有機ＥＬ装置
【課題】低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供する。
【解決手段】光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な陽極層１２と、陽極層１２上に積層して配置され、陽極層１２側から正孔輸送層１５1〜１５n、有機発光層１６1〜１６nおよび電子輸送層１８1〜１８nが順次積層された複数の発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎと、発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層２２1〜２２n-1と、積層方向の最上部に配設された発光ユニットＬＥｎ上に配置された陰極層２０とを備え、電荷発生層２２1〜２２n-1に隣接して配置された中間電子輸送層２５とを備え、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える有機ＥＬ装置１。
【解決手段】光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な陽極層１２と、陽極層１２上に積層して配置され、陽極層１２側から正孔輸送層１５1〜１５n、有機発光層１６1〜１６nおよび電子輸送層１８1〜１８nが順次積層された複数の発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎと、発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層２２1〜２２n-1と、積層方向の最上部に配設された発光ユニットＬＥｎ上に配置された陰極層２０とを備え、電荷発生層２２1〜２２n-1に隣接して配置された中間電子輸送層２５とを備え、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える有機ＥＬ装置１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置に関し、特に、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ（ＥＬ：Electroluminescence）素子を用いて、ＦＰＤ（Flat Panel Display）のような表示装置や照明灯のような照明装置などの有機発光装置が実用化に向けて開発が進められている。この有機ＥＬ素子では、一対の対向する電極間に有機発光層を含む有機ＥＬ層を挟み、その電極間に電圧を印加し、有機ＥＬ層に電流を流して発光させる。最近では、高輝度を得るために、複数の有機ＥＬ層を電荷発生層を介して積層させる、マルチフォトンエミッション（Multi Photon Emission；ＭＰＥ）といわれる構造のものが提案されている（（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
有機ＥＬ装置を照明に用いる場合、輝度・寿命の向上のためには、ＭＰＥ構造が適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０４５６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置においては、電荷発生層に隣接する電子注入層には、アルカリ金属系の材料を単独で成膜し、積層構造を採用していた。ＬｉＯ2を用いた場合、積層構造では、蒸着材料の凝集に起因する電圧のバラツキが大きい。特に、高電圧になった素子に関しては寿命も短い。
【０００６】
本発明の目的は、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置であって、電荷発生層と、前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層とを備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える有機ＥＬ装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された光透過可能な陽極層と、前記陽極層上に積層して配置され、前記陽極層側から正孔輸送層、有機発光層および電子輸送層が順次積層された複数の発光ユニットと、前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された陰極層と、前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層とを備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える有機ＥＬ装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された光透過可能な陽極層と、前記陽極層上に積層して配置され、前記陽極層側から第１正孔輸送層、第１有機発光層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、前記陽極層側から第２正孔輸送層、第２有機発光層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された陰極層と、前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層とを備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える有機ＥＬ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３】比較例に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と比較例に係る有機ＥＬ装置の輝度劣化特性の比較図。
【図５】比較例に係る有機ＥＬ装置において、電子輸送層上にＬｉＯ2層を積層形成するプロセスを説明する模式図。
【図６】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、電子輸送材料とＬｉＯ2の共蒸着プロセスを説明する模式図。
【図７】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、電子輸送層ＥＴＬと電荷発生層ＣＧＬとの間のエネルギーバンドダイヤグラム。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１３】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１４】
[第１の実施の形態]
（ＭＰＥ素子構造）
