JP4889765B2

JP4889765B2 - 有機電界発光素子及び有機電界発光素子の製造方法

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Description

本発明は有機電界発光素子及び有機電界発光素子の製造方法に関する。

有機電界発光素子は、自発光型ディスプレイで薄形で軽量、部品が簡素で工程が簡単な理想的な構造をもっていて高画質で広視野角を確保し、完全な動映像具現と高色純度具現が可能であり、低消費電力、低電圧駆動でモバイルディスプレイに好適な電気的特性をもつという長所がある。

一般的に有機電界発光素子の構造は画素電極が位置して、上記画素電極上に発光層（ＥＭｉｓｓｉｏｎＬａｙｅｒ：ＥＭＬ）が位置し、上記発光層上に対向電極が位置する。このような有機電界発光素子において、上記画素電極と上記対向電極間に電圧を印加すると、正孔と電子が上記発光層内に注入されて、上記発光層内に注入された正孔と電子は上記発光層で再結合して励起子（ｅｘｃｉｔｏｎ）を生成して、このような励起子が励起状態から基底状態に転移しながら光を放出するようになる。

このような上記有機電界発光素子の上記発光層はホスト及び発光ドーパントを含んで形成される。上記ホストは発光層中の構成成分の中で一般的に最も高い比率で含まれるもので、発光層の膜製造を容易にして、発光層の膜を支持する役割をする。また上記画素電極と上記対向電極間に電圧が印加されるとホスト分子内でキャリアの再結合が発生して、上記励起エネルギーをドーパントに移動させて上記ドーパントを発光させる役割をする。一方、発光ドーパントは蛍光または燐光を有する化合物で、ホストから励起エネルギーを受けて励起して実質的に発光する役割をする。

上記発光層に上記ホスト及び発光ドーパント以外に上記ホスト内の電荷移動を制御するために補助ドーパントをさらに含むこともする。従来上記補助ドーパントは上記発光ドーパントと同じ波長範囲の発光スペクトルを有する材料で形成され、上記補助ドーパントのエネルギー準位を上記ホストのエネルギー準位内に限定してきた。

特開２００４−３１９４５６号公報

しかしこのように上記補助ドーパントのエネルギー準位を上記ホストのエネルギー準位内に限定する場合、上記補助ドーパントの選択に限界があり、上記ホストとドーパント間のエネルギーレベル間の干渉や上記補助ドーパントが上記発光ドーパントより発光にさらに寄与する等の問題によって色座標制御に難しさがある。

本発明が解決しようとする技術的課題は上記従来技術の問題点を解決するためのものであって、有機電界発光素子の色座標制御が容易であり、素子の寿命特性を向上させることができる有機電界発光素子及び有機電界発光素子の製造方法を提供することにある。

本発明は、ある観点によれば、第１電極と；上記第１電極上に位置し、ホスト、発光ドーパント、及び補助ドーパントを含む発光層；及び上記発光層上に位置する第２電極を含み、上記補助ドーパントのバンドギャップエネルギーは上記ホストのバンドギャップエネルギーより大きいことを特徴とする有機電界発光素子を提供する。

上記補助ドーパントの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値は、上記ホストの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じであるか上記ホストの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値よりも大きくてもよい。また、上記発光層の正孔移動度は、上記ホスト及び上記発光ドーパントだけで形成された層の正孔移動度より小さい値を有することもできる。上記補助ドーパントの最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値は、上記ホストの最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じであるか上記ホストの最低占有分子軌道エネルギー準位の絶対値よりも小さくてもよい。上記発光層の電子移動度は、上記ホスト及び上記発光ドーパントだけで形成された層の電子移動度より小さい値を有することもできる。上記発光層は、上記ホスト、上記発光ドーパント、及び上記補助ドーパントが共蒸着された単一層であってもよい。上記補助ドーパントは、上記発光層の厚さ方向で一部領域にだけ含まれていてもよい。上記発光層は、上記ホスト及び上記発光ドーパントが共蒸着された第１層と、上記ホスト、上記発光ドーパント、及び上記補助ドーパントが共蒸着された第２層と、が積層された構造であってもよい。上記発光層は、上記ホスト及び上記発光ドーパントが共蒸着された第１層と、上記ホスト及び上記補助ドーパントが共蒸着された第２層と、が積層された構造であってもよい。上記発光ドーパントのバンドギャップエネルギーは、上記ホストのバンドギャップエネルギーより小さくてもよい。

