(57)【要約】【課題】寿命の長い有機発光装置の提供。【解決手段】本発明の有機発光装置は、有機発光層ＡｘＢｙＣｚがアノードとカソードの間に置かれ、そのうちＡ、Ｂ、Ｃはそれぞれ正孔、電子を輸送できる媒体及び電子注入媒体とされ、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ媒体の含有量を示す。該有機発光層は混合され且つ連続する有機媒体が組み合わされてなり、ヘテロ接合現象の発生がなく、且つｘ、ｙ、ｚの和が１００％とされ、ｘはアノードに接近する部分が最大値とされ、ｙとｚはカソード部分にあって最大値を現出する。Ｃ媒体は電子注入媒体とされ、低仕事関数金属、金属化合物、金属合金或いは有機物質とされる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機発光装置において、
アノードとカソードと、
該アノードとカソードの間に位置する正孔注入層と、
該カソードと該正孔注入層の間に位置すると共に発光領域を画定する漸進層と、
を具えたことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項２】
請求項１に記載の有機発光装置において、漸進層が混合連続媒体とされて方程式ＡｘＢｙＣｚで表示され、Ａ媒体は正孔輸送物質とされ、Ｂ媒体は電子輸送物質とされ、Ｃ媒体は電子注入物質とされ、そのうちｘ、ｙ、ｚはそれぞれ媒体の含有量を表示することを特徴とする、有機発光装置。
【請求項３】
請求項２に記載の有機発光装置において、含有量ｘ、ｙ、ｚの和が１００％であることを特徴とする、有機発光装置。
【請求項４】
請求項２に記載の有機発光装置において、含有量ｘが正孔輸送物質の含有量を示し、その数値がアノードに近い部分で最大値を呈することを特徴とする、有機発光装置。
【請求項５】
請求項２に記載の有機発光装置において、含有量ｙ、ｚがそぞれ電子輸送物質と電子注入物質の含有量を示し、このｘとｙの和がカソード近くで最大値を呈することを特徴とする、有機発光装置。
【請求項６】
請求項２に記載の有機発光装置において、漸進層に少なくとも一種類の蛍光或いはりん光顔料がドープされたことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項７】
請求項２に記載の有機発光装置において、正孔輸送物質がポルフィリニック化合物或いは有機三級芳香属アミンとされたことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項８】
請求項２に記載の有機発光装置において、電子輸送物質が有機金属複合物とされたことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項９】
請求項２に記載の有機発光装置において、電子注入物質が高電子親和力の有機媒体とされたことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の有機発光装置において、電子注入物質が、ニトロ（ｎｉｔｒｏ）、カルボニル（ｃａｒｂｏｎｙｌ）、シアノ（ｃｙａｎｏ）、メタル（ｍｅｔａｌ）、或いはキノリン（ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）、オキサジアゾール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、キノキサンリン（ｑｕｉｎｏｘａｎｌｉｎｅ）とシロール誘導体（ｓｉｌｏｌｅ  ｄｅｌｉｖａｔｉｖｅｓ）複合物のような金属複合物とされたことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の有機発光装置において、電子注入物質が低仕事関数の非有機媒体とされたことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の有機発光装置において、電子注入物質が、アルカリ金属、リチウムアルミニウム合金、ストロンチウムアルミニウム合金、セシウムアルミニウム合金のような低仕事関数金属、及び、フッ化リチウム、塩化リチウム或いは酸化リチウムのような金属混合物とされたことを特徴とする、有機発光装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の有機発光装置において、カソードの材料が、リチウム、マグネシウム、カルシウム及びストロンチウムより選択されることを特徴とする、有機発光装