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の模式的断面構造は、図１に示すように、ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置１であって、電荷発生層（ＣＧＬ）２２と、ＣＧＬ２２に隣接して配置された中間電子輸送層（ＥＴＬ:Electron Transfer Layer）２５とを備え、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える。
【００１５】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、図１に示すように、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な陽極層１２と、陽極層１２上に積層して配置され、陽極層１２側から第１正孔輸送層（ＨＴＬ：Hole Transfer Layer）１５1、第１有機発光層（ＥＭＬ:Emission Layer）１６1および第１電子輸送層（ＥＴＬ:Electron Transfer Layer）１８1からなる第１発光ユニットＬＥ１と、陽極層１２側から第２正孔輸送層１５2、第２有機発光層１６2および第２電子輸送層１８2からなる第２発光ユニットＬＥ２と、第１発光ユニットＬＥ１と第２発光ユニットＬＥ２間に介在して配置されたＣＧＬ２２と、積層方向の最上部に配設された第２発光ユニットＬＥ２上に配置された陰極層２０と、電荷発生層ＣＧＬ２２に隣接して配置された中間電子輸送層２５とを備える。ここで、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える。
【００１６】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎを備える場合、図１を拡張して、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な陽極層１２と、陽極層１２上に積層して配置され、陽極層１２側から少なくともＨＴＬ１５1〜１５ｎ、ＥＭＬ１６1〜１６ｎおよびＥＴＬ１８1〜１８ｎが順次積層された複数の発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎと、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎ間に介在して配置されたＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1と、積層方向の最上部に配設された発光ユニットＬＥｎ上に配置された陰極層２０と、ＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1に隣接して配置された中間電子輸送層２５とを備える。ここで、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える。
【００１７】
また、陽極層１２とＨＴＬ１５1間には、正孔注入層１４が配置され、陰極層２０とＥＴＬ１８2間には、電子注入層２６が配置されていても良い。
【００１８】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１において、中間電子輸送層２５の膜厚は、例えば、０．１〜１５ｎｍの範囲である。また、Ｌｉ2Ｏの濃度は、５〜５０体積％である。
【００１９】
また、中間電子輸送層２５は、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜して形成しても良い。
【００２０】
ＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1は、例えば、有機化合物、若しくは単体でアルミニウムよりも低い融点を有する金属からなる無機化合物で形成されている。このＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1を構成する無機化合物の比抵抗は、例えば、１×１０2Ω・ｃｍ以上、望ましくは、１×１０5Ω・ｃｍ以上である。
【００２１】
その無機化合物には、例えば、酸化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物などが含まれる。Ａｌの融点は、約６６０℃であるが、単体でＡｌよりも低い融点を有する金属としては、例えば、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、亜鉛（Ｚｎ）などがある。Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｚｎの融点は、それぞれ約２９．８℃、１５６．４℃、６３０．７℃、および４１９．５℃である。
【００２２】
あるいはまた、ＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1は、有機化合物で形成されていても良い。このＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1を構成する有機化合物の比抵抗は、例えば、１×１０2Ω・ｃｍ以上、望ましくは、１×１０5Ω・ｃｍ以上である。
【００２３】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、基板１０側から光が発光するように構成されているため、基板１０は、光を透過する透明基板が用いられる。基板１０の材質としては、例えば、ガラスが挙げられる。厚さは、例えば、約０．１〜１．１ｍｍ程度であるのがよい。基板１０にポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等の透明な樹脂を用いてフレキシブル性を持たせることも可能である。
【００２４】
陽極層１２は、光を透過可能であり、厚さが、例えば、約１４０〜１６０ｎｍ程度のＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）の透明電極からなる。
【００２５】
発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎは、基板１０側から、ＨＴＬ１５1〜１５n、ＥＭＬ１６1〜１６nおよびＥＴＬ１８1〜１８nが順次積層されている。
【００２６】
ＨＴＬ１５1〜１５nは、陽極層１２から注入された正孔を効率良くＥＭＬ１６1〜１６nに輸送するための層であり、例えば、厚さが約６０ｎｍ程度のＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタリル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−ベンジデン）から形成される。
【００２７】
ＥＴＬ１８1〜１８nは、陰極層２０およびＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1から注入された電子を効率良くＥＭＬ１６1〜１６nに輸送するための層であり、例えば、厚さが約３５ｎｍ程度のＡｌｑ３（アルミニウムキノリノール錯体）から形成される。