また本発明は別の観点によれば、第１電極を形成して、上記第１電極上にホスト、発光ドーパント、及び補助ドーパントを含む発光層を形成して、上記発光層上に第２電極を形成することを含み、上記補助ドーパントのバンドギャップエネルギーは上記ホストのバンドギャップエネルギーより大きいことを特徴とする有機電界発光素子の製造方法が提供される。上記発光層は、上記ホスト、上記発光ドーパント、及び上記補助ドーパントを共蒸着して単一層で形成されることができる。上記発光層は、上記ホスト及び上記発光ドーパントを共蒸着して形成された第１層及び上記ホスト、上記発光ドーパント、及び上記補助ドーパントを共蒸着して形成された第２層を含むように形成されることもできる。上記発光層は、上記ホスト及び上記発光ドーパントが共蒸着して形成された第１層及び上記ホスト及び上記補助ドーパントが共蒸着されて形成された第２層を含むように形成されることもできる。

以上説明したように本発明によれば、有機電界発光素子の色座標制御が容易であり、素子の寿命特性を向上させることができる。

本発明の一実施形態による有機電界発光素子の断面図である。本発明の一実施形態による有機電界発光素子の断面図である。実験例１−２及び比較例１によって製造された有機電界発光素子の寿命特性を示したグラフである。実験例３−４及び比較例２によって製造された有機電界発光素子の寿命特性を示したグラフである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本発明の上記目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳細な事項は本発明の好ましい実施形態を示している図面を参照した以下詳細な説明によって明確に理解されることである。図面において、層及び領域の長さ、厚さ等は便宜のために誇張して示すことができる。また、明細書全体にかけて同じ参照番号は同じ構成要素を示す。

図１Ａ及び図１Ｂは本発明の一実施形態による有機電界発光素子の断面図である。

まず図１Ａを参照すると、基板（図示せず）上に第１電極１００が位置する。上記基板はガラス、プラスチックまたはステンレススチール等の材質で構成されることができる。上記基板上に半導体層、ゲート電極、及びソース／ドレイン電極を含む薄膜トランジスタ（図示せず）をさらに形成することもできる。上記薄膜トランジスタは上記第１電極１００と電気的に連結される。

上記第１電極１００はアノード電極であって、透明電極または反射電極でありうる。上記第１電極１００が透明電極である場合、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜、ＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）膜、ＴＯ（ＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜またはＺｎＯ（ＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）膜で形成されることができる。または上記第１電極１００が反射電極の場合には銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）またはこれらの合金膜で反射膜を形成して、上記反射膜上にＩＴＯ、ＩＺＯ、ＴＯまたはＺｎＯ等の透明膜が積層された構造であることができる。上記第１電極１００を形成することはスパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）法、気相蒸着（ｖａｐｏｒｐｈａｓｅｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、イオンビーム蒸着（ｉｏｎｂｅａｍｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、電子ビーム蒸着（ｅｌｅｃｔｒｏｎｂｅａｍｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法またはレーザアブレーション（ｌａｓｅｒａｂｌａｔｉｏｎ）法を用いて形成することができる。