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の有機発光装置において、カソードの材料が、アルミニウム、インジウム、銅、金或いは銀より選択されることを特徴とする、有機発光装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の有機発光装置において、正孔輸送物質と電子輸送物質及び電子注入物質の堆積に蒸着技術が使用されることを特徴とする、有機発光装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の有機発光装置において、蒸着時に電子輸送有機物、正孔輸送有機物及び電子注入有機物を堆積源とし、並びに順にそれぞれ蒸着室に置くことを特徴とする、有機発光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の有機発光装置に係り、特に有機発光ダイオード構造の効率と寿命を改善した発光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近の有機発光装置の発展過程にあって、高輝度、高視野角、低電圧駆動及びフルカラー及び携帯しやすさ等の多くの特性に広く注意が払われている。一般に有機発光装置は多層構造をサンドイッチ状に二つの電極の間に挟み込んだ形態とされ、そのうち有機多層構造は正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を含む。また、該電子輸送層或いは正孔輸送層は発光層とされ得て、ゆえに光は電子輸送層或いは正孔輸送層より放射される。
【０００３】
通常、最も有効な有機発光装置は更に導電層を具え、この導電層は光に対して透過性を有する。さらに、この導電層には通常ＩＴＯが材料として使用される。一般に、このＩＴＯはガラス或いはプラスチック製の透明な基板上に堆積される。
【０００４】
さらに、前述の多層構造は有機発光装置の構築に用いられるが、電子輸送層と正孔輸送層の界面自身の相容性が低く、このため不良な連接界面を形成する場合があり、操作段階で高温環境の影響を受けて剥離現象を発生することさえある。
【０００５】
このほか、多層構造の発光装置の寿命は高電圧下の異なる媒体間界面の突然の変化による影響を受け得る。従来の技術中、このような有機発光装置に対して有効な改良方法が提供されており、その発光構造は、正孔輸送層、電子輸送層及び漸進層（ｇｒａｄｕａｔｅｄ  ｌａｙｅｒ）を具え、そのうち漸進層は正孔輸送層と電子輸送層の間に位置し、且つ漸進層は階段式或いは連続式の方式を以て正孔輸送層有機物質から電子輸送層有機物質に変換され、この構造によりある程度の効果を達成している（例えば特許文献１参照。）。しかし、このような構造は有機発光装置の寿命に影響を与える主要な因子となりうる。すなわち、正孔輸送層と電子輸送層の間の界面が経常的にバイアス状態下に置かれて不安定となり、剥離現象をもたらす。
【０００６】
この問題を鑑み、異なる媒体間界面の影響を無くす構造が提供されている（特許文献２参照。）。それは、連続式有機媒体ＡｘＢｙを採用し、そのうちＡ媒体は正孔を輸送し、Ｂ媒体は電子を輸送し、また、そのうちｘ、ｙはそれぞれＡ、Ｂ媒体の含有量を示す。ｘ含有量の数値はアノード近くのほぼ０％からカソード近くの１００％に漸増し、ｙ含有量の数値はアノード近くのほぼ１００％からカソード近くの０％に漸減し、このような界面の存在のない連続性構造は有効に発光装置の寿命を改善することができる。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許第５９２５９８０号明細書
【特許文献２】
米国特許第６１３０００１号明細書
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は一つの構造を提供し、それは単一媒体層構造が異なる物質を混合し且つ連続性を現出する有機媒体で組成されて、ヘテロ接合の不相容の問題の発生を防止し、並びに有効に有機発光装置の発光効果とその寿命を改善し、その安定性を改善した構造であるものとする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、有機発光装置において、
アノードとカソードと、
該アノードとカソードの間に位置する正孔注入層と、
該カソードと該正孔注入層の間に位置すると共に発光領域を画定する漸進層と、
