(57)【要約】【課題】発光層中における正孔と電子との再結合量の低下を抑制し、所定の輝度で長時間発光する長寿命化が可能な有機ＥＬパネルを提供する。【解決手段】有機ＥＬパネル１は、透光性の支持基板２上に、有機層５を陽極（透明電極）３と陰極（背面電極）５とで挟持してなる有機ＥＬ素子８を形成してなる。有機層５は、陽極３側に位置する電子輸送性の第一の発光層５ｃと、陰極５側に位置する正孔輸送性の第二の発光層５ｄと、を少なくとも有する。【選択図】  図２
2005038763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性の支持基板上に、有機層を陽極と陰極とで挟持してなる有機ＥＬ素子を形成してなる有機ＥＬパネルであって、
前記有機層は、前記陽極側に位置する電子輸送性の第一の発光層と、前記陰極側に位置する正孔輸送性の第二の発光層と、を少なくとも有することを特徴とする有機ＥＬパネル。
【請求項２】
前記第一の発光層は、電子輸送性の第一のホスト材料に蛍光材料を加えててなるものであり、前記第二の発光層は、正孔輸送性の第二のホスト材料に蛍光材料を加えてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
【請求項３】
前記第一の発光層と前記第二の発光層とは、略同一色にて発光してなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも発光層を有する有機層を一対の電極で挟持した有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子を透光性の支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルとしては、ガラス材料からなる透光性の支持基板上に、陽極となるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明電極（第一電極）と、少なくとも発光層を有する有機層と、陰極となるアルミニウム（Ａｌ）等からなる非透光性の背面電極（第二電極）と、を順次積層して前記有機ＥＬ素子を形成するものが知られている。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
かかる有機ＥＬパネルは、前記透明電極から正孔を注入し、また、背面電極から電子を注入して正孔及び電子が前記発光層にて再結合することによって光を発するものであり、所定の輝度で長時間発光させる長寿命化が望まれている。
【特許文献１】特開昭５９−１９４３９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記有機ＥＬパネルは、発光時間の経過によって前記有機層の有機材料が劣化すること等で前記透明電極から注入される正孔及び前記背面電極から注入される電子の移動速度あるいは移動効率が変化し、前記発光層中における正孔と電子との再結合量が低下して発光輝度が低下する。したがって、前記有機ＥＬパネルは、前記有機層の経時変化により前記発光層への電子及び正孔の供給バランスが崩れることで得られる発光輝度が低下し、長寿命化することが困難であるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑み、発光層における正孔と電子との再結合量の低下を抑制し、所定の輝度で長時間発光する長寿命化が可能な有機ＥＬパネル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】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために、透光性の支持基板上に、有機層を陽極と陰極とで挟持してなる有機ＥＬ素子を形成してなる有機ＥＬパネルであって、
前記有機層は、前記陽極側に位置する電子輸送性の第一の発光層と、前記陰極側に位置する正孔輸送性の第二の発光層と、を少なくとも有することを特徴とする。
【０００７】
また、前記第一の発光層は、電子輸送性の第一のホスト材料に蛍光材料を加えてなるものであり、前記第二の発光層は、正孔輸送性の第二のホスト材料に前記蛍光材料を加えてなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記第一の発光層と前記第二の発光層とは、略同一色にて発光してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、少なくとも発光層を有する有機層を一対の電極で挟持した有機ＥＬ素子を透光性の支持基板上に配設してなる有機ＥＬパネルに関するものであり、発光層における正孔と電子との再結合量の低下を抑制し、所定の輝度で長時間発光する長寿命化を可能とするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、セグメント型の有機ＥＬパネルに本発明を適用した実施形態を添付の図面に基いて説明する。
【００１１】