上記第１電極１００上に発光層１１０が位置する。上記発光層１１０はホスト、発光ドーパント、及び補助ドーパントを含む。

本発明で上記補助ドーパントのバンドギャップエネルギーは上記ホストのバンドギャップエネルギーより大きい。これに反して上記発光ドーパントのバンドギャップエネルギーは上記ホストのバンドギャップエネルギーより小さい。上記補助ドーパントのバンドギャップエネルギーを上記ホストのバンドギャップエネルギーより大きくすることによって、上記ホストから上記補助ドーパントにエネルギーの移動を阻害して、上記補助ドーパントが発光するのを防止できる。したがって上記補助ドーパントが発光層の色座標に及ぼす影響はほとんど有意差がないので、有機電界発光素子の色座標を容易に制御することができる。

また上記ホスト及び発光ドーパントで構成された発光層が正孔移動度より電子移動度が大きい場合、上記補助ドーパントは上記ホストの最低非占有分子軌道（ｌｏｗｅｓｔｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ：ＬＵＭＯ）エネルギー準位の絶対値と比較して、同じであるか小さいＬＵＭＯエネルギー準位の絶対値を有する物質で形成することが好ましい。この場合、上記補助ドーパントは上記発光層の電子移動度を制御する役割をすることができ、上記発光層の正孔移動度と電子移動度の差を減少させることができる。その結果上記発光層内で電子と正孔の再結合率が向上されて有機電界発光素子の寿命が向上されうる。

一方、上記ホスト及び発光ドーパントで構成された発光層が電子移動度より正孔移動度が大きい場合、上記補助ドーパントは上記ホストの最高占有分子軌道（ｈｉｇｈｅｓｔｏｃｃｕｐｉｅｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｏｒｂｉｔａｌ：ＨＯＭＯ）エネルギー準位の絶対値と比較して、同じであるか大きいＨＯＭＯエネルギー準位の絶対値を有する物質で形成することが好ましい。この場合、上記補助ドーパントは上記発光層の正孔移動度を制御する役割をすることができ、上記発光層の正孔移動度と電子移動度の差を減少させることができる。その結果上記発光層内で電子と正孔の再結合率が向上されて有機電界発光素子の寿命が向上されうる。

上記補助ドーパントは上記発光層１１０内で０．０１ないし３０ｗｔ％で含まれることが好ましい。上記補助ドーパントが０．０１ｗｔ％未満に含まれると、上記補助ドーパントの添加による素子の寿命特性向上の効果が大きくないこともあって、３０ｗｔ％を超えて含まれると、素子の発光効率が低下することもある。

上記補助ドーパントは上記ホスト及び上記発光ドーパントと共に共蒸着されて上記発光層１１０内に全体的に含まれることができる。または上記補助ドーパントは上記発光層１１０の厚さ方向で一部領域にだけ含まれることもできる。例えば、上記発光層１１０を上記ホストと上記発光ドーパントが共蒸着された第１層と上記ホスト、上記発光ドーパント、及び上記補助ドーパントが共蒸着された第２層が積層された構造で形成することによって、上記補助ドーパントが上記発光層１１０の厚さ方向で一部領域にだけ含まれるように形成することができる。または上記発光層１１０を上記ホストと上記発光ドーパントが共蒸着された第１層と上記ホスト及び上記補助ドーパントが共蒸着された第２層が積層された構造で形成することによって、上記補助ドーパントが上記発光層１１０の厚さ方向で一部領域にだけ含まれるように形成することもできる。