を具えたことを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の有機発光装置において、漸進層が混合連続媒体とされて方程式ＡｘＢｙＣｚで表示され、Ａ媒体は正孔輸送物質とされ、Ｂ媒体は電子輸送物質とされ、Ｃ媒体は電子注入物質とされ、そのうちｘ、ｙ、ｚはそれぞれ媒体の含有量を表示することを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項３の発明は、請求項２に記載の有機発光装置において、含有量ｘ、ｙ、ｚの和が１００％であることを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項４の発明は、請求項２に記載の有機発光装置において、含有量ｘが正孔輸送物質の含有量を示し、その数値がアノードに近い部分で最大値を呈することを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項５の発明は、請求項２に記載の有機発光装置において、含有量ｙ、ｚがそぞれ電子輸送物質と電子注入物質の含有量を示し、このｘとｙの和がカソード近くで最大値を呈することを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項６の発明は、請求項２に記載の有機発光装置において、漸進層に少なくとも一種類の蛍光或いはりん光顔料がドープされたことを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項７の発明は、請求項２に記載の有機発光装置において、正孔輸送物質がポルフィリニック化合物或いは有機三級芳香属アミンとされたことを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項８の発明は、請求項２に記載の有機発光装置において、電子輸送物質が有機金属複合物とされたことを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項９の発明は、請求項２に記載の有機発光装置において、電子注入物質が高電子親和力の有機媒体とされたことを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項１０の発明は、請求項９に記載の有機発光装置において、電子注入物質が、ニトロ（ｎｉｔｒｏ）、カルボニル（ｃａｒｂｏｎｙｌ）、シアノ（ｃｙａｎｏ）、メタル（ｍｅｔａｌ）、或いはキノリン（ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）、オキサジアゾール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、キノキサンリン（ｑｕｉｎｏｘａｎｌｉｎｅ）とシロール誘導体（ｓｉｌｏｌｅ  ｄｅｌｉｖａｔｉｖｅｓ）複合物のような金属複合物とされたことを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項１１の発明は、請求項２に記載の有機発光装置において、電子注入物質が低仕事関数の非有機媒体とされたことを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の有機発光装置において、電子注入物質が、アルカリ金属、リチウムアルミニウム合金、ストロンチウムアルミニウム合金、セシウムアルミニウム合金のような低仕事関数金属、及び、フッ化リチウム、塩化リチウム或いは酸化リチウムのような金属混合物とされたことを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項１３の発明は、請求項１に記載の有機発光装置において、カソードの材料が、リチウム、マグネシウム、カルシウム及びストロンチウムより選択されることを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項１４の発明は、請求項１に記載の有機発光装置において、カソードの材料が、アルミニウム、インジウム、銅、金或いは銀より選択されることを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項１５の発明は、請求項１に記載の有機発光装置において、正孔輸送物質と電子輸送物質及び電子注入物質の堆積に蒸着技術が使用されることを特徴とする、有機発光装置としている。