図１において、有機ＥＬパネル１は、支持基板２と、透明電極（陽極）３と、絶縁層４と、有機層５と、背面電極（陰極）６と、封止部材７とから構成されている。
【００１２】
支持基板２は、長方形形状からなる透光性のガラス基板である。
【００１３】
透明電極３は、支持基板２上にＩＴＯ等の導電性材料を蒸着法やスパッタリング法等の手段によって膜厚５０〜２００ｎｍの層状に形成し、フォトリソグラフィー法等によって例えば日の字型の表示意匠に応じてパターニングしてなるもので、日の字型の表示セグメント部３ａと、個々のセグメントからそれぞれ引き出し成形されたリード部３ｂと、リード部３ｂの終端部に設けられる電極部３ｃとを備えている。尚、電極部３ｃは、支持基板２の一辺に集中的に配設されている。
【００１４】
絶縁層４は、例えばポリイミド系統の絶縁材料からなり、フォトリソグラフィー法等の手段によって形成される。絶縁層４は、表示セグメント３ａに対応した窓部４ａと、背面電極６の後述する電極部に対応する切り欠き部４ｂとを有し、発光領域の輪郭を鮮明に表示するため、透明電極３の表示セグメント３ａの周縁部と若干重なるように窓部４ａが形成され、また、透明電極３と背面電極６との絶縁を確保するためにリード部３ｂ上を覆うように配設される。
【００１５】
有機層５は、図２（ａ）に示すように、正孔注入層５ａ，正孔輸送層５ｂ，第一の発光層５ｃ，第二の発光層５ｄ及び電子輸送層５ｅを蒸着法等の手段によって順次積層形成し、膜厚８０〜２８０ｎｍの層状となるものである。有機層５は、絶縁層４における窓部４ａの形成箇所に対応するように所定の大きさをもって配設される。
【００１６】
正孔注入層５ａは、透明電極３から正孔を取り込む機能を有し、例えばアミン系化合物等を蒸着法等の手段によって膜厚２０〜１２０ｎｍの層状に形成してなる。
【００１７】
正孔輸送層５ｂは、正孔を第一の発光層５ｃへ伝達する機能を有し、例えばアミン系化合物等を蒸着法等の手段によって膜厚２０〜４０ｎｍの層状に形成してなる。
【００１８】
第一の発光層５ｃは、図２（ｂ）に示すように電子輸送性の第一のホスト材料５ｆに蛍光材料５ｇを共蒸着法等の手段によってドープし、膜厚２０〜６０ｎｍの層状に形成してなる。第一のホスト材料５ｆは、正孔及び電子の注入が可能であり、正孔及び電子が輸送されて再結合することで発光を示す機能を有するとともに、電子移動度が高く正孔移動度が低い特性を有し、例えば、アントラセン誘導体であるジフェニルアントラセン誘導体等からなる。蛍光材料５ｇは、電子と正孔との再結合に反応して発光する機能を有し、青緑色発光を示し、例えばスチリルアミン系化合物等からなる。なお、蛍光材料５ｇのドーピング量は第一の発光層５ｃの濃度消光を起こさない程度となるように構成することが望ましい。
【００１９】
第二の発光層５ｄは、図２（ｂ）に示すように正孔輸送性の第二のホスト材料５ｈに蛍光材料５ｇを共蒸着法等の手段によってドープし、膜厚２０〜６０ｎｍの層状に形成してなる。第二のホスト材料５ｈは、正孔及び電子の注入が可能であり、正孔及び電子が輸送されて再結合することで発光を示す機能を有するとともに、正孔移動度が高く電子移動度が低い特性を有し、例えばジスチリルアリーレン誘導体等からなる。
【００２０】
電子輸送層５ｅは、電子を発光層５ｃへ伝達する機能を有し、例えばキレート系化合物であるアルミキノリノール（Ａｌｑ３）等を蒸着法等の手段によって膜厚２０〜６０ｎｍの層状に形成してなる。
【００２１】
背面電極６は、アルミニウム（Ａｌ）やアルミリチウム（Ａｌ：Ｌｉ）、マグネシウム銀（Ｍｇ：Ａｇ）等の金属製の導電性材料を蒸着法等の手段によって膜厚５０〜２００ｎｍの層状に形成され、支持基板２の一辺に設けられるリード部６ａと電気的に接続される。尚、リード部６ａの終端部には、電極部（引き出し部）６ｂが設けられ、リード部６ａ及び電極部６ｂは透明電極３と同材料により形成される。
【００２２】
以上のように、支持基板２上に透明電極３と絶縁層４と有機層５と背面電極６とを順次積層して有機ＥＬ素子８が得られる。有機ＥＬ素子８は、透明電極３からの正孔と背面電極からの電子とが第一の発光層５ｃ及び第二の発光層５ｄにて再結合することによって青緑色の発光を得るものである。従来の単層の発光層を有する有機ＥＬ素子にあっては、主として前記発光層の正孔輸送層との界面付近の領域において正孔と電子との再結合による発光がなされるが、本実施の形態の有機ＥＬ素子８においては、正孔を注入する透明電極３側に電子輸送性の第一の発光層５ｃが形成され、また、電子を注入する背面電極６側に正孔輸送性の第二の発光層５ｄが形成されるために、正孔輸送層５ｂからの正孔の一部が第一の発光層５ｃの正孔輸送層５ｂ付近の領域で捉えられ、電子輸送層５ｅからの電子の一部が第二の発光層５ｄの電子輸送層５ｅ付近の領域で捉えられて第一の発光層５ｃの正孔輸送層５ｂ付近の領域と第二の発光層５ｄの電子輸送層５ｅ付近さらに第一の発光層５ｃと第二の発光層５ｄとの界面付近とで正孔及び電子の再結合が行われ、第一の発光層５ｃ及び第二の発光層５ｄが発光し、発光層における発光領域を従来よりも広くすることが可能となっている。