上記ホスト、上記発光ドーパント、及び上記補助ドーパントは公知された材料を適切に採用することができる。上記ホストで用いられることができる物質では４、４′−Ｎ、Ｎ′−ジカルバゾールビフェニル（４、４′−Ｎ、Ｎ′ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｂｉｐｈｅｎｙｌ：ＣＢＰ）、ビス−（２−メチル−８−キノリネート）−（４−フェニルフェノラート）アルミニウム（ｂｉｓ（２−ｍｅｔｈｙｌ−８−ｑｕｉｎｏｌｉｎａｔｏ）−４−ｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｏｌａｔｅａｌｕｍｉｎｕｍ：ＢＡｌｑ）、２、９−ジメチル−４、７−ジフェニル−１、１０−フェナントロリン（２、９−ｄｉｍｅｔｈｙｌ−４、７−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−１、１０−ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ：ＢＣＰ）、Ｎ、Ｎ′−ジカルバゾリル−１、４−ジメテン−ベンゼン（Ｎ、Ｎ´−ｄｉｃａｒｂａｚｏｌｙｌ−１、４−ｄｉｍｅｔｈｅｎｅ−ｂｅｎｚｅｎｅ：ＤＣＢ）、ルブレン（ｒｕｂｒｅｎｅ）等がある。上記発光ドーパント及び上記補助ドーパントで用いられることができる物質では４、４′−ビス（２、２′−ジフェニルビニル）−１、１′ビフェニル（４、４′−ｂｉｓ（２、２′−ｄｉｐｈｅｎｙｌｖｉｎｙｌ）−１、１′−ｂｉｐｈｅｎｙｌ：ＤＰＶＢｉ）、ジスチリルアミン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体（ｄｉｓｔｙｒｙｌｂｉｐｈｅｎｙｌ：ＤＳＢＰ）、１０−（１、３−ベンゾチアゾール−２−ｙ１）−１、１、７、７−テトラメチル−２、３、６、７−テトラヒドロ−１Ｈ、５Ｈ、１１Ｈ−ピラノ（２、３−ｆ）ピリド（３、２、１−ｉｊ）キノリン−１１−ｏｎｅ（Ｃ５４５Ｔ）、キナクリドン（Ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）誘導体、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ＰＰｙ）_３）、ＰＱＩｒ、Ｂｔｐ_２Ｉｒ（ａｃａｃ）、４−（ジシアノメチレン）−２−ｔ−ブチル−６−（１、１、７、７−テトラメチルジュロリジル−９−エニル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、２、３、７、８、１２、１３、１７、１８−オクタエチル−２１Ｈ、２３Ｈ−ポルフィリン−白金錯体（ＰｔＯＥＰ）、Ｉｒ（ｐｉｑ）_２（ａｃａｃ）、ＲＤ３（Ｋｏｄａｋ社）、等があり、また、以下の化学式１、化学式２で表されたものも挙げられる。

続いて、上記発光層１１０上に第２電極１２０が位置する。上記第２電極１２０はカソード電極であることができ、透過電極または反射電極であることができる。上記第２電極１２０が透過電極の場合、仕事関数が低い導電性の金属であるＭｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ａｇ及びこれらの合金で構成される群から選択された１種の物質を利用して光を透過することができる程度の薄い厚さで形成して、上記第２電極１２０が反射電極の場合には光を反射させることができる程度の厚い厚さで形成することができる。上記第２電極１２０を形成することはスパターリング法、気相蒸着法、イオンビーム蒸着法、電子ビーム蒸着法またはレーザアブレーション法等を用いて形成することができる。

一方、図１Ｂを参照すると、上記第１電極１００がアノード電極であって、上記第２電極１２０がカソード電極の場合、上記第１電極１００と上記発光層１１０間に正孔注入層１３０、正孔輸送層１４０、及び電子抑制層１５０のうちから選択された一つ以上の層がさらに位置することができ、上記発光層１１０と上記第２電極１２０間に正孔抑制層１６０、電子輸送層１７０、及び電子注入層１８０のうちから選択された一つ以上の層がさらに位置することもできる。