請求項１６の発明は、請求項１４に記載の有機発光装置において、蒸着時に電子輸送有機物、正孔輸送有機物及び電子注入有機物を堆積源とし、並びに順にそれぞれ蒸着室に置くことを特徴とする、有機発光装置としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の有機発光装置は、単一発光の連続性媒体層がアノードとカソードの間に置かれ、且つ単一媒体層が三種類の物質を混合してなり連続性を有してヘテロ接合のない構造状態を呈する有機媒体とされ、それは正孔輸送物質、電子輸送物質及び電子注入物質を具えている。また、その媒体の組成はＡｘＢｙＣｚで表示され、そのうちＡは正孔を注入及び輸送できる物質とされ、Ｂは電子を輸送できる物質、Ｃは電子を注入できる物質とされ、並びにｘ、ｙ、ｚはそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ媒体の含有量を示す。
【００１１】
このほか、三種類の媒体Ａ、Ｂ、Ｃの含有量ｘ、ｙ、ｚは以下の特性を有する。即ち、ｘ、ｙ、ｚの総和は１００％であり、且つｘはアノード（正孔注入層を含み得る）に接近する部分が最大値とされ、ｙとｚの総和はカソード部分にあって最大値を現出し（該有機媒体には少なくとも一種類の蛍光或いはりん光顔料をドープしうる）、Ｃ媒体は電子注入物質とされ、該電子注入物質には電子高親和力の特性を具備することが要求され、ゆえに非有機物質を含む（例えば低仕事関数金属、金属化合物、金属合金或いは有機物質）とされる。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明の有機発光装置１０の断面図である。この図から分かるように、有機発光装置１０は基板１２の上面に形成され、該基板１２は透明とされる。また基板１２はガラスで形成されうるほか、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅｓ）などの透明プラスチックとされうる。
【００１３】
次に、該基板１２の上面にアノード１４があり、該アノード１４は導電するほか、透光或いは半透光の状態を現出できる。また、アノード１４の材料は導電金属酸化物（例えばインジウム酸化物、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛錫酸化物）或いは導電透明ポリマー（例えばポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ））とされる。このほか、該アノード１４はまた半透明金属薄層（５００．ＡＮＧ．より小さい）の金、銅、銀及びその化合物で組成されうる。
【００１４】
さらに、アノード１４の上面に正孔注入層１５が設けられ、この正孔注入層１５はバッファ層に類似の機能を果たし、該アノード１４とその上の一層の有機媒体の熱力と機会特性を調整するほか、該正孔注入層１５は本発明中で正孔を輸送できる。また一方で、正孔注入層１５は本発明中にあって必ずしも必要でなく、即ち本発明中の発光装置において、この正孔注入層１５は必ずしも設ける必要がない。
【００１５】
このほか、正孔注入層１５の上面に有機漸進層１６が設けられ、この有機漸進層１６がアノード１４とカソード１８の間に挟まれる。この有機漸進層１６はヘテル接合のない混合連続有機媒体を含む。且つこの連続性有機媒体は方程式ＡｘＢｙＣｚで表示され、そのうち、Ａは正孔輸送物質を含み、Ｂは電子輸送物質を含み、Ｃは電子輸送物質を含み、ｘ、ｙ、ｚは以下の特性を有する。即ち、ｘ、ｙ、ｚの総和は１００％であり、且つｘの最大値はアノード（正孔注入層を含み得る）に接近する部分に出現し、且つカソードの方向にその含有量が漸減し、これにより、含有量ｘはカソード部分で最小値を呈する。ゆえに含有量ｘが最小値を現出する位置にあって、ｙとｚの総和（ｙ＋ｚ）が最大値を現出し、その位置はカソードに接近する部分である。Ｃ媒体は電子注入物質とされ、電子高親和力の特性を具備する有機媒体とされる。また一方で、Ｃ媒体は低仕事関数金属、金属化合物、金属合金のような非有機物質とされうる。さらに、Ｃ媒体は電子を注入し電子を輸送する機能を具備し、この層は電子を簡単にカソードよりこの層に注入させる機能を有するため、この層が有機発光装置の注入の効率を改善する。これにより、特に記載すべきことは、上述の有機ＡｘＢｙＣｚ媒体に少なくとも一種類のりん光或いは蛍光顔料をドープしうることである。
【００１６】