このとき、正孔と電子との再結合の効率は、第一の発光層５ｃにおいては正孔が多く電子が少ないために第二の発光層５ｄから輸送される電子の量に影響を受けることとなり、また、第二の発光層５ｄにおいては正孔が少なく電子が多いために第一の発光層５ｃから輸送される正孔の量に影響を受けることとなる。このことから、発光時間の経過によって有機層５の有機材料が劣化すること等によって、第一，第二の発光層５ｃ、５ｄへの正孔及び電子の供給量が変化する場合であっても、第一の発光層５ｃに輸送される正孔の量は第二の発光層５ｄの電子輸送特性によって決定され、また、第二の発光層５ｄに輸送される電子の量は第一の発光層５ｃの正孔輸送特性によって決定されているために正孔及び電子の供給量の変化による影響を受けにくく、発光時間の経過による第一の発光層５ｃ及び第二の発光層５ｄにおける発光輝度の低下を抑制することができる。図３は、同一発光面積の従来の単層の発光層を有する有機ＥＬ素子を備える有機ＥＬパネル及び本実施形態の有機ＥＬ素子８を備える有機ＥＬパネル１に同一の定電流を印加した場合の発光時間の経過による発光輝度の変化を示すものであり、特性Ｓ１は従来の有機ＥＬパネルの特性を示しており、特性Ｓ２は本実施形態の有機ＥＬパネル１の特性を示している。有機ＥＬパネル１は、初期輝度は従来の有機ＥＬパネルと同等であり、また、従来の有機ＥＬパネルと比較して発光時間の経過による発光輝度の低下が抑制されており、本実施形態の有機ＥＬパネル１が従来の有機ＥＬパネルよりも優れていることは図３からも明らかである。
【００２３】
封止部材７は、例えばガラス材料からなる平板部材に凹部７ａをサンドブラスト、切削及びエッチング等の適宜方法で形成してなるものである。封止部材７は、凹部７ａを取り囲むようにして形成される支持部７ｂを例えば紫外線硬化性エポキシ樹脂からなる接着剤を介し支持基板２上に気密的に配設することで、封止部材７と支持基板２とで有機ＥＬ素子８を封止する。封止部材７は、透明電極３の電極部３ｃおよび背面電極６の電極部６ｂが外部に露出するように支持基板２よりも若干小さめに構成されている。
【００２４】
有機ＥＬパネル１は、透明電極３と背面電極６とで挟持される有機層５が、透明電極３側に位置する電子輸送性の第一の発光層５ｃと、背面電極５側に位置する正孔輸送性の第二の発光層５ｄと、を有するものである。また、第一の発光層５ｃは、電子輸送性の第一のホスト材料５ｆに蛍光材料５ｇをドーピングしてなるものであり、第二の発光層５ｄは、正孔輸送性の第二のホスト材料５ｈに蛍光材料５ｇをドーピングしてなるものである。また、第一の発光層５ｃと第二の発光層５ｄとは、略同一色にて発光してなるものである。が可能となる。以上の構成から、有機ＥＬパネル１は、従来の単層の発光層を有する有機ＥＬパネルよりも発光領域を広げ、また、正孔と電子との再結合の効率が第一の発光層５ｃにおいては第二の発光層５ｄの電子輸送特性によって決定され、第二の発光層５ｄにおいては第一の発光層５ｃの正孔輸送特性によって決定されることにより、発光時間の経過によって有機層５の有機材料が劣化すること等によって、第一，第二の発光層５ｃ、５ｄへの正孔及び電子の供給量が変化する場合であっても、正孔及び電子の供給量の変化による正孔と電子との再結合効率への影響を受けにくくし、第一，第二の発光層５ｃ，５ｄにおける正孔と電子との再結合量の低下を抑制して所定の輝度で長時間発光する長寿命化を可能とするものである。
【００２５】
なお、本実施形態はセグメント型の有機ＥＬパネル１であったが、本発明は、ドットマトリクス型の有機ＥＬパネルにも適用可能である。
【００２６】
また、本実施形態の有機ＥＬパネル１は、発光層として透明電極３側に位置する第一の発光層５ｃと、背面電極側に位置する第二の発光層５ｄとを有する構成であったが、本発明においては、発光層は３層以上の発光層を積層してなる構成であってもよい。
【００２７】
また、本実施形態の有機ＥＬパネル１は、第一のホスト材料５ｆと第二のホスト材料５ｈとに共通の蛍光材料５ｇをドーピングして第一，第二の発光層５ｃ，５ｄを形成するものであったが、本発明は、第一，第二のホスト材料にそれぞれ異なる蛍光材料をドーピングするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明が適用された有機ＥＬパネルを示す断面図。
【図２】同上の有機ＥＬ素子を示す拡大断面図。
【図３】同上の有機ＥＬパネル及び従来の有機ＥＬパネルの発光時間と発光輝度との関係を示す図。
【符号の説明】
【００２９】
１  有機ＥＬパネル
２  支持基板
３  透明電極（陽極）
４  絶縁層
５  有機層
５ａ  正孔注入層
５ｂ  正孔輸送層
５ｃ  第一の発光層
５ｄ  第二の発光層
５ｅ  電子輸送層
５ｆ  第一のホスト材料
５ｇ  第二のホスト材料
５ｈ  蛍光材料
６  背面電極（陰極）
７  封止部材
８  有機ＥＬ素子
【図１】
2005038763.tif 000003
【図２】
2005038763.tif 000004
【図３】
2005038763.tif 000005