放射されることとなる。
【０００５】
【特許文献２】
米国特許第４７６９２９２号公報
【０００６】
図２に示すのは、別な従来技術による有機発光素子のエネルギー準位（例えば、特許文献３参照）を示す説明図である。これは主に、ＩＴＯ陽極、電子輸送層（ＥＴＬ）および陰極に加え、さらに、陽極と電子輸送層との間に正孔輸送層（ＨＴＬ）を介在させ、電子輸送層および正孔輸送層の材料の選択と組合せによって、電子輸送層と正孔輸送層の価電子帯のエネルギー準位の差（ＥＣ１−ＥＣ２）を、両者の伝導帯のエネルギー準位の差（ＥＶ１−ＥＶ２）よりも小さくさせるという技術である。かかる技術によれば、電子輸送層から正孔輸送層に輸送される電子の数量が、これとは逆方向で電子輸送層に輸送される正孔の数量を遥かに上回るため、電子と正孔の再結合、および光の放射が、正孔輸送層にて行われることとなる。また、特許文献３では、正孔の陽極からの輸送および正孔輸送層への注入を容易とするために、陽極と正孔輸送層との間に、正孔注入層を設けることが提案されている。
【０００７】
【特許文献３】
米国特許出願第０８／６６００１４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献２に開示されるような有機発光素子の構造および技術によれば、光を放射するという効果は達成できても、単色光しか放射することができないため、最終目標である白色発光およびフルカラー化は実現不可能である。
【０００９】
また、上記特許文献３に開示された技術によれば、移動度が相対的に高い正孔を正孔輸送層に残して電子と再結合させることができるため、発光効率を向上させることはできるが、これも同様に、単色光しか放射できないので、最終目標であるディスプレイの白色発光およびフルカラー化には寄与し得ない。
【００１０】
ところで、有機発光素子に白色発光およびフルカラー化という最終目標を達成させるべく、業界では各種の技術手段を模索しており、現在、かかる目標を実現するための解決手段として、次に掲げる３種類が提案されている。
１．色変換方式（Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）
これは主要に、青色を発光させ、この青色光に色変換層を通過させて赤・緑・青（ＲＧＢ）三原色の可視光を取り出すもので、これによってフルカラー化および白色発光の目的を達成させようとしている。しかし、この方式によれば、色変換層の色純度と発光効率が満足のいくものとならないばかりか、色変換層の材料は周囲の青色光（または紫外線）を吸収するため、コントラストおよび画素についての問題を潜在的に生じさせてしまう。
２．カラーフィルター方式（Ｃｏｌｏｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）
白色有機発光材料をバックライト光源とし、既にＬＣＤに適用されているカラーフィルターと組み合わせることで、フルカラーの効果を達成させようとするものである。然るに、この方式の鍵となる白色光を如何にして得るか、また、白色光が全波長域における連続光であるのか否か、さらには、如何にして発光効率を向上させるか、といった問題はいずれも、量産化を前に克服しておかなければならない重要課題である。
３．赤・緑・青三原色独立発光方式
主に、ＲＧＢ三原色をそれぞれ単独に発光させるもので、直接的にフルカラー効果を得ようと企図されたものである。また、三色を組み合せることにより白色光を取り出すこともできる。しかしながら、三原色がそれぞれ単独に発光すると、色彩の平衡性が失われてしまう。そのため、画素の精細度の要求を満たそうとすれば、工程の難度が増すこととなる。さらに、３つの異なる色彩の有機物質をそれぞれ単独に発光させれば、各々の発光効率、使用寿命および制御の難易度もそれぞれ違い、例えば、赤色光は、なかなか純度の高い赤にはならず、オレンジがかった強い光となってしまい、その寿命も相対的に短い。
【００１１】
そこで、上述したような従来の有機発光素子が有する問題および欠点を解決すべく、本発明の主要目的は、ＲＧＢ３波長全てにおける光を放射させる方式によって、発光色を均一に分布させ、製品化の最終目標である白色発光およびフルカラー化を容易に達成させることのできる有機発光素子を提供することにある。
【００１２】
また、本発明は、従来技術が長い間解決できずにいた、白色発光およびフルカラー製品を作製する上での欠点を効果的に解消し得る有機発光素子を提供することをも目的とする。
【００１３】
さらに、本発明の目的は、ホスト材料とゲスト材料とを組み合わせて用いることで、発光効率および使用寿命を有効に向上させることのできる有機発光素子を提供することにもある。
【００１４】
【課題を解決する手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る有機発光素子は、主に、陽極と陰極との間に、正孔輸送層、電子ブロック層、第１ホスト材料層、第２ホスト材料層、第３ホスト材料層、正孔ブロック層および電子輸送層を順次形成させて構成されるものである。第１ホスト材料層には第１ゲスト発光体物質が混合されており、外部からバイアスがかけられると第１の色の光（赤色光）を放出し、第２ホスト材料層には第２ゲスト発光体物質が混合されており、外部からバイアスがかけられると第２の色の光（青色光）を放出し、第３ホスト材料層には第３ゲスト発光体物質が混合されており、外部からバイアスがかけられると第３の色の光（緑色光）を放出する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上述した本発明の構造的特徴および効果をより一層明確にするため、以下に本発明の好ましい実施の形態を挙げ、図面を参照にしながらさらに詳しく説明する。