上記正孔注入層１３０はアリールアミン系化合物、フタロシアニン化合物、またはスターバスト型アミン類等で形成することができ、さらに詳細には４、４、４トリス（３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミノ（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、１、３、５−トリス[４−（３−メチルフェニルアミノ）フェニル]ベンゼン（ｍ−ＭＴＤＡＴＢ）またはフタロシアニン銅（ＣｕＰｃ）等で形成することができる。上記正孔輸送層１４０はアリーレンジアミン誘導体、スターバスト型化合物、スピロ基を有するビフェニルジアミン誘導体またはラダー型化合物等で形成することができ、さらに詳細にはＮ、Ｎ′−ジフェニル−Ｎ、Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−１、１′−ビフェニル−４、４′−ジアミン（ＴＰＤ）、Ｎ、Ｎ′−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ、Ｎ′−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）または４、４′−ビス（１−ナフチルフェニルアミノ）ビフェニル（ＮＰＢ）等で形成することができる。上記電子抑制層１５０はＢＡｌｑ、ＢＣＰ、ＣＦ−Ｘ、３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニル）−１、２、４−トリアゾール（ＴＡＺ）またはスピロ−ＴＡＺを用いて形成することができる。

また上記正孔抑制層１６０は２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１、３、４−オキシジアゾール（ＰＢＤ）、スピロ−ＰＢＤまたは（ＴＡＺ）等で形成することができ、上記電子輸送層１７０はＴＡＺ、ＰＢＤ、ｓｐｉｒｏ−ＰＢＤ、Ａｌｑ_３、ＢＡｌｑ、ＳＡｌｑ、またはＴＹＥ７０４（Ｔｏｙｏｉｎｋ社）等で形成することができる。上記電子注入層１８０はＬｉＦ、ガリウム混合物（Ｇａｃｏｍｐｌｅｘ）、ＬｉｑまたはＣｓＦ等で形成することができる。

上記正孔注入層１３０、上記正孔輸送層１４０、上記電子抑制層１５０、上記正孔抑制層１６０、上記電子輸送層１７０、及び上記電子注入層１８０は熱真空蒸着、気相蒸着、スピンコーティング、ディープコーティング、ドクターブレーディング、インクジェットプリンティング、または熱転写法等を用いて形成することができる。

本発明では上記補助ドーパントを上記ホストのバンドギャップエネルギーより大きいバンドギャップエネルギーを有する物質で形成することによって、上記補助ドーパントの発光を抑制して色座標制御を容易にできる。また上記ホストのＬＵＭＯエネルギー準位の絶対値と同じであるか小さいＬＵＭＯエネルギー準位の絶対値または上記ホストのＨＯＭＯエネルギー準位の絶対値と同じであるか大きいＨＯＭＯエネルギー準位の絶対値を有する補助ドーパントを用いて上記発光層の正孔移動度または電子移動度を制御することによって、上記発光層１１０内で電子と正孔の再結合率を向上させることができ、それによって有機電界発光素子の寿命特性を向上させることができる。

本発明は発光層のホストのバンドギャップエネルギーより大きいバンドギャップエネルギーを有し、好ましくは上記ホストの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じであるか大きい最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値または上記ホストの最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じであるか小さい最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値を有する補助ドーパントを用いることによって、有機電界発光素子の色座標制御が容易であり、素子の寿命特性を向上させることができる。

以下、本発明の理解を助けるために好ましい実験例及び比較例を提示する。但し、下記の実験例及び比較例は本発明の理解を助けるためのことであるだけ、本発明が下記の実験例により限られるのではない。

＜実験例１＞
第１電極でＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ）を１、０００Åの厚さに形成した。続いて上記第１電極上に正孔輸送層でＮＰＢを１、０００Åの厚さに形成した。上記正孔輸送層上にホストでルブレン、発光ドーパントでＲＤ３（Ｋｏｄａｋ社）を０．３質量％、及び補助ドーパントで以下の化学式１で示される物質を０．３質量％含む、赤色発光層を形成した。

上記発光層は４００Åの厚さに形成した。上記発光層上に電子輸送層でＴＹＥ７０４（Ｔｏｙｏｉｎｋ社）を２５０Åの厚さに形成した。上記電子輸送層上に電子注入層でＬｉＦを５０Åの厚さに形成した。上記電子注入層上に第２電極でＡｌを１５００Åの厚さに形成した。