【００２８】
ＥＭＬ１６1〜１６nは、注入された正孔および電子が再結合して発光するための層であり、例えば、発光種であるクマリン化合物（Ｃ５４５Ｔ）が約１％程度ドーピングされ、厚さが約３０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００２９】
あるいは、ＥＭＬ１６1〜１６nの一部の層は、青色の発光種、例えば、ＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−１，１’−ビフェニル）が、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３０】
あるいは、ＥＭＬ１６1〜１６nの一部の層は、緑色の発光種、例えば、ジメチルキナクリドンが、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３１】
あるいは、ＥＭＬ１６1〜１６nの一部の層は、赤色の発光種、例えば、ナイルレッドが、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３２】
なお、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎは、上記、ＨＴＬ１５1〜１５n、ＥＴＬ１８1〜１８n以外の層、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ：Hole Injection Layer）、電子注入層(ＥＩＬ：Electron Injection Layer)などを用いて構成しても良い。
【００３３】
陰極層２０は、例えば、厚さが約１５０ｎｍ程度で、材質が、例えば、アルミニウムからなる。
【００３４】
(動作原理)
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の動作は以下の通りである。
【００３５】
まず、有機ＥＬ素子１の陽極端子・陰極端子（図示省略）を介して、陽極層１２及び陰極層２０の間に一定の電圧が印加される。これにより、陽極層１２又はＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1からＨＴＬ１５1〜１５ｎを介して、青、緑、赤の各色の光を発光するＥＭＬ１６1〜１６ｎ-1に正孔が注入されるとともに、陰極層２０又はＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1からＥＴＬ１８1〜１８ｎを介してＥＭＬ１６1〜１６ｎに電子が注入される。そして、ＥＭＬ１６1〜１６ｎに注入された正孔と電子とが再結合することによって各色の光を発光する。これらの光が重なり、基板１０を介して外部に出射されて、白色光が得られる。
【００３６】
第１の実施の形態において、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎは、ＨＴＬ１５1〜１５ｎ、単色光を発光するＥＭＬ１６1〜１６ｎ、ＥＴＬ１８1〜１８ｎを含み、有機発光層ＥＭＬ１はＨＩＬを含んでもよい。発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎの段数は、複数であれば特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
【００３７】
第１の実施の形態において、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎは、ＣＧＬ２２1〜２２3を介して３層を積層したものとして構成されていてもよい。発光ユニットＬＥ１が青色発光、発光ユニットＬＥ２が緑色発光、発光ユニットＬＥ３が赤色発光するものであっても良い。各発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎと発光色の組み合わせはこれに限るものでなく、シアン、マゼンタ、黄の３色など、他の組み合わせを用いてもよい。
【００３８】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めることができる。
【００３９】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、積層構造に比べ、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めることができる。
【００４０】
結果として、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１においては、反応性が比較的高いＬｉ2Ｏが、電子輸送材料中に斑なく存在することにより、電荷発生層２２において発生した電子を効率良く電子輸送材料へ移動することが可能となり、低電圧化、長寿命化を図ることができる。
【００４１】
尚、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１においては、ＭＰＥ構造の各ユニットにおける発光色の組み合わせは任意に選択可能である。また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１においては、ＭＰＥ構造の積層数も、２ユニット、３ユニットに限らず、任意に選択可能である。
【００４２】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００４３】
（製造方法）
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法は、光透過可能な基板１０上に光透過可能な陽極層１２を形成する工程と、陽極層１２上に、陽極層１２側から少なくともＨＴＬ１５1〜１５ｎ、ＥＭＬ１６1〜１６ｎおよびＥＴＬ１８1〜１８ｎが順次積層された複数の発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎを形成する工程と、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎ間に介在してＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1を形成する工程と、積層方向の最上部の発光ユニットＬＥｎ上に陰極層２０を形成する工程と、ＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1に隣接して中間電子輸送層２５を形成する工程とを有する。ここで、中間電子輸送層２５を形成する工程は、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜する工程を有する。
【００４４】
[第２の実施の形態]