【００１６】
図３に示すのは、本発明の第１実施形態による有機発光素子の構造断面図である。図示するように、本発明の有機発光素子３０は主に、蒸着法またはスパッタリング等により、光透過基板３１上に第１導電層３３（例えば、陽極）を形成させてから、陽極３３上に正孔輸送層３５（ＨＴＬ；第１キャリヤ輸送層）と、第２キャリヤ（電子）の前進を阻止するための電子ブロック層４７（ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）とを順次形成させ、さらに、この電子ブロック層４７上に、第１ホスト材料層４１（Ｈｏｓｔ１）、第２ホスト材料層４２（Ｈｏｓｔ２）および第３ホスト材料層４３（Ｈｏｓｔ３）を順次形成させた後、第３ホスト材料層４３上に正孔の前進を阻止するための正孔ブロック層４５（ｈｏｌｅ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）、電子輸送層３７（ＥＴＬ；第２キャリヤ輸送層）および陰極３９を順次形成させて構成される。
【００１７】
電子ブロック層４７は、陰極３９からの電子を正孔輸送層３５の上方にて止める、言い換えれば、電子をＨＯＳＴ３（４３）、ＨＯＳＴ２（４２）およびＨＯＳＴ１（４１）内に制限する。また、正孔ブロック層４５は、陽極３３からの正孔を電子輸送層３７の下方にて止める、つまり、同様にして、正孔をＨＯＳＴ１（４１）、ＨＯＳＴ２（４２）およびＨＯＳＴ３（４３）内に制限する。よって、大部分の電子および正孔が、ＨＯＳＴ３（４３）、ＨＯＳＴ２（４２）およびＨＯＳＴ１（４１）へ導かれてこの範囲内に制限されることとため、電子−正孔ペアが、各ホスト材料層内で再結合を行う確率が大きくなり、各ホスト材料層の発光効率が高まる。
【００１８】
また、第１ホスト材料層４１には第１ゲスト発光体物質（Ｇｕｅｓｔ１）が、第２ホスト材料層４２には第２ゲスト発光体物質（Ｇｕｅｓｔ２）が、第３ホスト材料層４３には第１ゲスト発光体物質（Ｇｕｅｓｔ３）が、それぞれ混合（ｍｉｘｉｎｇ）されている。これらゲスト発光体物質は、それぞれ独立に、蛍光物質、りん光物質または両者の混合物から選択したものとすることができ、電子−正孔ペアの再結合時における励起子のエネルギー放出を受けて、各々に対応する色の光をそれぞれ放射する。例として、本実施形態では、Ｇｕｅｓｔ１は赤色光（Ｒ）を放射し、Ｇｕｅｓｔ２は青色光（Ｂ）を放射し、Ｇｕｅｓｔ３は緑色光（Ｇ）を放射するものとする。よって、３つの波長に対応するＲＧＢ三原色が生成されて、全波長域における連続スペクトルの白色光の発光、およびフルカラー表示が可能なディスプレイ製品の作製が実現する。本実施形態によるこのような有機発光素子は、工程が比較的単純である上に、発光効率を効果的に高めることができるものである。
【００１９】
もちろん、白色発光またはフルカラー化に関し、ＣＩＥ色度図の規格を満たすには、緑色光の濃度が赤色光および青色光に比べてやや高くあることが理想的であるため、本実施形態においては、緑色光を放出するＧｕｅｓｔ３の濃度を、Ｇｕｅｓｔ１およびＧｕｅｓｔ２の濃度よりも高くし、且つ、Ｈｓｏｔ３の電子‐正孔ペアの数も、Ｈｓｔｏ１およびＨｏｓｔ２より多くし、さらに、Ｈｏｓｔ１、Ｈｏｓｔ２およびＨｏｓｔ３を、各々のエネルギー準位に依存してそれぞれ配置させるものとする。
【００２０】
図４に示すのは、本発明の別な実施形態による有機発光素子の構造断面図である。図示するように、本実施形態の有機発光素子は主に、蒸着法またはスパッタリングにより、ガラス、石英或いは樹脂からなる光透過基板３１上に、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、ポリアリニン（ＰＡＮＩ）、酸化亜鉛（ＺｎＯｘ）、酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）、酸化バナジウム（ＶＯｘ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯｘ）、金（Ａｕ）、ヨウ化銅（Ｃｕｌ）または酸化錫（ＳｎＯ２）など、光を透過させ、導電性を備える金属、合金、化合物或いは混合物からなる陽極３３を形成させてから、この陽極（ここではＩＴＯとする）３３上に、Ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４’，４’’−ｔｒｉｓ［Ｎ−（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ］ｔｒｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）からなる正孔注入層（ＨＩＬ）５３と、ＮＰＢ  （Ｎ，Ｎ−ｄｉ（ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅ−１−ｙｌ）−Ｎ，Ｎ−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−ｂｅｎｚｉｄｅｎｅ）からなる正孔輸送層（ＨＴＬ）３５と、Ｌｉｆ（フッ化リチウム）からなる電子ブロック層４７と、ＮＰＢからなる第１ホスト材料層４１と、ＤＰＶｂｉ（４，４‘−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ］  ｂｉｐｈｅｎｙｌ）からなる第２ホスト材料層４２と、Ａｌｑ３（アルミニウムキノリノール錯体；ａｌｕｍｉｎａｔｏ−ｔｒｉｓ−８−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌａｔｅ）からなる第３ホスト材料層４３と、ＢＣＰ（バソキュプロイン）からなる正孔ブロック層４５と、Ａｌｑからなる電子輸送層（ＥＴＬ）３７と、Ｌｉｆからなる電子注入層（ＥＩＬ）５７と、Ａｕ（金）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｇ（マグネシウム）、Ｐｔ（白金）、Ａｇ（銀）、ＭｇＡｇ（マグネシウム‐銀合金）、ＡｌＬｉ（アルミニウム‐リチウム合金）、ＡｌＬｉＯ（アルミニウム‐酸化リチウム合金）、ＡｌＬｉＦ（アルミニウム‐フッ化リチウム合金）またはＣａ（カルシウム）などの導電性材料からなる陰極３９と、を順次形成させてなる。
【００２１】
このうち、第１ホスト材料層４１のＮＰＢ中に、少なくとも１つの赤色光を放射する物質ＤＣＭ２を混合し、第２ホスト材料層４２のＤＰＶＢｉ中に、少なくとも１つの青色光を放射する物質ＤＳＡを混合し、さらに、第３ホスト材料層４３のＡｌｑ３中に、少なくとも１つの緑色光を放射する物質Ｃ６を混合する。上述の各ホスト材料層（Ｈｏｓｔｓ）はエネルギー準位に従って配置されていることから、正孔ブロック層４５と電子ブロック層４７にブロックされてＮＰＢ４１、ＤＰＶＢｉ４２およびＡｌｑ３４３の範囲内に制限されている電子‐正孔ペアが、各ホスト材料層４１〜４３中で均一に分布されるようになる。そして、外部からバイアスがかけられると、各ゲスト発光体物質（Ｇｕｅｓｔ）は、赤・青・緑の三原色光を発光し、３つ波長が全て揃った光放射体系が形成されることになる。よって、全波長域の白色光を取り出すことができるようになり、フルカラー製品の作製が可能となる。
【００２２】
混色後の光、例えば白色光は、よりＣＩＥ色度規格に合致したものとなる。Ｃ６の濃度は、ＤＳＡおよびＤＣＭ２の濃度よりも高くすることができ、また、Ａｌｑ３４３の厚さは、ＤＰＶＢｉ４２およびＮＰＢ４１より厚くしてもよい。
【００２３】
当然に、上述の実施形態において用いた各層の材料は、多様に変化させることができる。以下に列挙する各特許文献に開示された材料も、本発明の実施形態に適用され得る物質の参考とされる。例えば、ＥＴＬ層またはＨＴＬ層の材料として米国特許第５２９４８７０、ＨＴＬ層の材料として米国特許第５０６１５６９号および５２５６９４５号、ＥＴＬ層の材料として米国特許第４５３９５０７号および５８８６４６４号、ＨＩＬ層の材料として米国特許第３９３５０３１号および４３５６４２９号、陽極の材料として５７７３９２９号、ＥＩＬ層の材料として米国特許第４５３９５０７号をそれぞれ参考とすることができる。
【００２４】
以上の説明は、本発明の好適な実施形態を例示しただけで、本発明の実施範囲を限定しようとするものではない。よって、本発明に係る特許請求の範囲に記載された形状、構造、特徴およびその意義に従ってなされた、これらと均等の変化および修飾は、本発明に係る特許請求の範囲内に包括されるものである。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による有機発光素子は、３つの波長域全てにおける光を放射することができるため、発光色が均一となり、これを用いるディスプレイ製品の白色発光およびフルカラー化が容易に実現される。また、ホスト材料とゲスト材料を組み合わせて用いたことから、発光効率および使用寿命を効果的に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術に係る有機発光素子の構造断面図である。
【図２】従来技術に係る別の有機発光素子の各エネルギー準位を示す図である。
【図３】本発明に係る実施形態による有機発光素子の構造断面図である。
【図４】本発明に係る別な実施形態による有機発光素子の構造断面図である。
【符号の説明】
３０    有機発光素子
３１    基板
３３    第１導電層
３５    第１キャリアブロック層
３７    第２キャリアブロック層
３９    第２導電層
４１    第１ホスト材料層
４２    第２ホスト材料層
４３    第３ホスト材料層
４５    第１キャリアブロック層
４７    第２キャリアブロック層
５３    第１キャリア注入層
５７    第２キャリア注入層
【図１】
2004152700.tif 000003
【図２】
2004152700.tif 000004
【図３】
2004152700.tif 000005
【図４】
2004152700.tif 000006