電極の状況を比較すると、Ａ媒体の含有量ｘはアノード１４近くの１００％からカソード１８近くの０％に漸減する。これにより、ｙとｚの総和はカソード１８近くのアノード近くのほぼ１００％からアノード１４近くの０％に漸減する。別の実施例では、ｚもｙにｚを加えた（即ちｙ＋ｚ）の関数とされ、このとき、ｚ含有量は０％から１００％の間とされる。ｘ、ｙ、ｚの含有量変化は有機構造中にあって階段式の分布とされ、含有量の変化が突然の改変を呈しても、実際の含有量の変化が連続する方式を以て堆積され、その遷移区は依然として連続する遷移区を呈し、この現象はすなわち堆積過程中の相互拡散（Ｉｎｔｅｒｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）の効果によるものである。このほか、ｘ、ｙ、ｚ含有量の変化はまた線性の変化を呈するものとされ得て、事実上、この技術に習熟する者であれば分かるように、階段式、線形式或いはその他の種類の関係はいずれも本発明の請求範囲内に属する。このほかＡ、Ｂ、Ｃ媒体の堆積速度は簡単に蒸着過程中にスイッチ装置の注意深い制御により獲得されうる。
【００１７】
本発明の構造の形成は混合蒸着技術によるもので、異なる有機蒸気のスイッチ排出により形成され、ゆえに、Ａ、Ｂ、Ｃ媒体は任意の正孔輸送、電子輸送及び電子注入物質とされうる。そのうち、正孔輸送物質はポルフィリニック（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｉｃ）混合物或いは有機三級芳香属アミン（ｔｅｒｔｉａｒｙ  ａｒｏｍａｔｉｃ  ａｍｉｎｅｓ）とされ得て、電子輸送物質は有機金属複合物より選択され得る。有機電子注入物質は、高電子親和力の媒体とされ、通常有機合成上、ニトロ（ｎｉｔｒｏ）、カルボニル（ｃａｒｂｏｎｙｌ）、シアノ（ｃｙａｎｏ）、メタル（ｍｅｔａｌ）或いはキノリン（ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ）、オキサジアゾール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）、キノキサンリン（ｑｕｉｎｏｘａｎｌｉｎｅ）、シロール誘導体（ｓｉｌｏｌｅ  ｄｅｌｉｖａｔｉｖｅｓ）のような複合物とされ、これにより高電子親和力の特性を達成する。
【００１８】
電子注入物質は非有機物質とされ、アルカリ金属、リチウムアルミニウム合金、ストロンチウムアルミニウム合金、セシウムアルミニウム合金のような低仕事関数金属、及び、フッ化リチウム、塩化リチウム或いは酸化リチウムのような金属混合物とされる。
【００１９】
カソードの材料は通常、リチウム、マグネシウム、カルシウム及びストロンチウムとされ、仕事関数の高い金属も選択でき並びに蒸着技術により形成される。
【００２０】
本実施例中、透明基板とアノードが含まれ、全体の構造を逆転させて、光線を上向きに発射するものとされうる。このときの基板は不透光の材料で形成される。
【００２１】
さらに、本実施例中、通常、正孔輸送、電子輸送及び電子注入物質は周知の蒸着或いはスパッタ方式により堆積され、その典型的な例によると、基板１２が蒸着室内に置かれ、正孔輸送物質源、電子輸送物質源、及び電子注入物質源がそれぞれ蒸着室中に置かれ、これらの有機源の放出に漸次且つ連続性のオン或いはオフを用ることによりその放出量が制御される。
【００２２】
各一種類の媒体の漸進式含有量変化により、この漸進層は少なくとも三種類の物質が混合され且つアノードとカソードのなかに分布するものとされる。また、三種類の媒体を含む漸進層は単一層の構造を現出し且つ上述の物質の混合性質を具えている。これによりキャリアを滑らかにこの単一層構造において流動させることができる。
【００２３】
最後に、本実施例にあって、有機漸進層１６は注意深く各源のバルブを制御することによりその放出含有量が制御され、含有量の傾向の制御上、アノードからカソードへと、正孔輸送物質Ａは含有量が減少する傾向を以て排出され、電子輸送物質と電子注入物質は含有量が増加する傾向を以て排出される。
【００２４】
本発明中、この新たな有機誘電層は蒸着方法により堆積されるが、スパッタ方法によってもこの媒体を堆積させる目的を達成できる。
【００２５】
以上は本発明の実施例の説明に過ぎず、本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は寿命を改善した新たな有機発光装置を提供している。本発明はまた発光効率を改善した有機発光装置を提供している。本発明はさらに、安定性を改善した有機発光装置を提供している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機発光装置の断面図である。
【符号の説明】
１０  発光装置
１２  基板
１４  アノード
１５  正孔注入層
１６  有機漸進層
１８  カソード
【図１】
2004253315.tif 000003