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、図２に示すように、第１有機発光層１６1は、橙色発光層１６1Ｙと水色発光層１６1Ｂの積層構造を備え、第２有機発光層１６2は、橙色発光層１６2Ｙと水色発光層１６2Ｂの積層構造を備える。
【００４５】
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、第１の実施の形態と同様に、ＣＧＬ２２に隣接して配置された中間電子輸送層２５を備える。ここで、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える。
【００４６】
また、中間電子輸送層２５の膜厚は、例えば、０．１〜１５ｎｍの範囲である。Ｌｉ2Ｏの濃度は、５〜５０体積％である。
【００４７】
また、中間電子輸送層２５は、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜して形成しても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００４８】
（比較例）
比較例に係る有機ＥＬ装置１ａは、図３に示すように、ＥＴＬ１８1上に配置されたＬｉ2Ｏ層２８を備える。その他の構成は、図２に示す第２の実施の形態と同様である。
【００４９】
比較例に係る有機ＥＬ装置１ａは、図３に示すように、ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置において、ＣＧＬ２２に隣接する電子輸送層１８1には、ＬｉＯ2層２８からなる積層構造を採用している。ＬｉＯ2層２８を用いた場合、積層構造では、蒸着材料の凝集に起因する電圧のバラツキが大きい。特に、高電圧になった素子に関しては寿命も短い。
【００５０】
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１と比較例に係る有機ＥＬ装置１ａの輝度劣化特性の比較は、図４に示すように表される。図４から明らかなように、比較例に係る有機ＥＬ装置１ａは、輝度特性の劣化が早い。
【００５１】
比較例に係る有機ＥＬ装置１ａにおいて、ＥＴＬ１８1上にＬｉＯ2層２８を積層形成するプロセスは、図５に示すように表される。ＥＴＬ１８1上にＬｉＯ2層２８を積層形成するプロセスでは、ＬｉＯ2の凝集領域Ｂが発生しやすい。これは、矢印Ｆで示すように、ＥＴＬ１８1上においてＬｉＯ2分子同士が吸着し、蒸着工程において蒸着材料の凝集領域Ｂが発生しやすいためである。初期電圧特性では、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１では、１０ｍＡ／ｃｍ2で６．９２Ｖであるのに対して、比較例に係る有機ＥＬ装置１ａにおいては、１０ｍＡ／ｃｍ2で、７．００Ｖであった。
【００５２】
比較例に係る有機ＥＬ装置１ａは、ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置において、ＣＧＬ２２に隣接する電子輸送層１８1には、ＬｉＯ2層２８からなる積層構造を採用し、蒸着材料の凝集に起因する電圧のバラツキが大きい。特に、高電圧になった素子に関しては寿命も短い。
【００５３】
実施の形態に係る有機ＥＬ装置１において、電子輸送材料とＬｉＯ2の共蒸着プロセスは、模式的に図６に示すように表される。実施の形態に係る有機ＥＬ装置１においては、ＥＴＬ１８1上に、電子輸送材料ＥＴとＬｉＯ2の共蒸着プロセスを実施するため、ＬｉＯ2分子と電子輸送材料ＥＴとが互いに吸着し、敷き詰められた構造が形成される。ＬｉＯ2を含む中間電子輸送層（ＥＴＬ）２５は、このように、電子輸送材料ＥＴとＬｉＯ2の共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めることができる。このため、低電圧、長寿命化を図ることができる。
【００５４】
実施の形態に係る有機ＥＬ装置１において、電子輸送層ＥＴＬと電荷発生層ＣＧＬとの間のエネルギーバンドダイヤグラムは、図７に示すように、模式的に表すことができる。
【００５５】
ＥＴＬとＣＧＬの界面では、ＥＴＬ中に含まれるＬｉＯ2によって、ディープレベル（深い準位）ＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬｎが形成される。ＣＧＬ内で発生した電子―正孔対Ｐの内、電子（−）は、このディープレベルＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬｎを介して、ＣＧＬからＥＴＬへ注入され、正孔（＋）はＣＧＬから陰極層２０側に注入される。
【００５６】
このように、実施の形態に係る有機ＥＬ装置によれば、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めると同時に、低電圧化を図ることができる。
【００５７】
実施の形態に係る有機ＥＬ装置によれば、積層構造に比べ、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めることができる。
【００５８】
結果として、実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、反応性が比較的高いＬｉ2Ｏが、電子輸送材料中に斑なく存在することにより、電荷発生層において発生した電子を効率良く電子輸送材料へ移動することが可能となり、低電圧化、長寿命化を図ることができる。
【００５９】
尚、実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、ＭＰＥ構造の各ユニットにおける発光色の組み合わせは任意に選択可能である。また、実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、ＭＰＥ構造の積層数も、２ユニット、３ユニットに限らず、任意に選択可能である。
【００６０】
本発明によれば、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００６１】
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第１〜第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００６２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の有機ＥＬ装置は、有機発光デバイス、フラットパネルディスプレイ,フレキシブルディスプレイを実現するための有機ＥＬディスプレイなどのフレキシブルエレクトロニクス分野、および透明エレクトロニクス分野、さらに照明機器、有機レーザ、太陽電池、ガスセンサ、味覚センサ,匂いセンサなどのバイオセンサなど幅広い分野において適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…有機ＥＬ装置
１０…基板
１２…陽極層
１４…正孔注入層（ＨＩＬ）