＜実験例２＞
上記実験例１で発光層に補助ドーパントで以下の化学式２で示される物質が、化学式３で示される物質の代わりに含まれたこと以外には、上記実験例１と同一に形成した。

＜比較例１＞
上記実験例１で発光層に補助ドーパントが含まれていないこと以外には、上記実験例１と同一に形成した。

下記表１は上記実験例１及び２と上記比較例１に用いられた物質のＬＵＭＯエネルギー準位、ＨＯＭＯエネルギー準位及びバンドギャップエネルギーを示したものであって、下記表２は上記実験例１及び２と上記比較例１によって製造された有機電界発光素子の発光層の正孔移動度、電子移動度、駆動電圧、効率、及び色座標を示したものである。また図２は素子の寿命特性を示したグラフで、横軸は寿命時間（ｈｒ）を示しており、縦軸は相対輝度（％）を示す。

上記表２を参照すると、上記実験例１及び２による素子は比較例１による素子と駆動電圧及び効率面でほとんど同等な特性を示す。特に色座標で有意差が無いことを確認できるが、上記結果によると上記実験に１及び２における補助ドーパントは発光に関与していないことが分かる。

上記実験例１及び２の補助ドーパントのＬＵＭＯエネルギー準位の絶対値はホストのＬＵＭＯエネルギー準位の絶対値より小さく、ＨＯＭＯエネルギー準位の絶対値はホストのＬＵＭＯエネルギー準位の絶対値より大きいが、上記表２を参照すると、上記補助ドーパントの添加により上記比較例１の正孔移動度及び電子移動度が制御されたことを確認できる。したがって実験例１及び２による素子の発光層の電子移動度と正孔移動度の差は減少しており、その結果図２で見るように寿命特性が比較例１の素子に比べて著しく上昇したことを確認できる。

＜実験例３＞
第１電極でＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍｔｉｎｏｘｉｄｅ）を１０００Åの厚さに形成した。続いて上記第１電極上に正孔輸送層でＮＰＢを１０００Åの厚さに形成した。上記正孔輸送層上にホストでルブレン、発光ドーパントでＲＤ３（Ｋｏｄａｋ社）を０．３質量％含む第１層を４００Åの厚さに形成して、上記第１層上に上記ホスト、上記発光ドーパント、及び補助ドーパントで以下の化学式１で示される物質を０．３質量％含む第２層を１５０Åの厚さに形成して第１層及び第２層が積層された赤色発光層を形成した。

上記発光層上に電子輸送層でＴＹＥ７０４（Ｔｏｙｏｉｎｋ社）を２５０Åの厚さに形成した。上記電子輸送層上に電子注入層でＬｉＦを５０Åの厚さに形成した。上記電子注入層上に第２電極でＡｌを１５００Åの厚さに形成した。

＜実験例４＞
上記実験例３で発光層の第２層をホストと補助ドーパントだけで形成したことを除いては上記実験例３と同一に形成した。

＜比較例２＞
上記実験例３で第２層を形成しなくて、ホスト及び発光ドーパントだけを含む発光層を５５０Åの厚さに形成したことを除いては上記実験例３と同一に形成した。

下記表３は実験例３−４及び比較例２による素子の駆動電圧、効率、及び色座標のｘ値を示したものである。図３は素子の寿命特性を示したグラフで、横軸は寿命時間（ｈｒ）を示しており、縦軸は相対輝度（％）を示す。

上記表３及び図３を参照すると、補助ドーパントが上記発光層内で厚さ方向に一部領域にだけ含まれても、比較例２による素子と駆動電圧、効率、及び色純度面ではほとんど同等な特性を示すことに反して、寿命特性は著しく向上させることを確認できる。