１５1，１５2，１５3，…，１５n…正孔輸送層（ＨＴＬ）
１６1，１６2，１６3，…，１６n,１６1Ｂ，１６1Ｙ，１６2Ｂ，１６2Ｙ…有機発光層（ＥＭＬ，ＥＭＬＢ，ＥＭＬＹ）
１８1，１８2，１８3，…，１８n…電子輸送層（ＥＴＬ）
２０…陰極層
２２1，２２2，２２3，…，２２n-1…電荷発生層（ＣＧＬ）
２５…中間電子輸送層（ＥＴＬ）
２６…電子注入層（ＥＩＬ）
２８…Ｌｉ2Ｏ層
ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３，…，ＬＥｎ…発光ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置に関し、特に、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ（ＥＬ：Electroluminescence）素子を用いて、ＦＰＤ（Flat Panel Display）のような表示装置や照明灯のような照明装置などの有機発光装置が実用化に向けて開発が進められている。この有機ＥＬ素子では、一対の対向する電極間に有機発光層を含む有機ＥＬ層を挟み、その電極間に電圧を印加し、有機ＥＬ層に電流を流して発光させる。最近では、高輝度を得るために、複数の有機ＥＬ層を電荷発生層を介して積層させる、マルチフォトンエミッション（Multi Photon Emission；ＭＰＥ）といわれる構造のものが提案されている（（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
有機ＥＬ装置を照明に用いる場合、輝度・寿命の向上のためには、ＭＰＥ構造が適している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０４５６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置においては、電荷発生層に隣接する電子注入層には、アルカリ金属系の材料を単独で成膜し、積層構造を採用していた。ＬｉＯ2を用いた場合、積層構造では、蒸着材料の凝集に起因する電圧のバラツキが大きい。特に、高電圧になった素子に関しては寿命も短い。
【０００６】
本発明の目的は、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置であって、電荷発生層と、前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層とを備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える有機ＥＬ装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された光透過可能な陽極層と、前記陽極層上に積層して配置され、前記陽極層側から正孔輸送層、有機発光層および電子輸送層が順次積層された複数の発光ユニットと、前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された陰極層と、前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層とを備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える有機ＥＬ装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、光透過可能な基板と、前記基板上に配置された光透過可能な陽極層と、前記陽極層上に積層して配置され、前記陽極層側から第１正孔輸送層、第１有機発光層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、前記陽極層側から第２正孔輸送層、第２有機発光層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された陰極層と、前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層とを備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える有機ＥＬ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図３】比較例に係る有機ＥＬ装置の模式的断面構造図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置と比較例に係る有機ＥＬ装置の輝度劣化特性の比較図。
【図５】比較例に係る有機ＥＬ装置において、電子輸送層上にＬｉＯ2層を積層形成するプロセスを説明する模式図。
【図６】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、電子輸送材料とＬｉＯ2の共蒸着プロセスを説明する模式図。
【図７】本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ装置において、電子輸送層ＥＴＬと電荷発生層ＣＧＬとの間のエネルギーバンドダイヤグラム。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
【００１３】
又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施の形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の実施の形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。
【００１４】
[第１の実施の形態]
（ＭＰＥ素子構造）
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の模式的断面構造は、図１に示すように、ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置１であって、電荷発生層（ＣＧＬ）２２と、ＣＧＬ２２に隣接して配置された中間電子輸送層（ＥＴＬ:Electron Transfer Layer）２５とを備え、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える。
【００１５】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、図１に示すように、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な陽極層１２と、陽極層１２上に積層して配置され、陽極層１２側から第１正孔輸送層（ＨＴＬ：Hole Transfer Layer）１５1、第１有機発光層（ＥＭＬ:Emission Layer）１６1および第１電子輸送層（ＥＴＬ:Electron Transfer Layer）１８1からなる第１発光ユニットＬＥ１と、陽極層１２側から第２正孔輸送層１５2、第２有機発光層１６2および第２電子輸送層１８2からなる第２発光ユニットＬＥ２と、第１発光ユニットＬＥ１と第２発光ユニットＬＥ２間に介在して配置されたＣＧＬ２２と、積層方向の最上部に配設された第２発光ユニットＬＥ２上に配置された陰極層２０と、電荷発生層ＣＧＬ２２に隣接して配置された中間電子輸送層２５とを備える。ここで、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える。
【００１６】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎを備える場合、図１を拡張して、光透過可能な基板１０と、基板１０上に配置された光透過可能な陽極層１２と、陽極層１２上に積層して配置され、陽極層１２側から少なくともＨＴＬ１５1〜１５ｎ、ＥＭＬ１６1〜１６ｎおよびＥＴＬ１８1〜１８ｎが順次積層された複数の発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎと、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎ間に介在して配置されたＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1と、積層方向の最上部に配設された発光ユニットＬＥｎ上に配置された陰極層２０と、ＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1に隣接して配置された中間電子輸送層２５とを備える。ここで、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える。
【００１７】
また、陽極層１２とＨＴＬ１５1間には、正孔注入層１４が配置され、陰極層２０とＥＴＬ１８2間には、電子注入層２６が配置されていても良い。
【００１８】
また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１において、中間電子輸送層２５の膜厚は、例えば、０．１〜１５ｎｍの範囲である。また、Ｌｉ2Ｏの濃度は、５〜５０体積％である。
【００１９】
また、中間電子輸送層２５は、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜して形成しても良い。
【００２０】
ＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1は、例えば、有機化合物、若しくは単体でアルミニウムよりも低い融点を有する金属からなる無機化合物で形成されている。このＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1を構成する無機化合物の比抵抗は、例えば、１×１０2Ω・ｃｍ以上、望ましくは、１×１０5Ω・ｃｍ以上である。
【００２１】
その無機化合物には、例えば、酸化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物などが含まれる。Ａｌの融点は、約６６０℃であるが、単体でＡｌよりも低い融点を有する金属としては、例えば、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、亜鉛（Ｚｎ）などがある。Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｚｎの融点は、それぞれ約２９．８℃、１５６．４℃、６３０．７℃、および４１９．５℃である。
【００２２】
あるいはまた、ＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1は、有機化合物で形成されていても良い。このＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1を構成する有機化合物の比抵抗は、例えば、１×１０2Ω・ｃｍ以上、望ましくは、１×１０5Ω・ｃｍ以上である。
【００２３】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、基板１０側から光が発光するように構成されているため、基板１０は、光を透過する透明基板が用いられる。基板１０の材質としては、例えば、ガラスが挙げられる。厚さは、例えば、約０．１〜１．１ｍｍ程度であるのがよい。基板１０にポリカーボネートやポリエチレンテレフタレート等の透明な樹脂を用いてフレキシブル性を持たせることも可能である。
【００２４】
陽極層１２は、光を透過可能であり、厚さが、例えば、約１４０〜１６０ｎｍ程度のＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）の透明電極からなる。
【００２５】
発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎは、基板１０側から、ＨＴＬ１５1〜１５n、ＥＭＬ１６1〜１６nおよびＥＴＬ１８1〜１８nが順次積層されている。
【００２６】
ＨＴＬ１５1〜１５nは、陽極層１２から注入された正孔を効率良くＥＭＬ１６1〜１６nに輸送するための層であり、例えば、厚さが約６０ｎｍ程度のＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタリル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−ベンジデン）から形成される。
【００２７】
ＥＴＬ１８1〜１８nは、陰極層２０およびＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1から注入された電子を効率良くＥＭＬ１６1〜１６nに輸送するための層であり、例えば、厚さが約３５ｎｍ程度のＡｌｑ３（アルミニウムキノリノール錯体）から形成される。
【００２８】
ＥＭＬ１６1〜１６nは、注入された正孔および電子が再結合して発光するための層であり、例えば、発光種であるクマリン化合物（Ｃ５４５Ｔ）が約１％程度ドーピングされ、厚さが約３０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００２９】
あるいは、ＥＭＬ１６1〜１６nの一部の層は、青色の発光種、例えば、ＤＰＶＢｉ（４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−１，１’−ビフェニル）が、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３０】
あるいは、ＥＭＬ１６1〜１６nの一部の層は、緑色の発光種、例えば、ジメチルキナクリドンが、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３１】
あるいは、ＥＭＬ１６1〜１６nの一部の層は、赤色の発光種、例えば、ナイルレッドが、例えば、約１％程度ドーピングされた、厚さが、例えば、約３０〜５０ｎｍ程度のＡｌｑ３で形成されていても良い。