本実施形態の有機電界発光素子及び有機電界発光素子の製造方法によれば、発光層のホストのバンドギャップエネルギーより大きいバンドギャップエネルギーを有し、好ましくは上記ホストの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じであるか大きい最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値または上記ホストの最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じであるか小さい最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値を有する補助ドーパントを用いることによって、有機電界発光素子の色座標制御が容易であり、素子の寿命特性を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１００第１電極
１１０発光層
１２０第２電極

Claims

第１電極と、
前記第１電極上に位置し、ホスト、発光ドーパント、及び補助ドーパントを含む発光層と、
前記発光層上に位置する第２電極と、
を含み、
前記補助ドーパントのバンドギャップエネルギーは、前記ホストのバンドギャップエネルギーより大きく、
前記ホスト及び前記発光ドーパントで形成された層の正孔移動度が電子移動度よりも大きい場合には、前記補助ドーパントの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値は、前記ホストの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じ、又は前記ホストの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値よりも大きく、前記発光層の正孔移動度は、前記ホスト及び前記発光ドーパントで形成された層の正孔移動度より小さい値を有し、
前記ホスト及び前記発光ドーパントで形成された層の電子移動度が正孔移動度よりも大きい場合には、前記補助ドーパントの最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値は、前記ホストの最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じ、又は前記ホストの最低占有分子軌道エネルギー準位の絶対値よりも小さく、前記発光層の電子移動度は、前記ホスト及び前記発光ドーパントで形成された層の電子移動度より小さい値を有することを特徴とする、有機電界発光素子。
前記発光層は、前記ホスト、前記発光ドーパント、及び前記補助ドーパントを含む単一層であることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記補助ドーパントは、前記発光層の厚さ方向で一部領域にだけ含まれていることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記発光層は、
前記ホスト及び前記発光ドーパントを含む第１層と、
前記ホスト、前記発光ドーパント、及び前記補助ドーパントを含む第２層と、
が積層された構造であることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記発光層は、前記ホスト及び前記発光ドーパントを含む第１層と、
前記ホスト及び前記補助ドーパントを含む第２層と、
が積層された構造であることを特徴とする、請求項１に記載の有機電界発光素子。
前記発光ドーパントのバンドギャップエネルギーは、前記ホストのバンドギャップエネルギーより小さいことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載の有機電界発光素子。
第１電極を形成し、
前記第１電極上にホスト、発光ドーパント、及び補助ドーパントを含む発光層を形成し、
前記発光層上に第２電極を形成するものであり、
前記補助ドーパントのバンドギャップエネルギーは、前記ホストのバンドギャップエネルギーより大きく、
前記ホスト及び前記発光ドーパントで形成された層の正孔移動度が電子移動度よりも大きい場合には、前記補助ドーパントの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値は、前記ホストの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じ、又は前記ホストの最高占有分子軌道エネルギー準位の絶対値よりも大きく、前記発光層の正孔移動度は、前記ホスト及び前記発光ドーパントで形成された層の正孔移動度より小さい値を有し、
前記ホスト及び前記発光ドーパントで形成された層の電子移動度が正孔移動度よりも大きい場合には、前記補助ドーパントの最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値は、前記ホストの最低非占有分子軌道エネルギー準位の絶対値と同じ、又は前記ホストの最低占有分子軌道エネルギー準位の絶対値よりも小さく、前記発光層の電子移動度は、前記ホスト及び前記発光ドーパントで形成された層の電子移動度より小さい値を有することを特徴とする、有機電界発光素子の製造方法。
前記発光層は、前記ホスト、前記発光ドーパント、及び前記補助ドーパントを含む単一層で形成されることを特徴とする、請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
前記発光層は、前記ホスト及び前記発光ドーパントを含む第１層及び前記ホスト、前記発光ドーパント、及び前記補助ドーパントを含む第２層を含むように形成されることを特徴とする、請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。
前記発光層は、前記ホスト及び前記発光ドーパントを含む第１層及び前記ホスト及び前記補助ドーパントを含む第２層を含むように形成されることを特徴とする、請求項７に記載の有機電界発光素子の製造方法。