【００３２】
なお、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎは、上記、ＨＴＬ１５1〜１５n、ＥＴＬ１８1〜１８n以外の層、例えば、正孔注入層（ＨＩＬ：Hole Injection Layer）、電子注入層(ＥＩＬ：Electron Injection Layer)などを用いて構成しても良い。
【００３３】
陰極層２０は、例えば、厚さが約１５０ｎｍ程度で、材質が、例えば、アルミニウムからなる。
【００３４】
(動作原理)
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の動作は以下の通りである。
【００３５】
まず、有機ＥＬ素子１の陽極端子・陰極端子（図示省略）を介して、陽極層１２及び陰極層２０の間に一定の電圧が印加される。これにより、陽極層１２又はＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1からＨＴＬ１５1〜１５ｎを介して、青、緑、赤の各色の光を発光するＥＭＬ１６1〜１６ｎ-1に正孔が注入されるとともに、陰極層２０又はＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1からＥＴＬ１８1〜１８ｎを介してＥＭＬ１６1〜１６ｎに電子が注入される。そして、ＥＭＬ１６1〜１６ｎに注入された正孔と電子とが再結合することによって各色の光を発光する。これらの光が重なり、基板１０を介して外部に出射されて、白色光が得られる。
【００３６】
第１の実施の形態において、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎは、ＨＴＬ１５1〜１５ｎ、単色光を発光するＥＭＬ１６1〜１６ｎ、ＥＴＬ１８1〜１８ｎを含み、有機発光層ＥＭＬ１はＨＩＬを含んでもよい。発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎの段数は、複数であれば特に限定されるものではなく、適宜設定することができる。
【００３７】
第１の実施の形態において、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎは、ＣＧＬ２２1〜２２3を介して３層を積層したものとして構成されていてもよい。発光ユニットＬＥ１が青色発光、発光ユニットＬＥ２が緑色発光、発光ユニットＬＥ３が赤色発光するものであっても良い。各発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎと発光色の組み合わせはこれに限るものでなく、シアン、マゼンタ、黄の３色など、他の組み合わせを用いてもよい。
【００３８】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めることができる。
【００３９】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、積層構造に比べ、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めることができる。
【００４０】
結果として、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１においては、反応性が比較的高いＬｉ2Ｏが、電子輸送材料中に斑なく存在することにより、電荷発生層２２において発生した電子を効率良く電子輸送材料へ移動することが可能となり、低電圧化、長寿命化を図ることができる。
【００４１】
尚、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１においては、ＭＰＥ構造の各ユニットにおける発光色の組み合わせは任意に選択可能である。また、第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１においては、ＭＰＥ構造の積層数も、２ユニット、３ユニットに限らず、任意に選択可能である。
【００４２】
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１によれば、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００４３】
（製造方法）
第１の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１の製造方法は、光透過可能な基板１０上に光透過可能な陽極層１２を形成する工程と、陽極層１２上に、陽極層１２側から少なくともＨＴＬ１５1〜１５ｎ、ＥＭＬ１６1〜１６ｎおよびＥＴＬ１８1〜１８ｎが順次積層された複数の発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎを形成する工程と、発光ユニットＬＥ１〜ＬＥｎ間に介在してＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1を形成する工程と、積層方向の最上部の発光ユニットＬＥｎ上に陰極層２０を形成する工程と、ＣＧＬ２２1〜２２ｎ-1に隣接して中間電子輸送層２５を形成する工程とを有する。ここで、中間電子輸送層２５を形成する工程は、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜する工程を有する。
【００４４】
[第２の実施の形態]
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、図２に示すように、第１有機発光層１６1は、橙色発光層１６1Ｙと水色発光層１６1Ｂの積層構造を備え、第２有機発光層１６2は、橙色発光層１６2Ｙと水色発光層１６2Ｂの積層構造を備える。
【００４５】
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１は、第１の実施の形態と同様に、ＣＧＬ２２に隣接して配置された中間電子輸送層２５を備える。ここで、中間電子輸送層２５は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備える。
【００４６】
また、中間電子輸送層２５の膜厚は、例えば、０．１〜１５ｎｍの範囲である。Ｌｉ2Ｏの濃度は、５〜５０体積％である。
【００４７】
また、中間電子輸送層２５は、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜して形成しても良い。その他の構成は、第１の実施の形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００４８】
（比較例）
比較例に係る有機ＥＬ装置１ａは、図３に示すように、ＥＴＬ１８1上に配置されたＬｉ2Ｏ層２８を備える。その他の構成は、図２に示す第２の実施の形態と同様である。
【００４９】
比較例に係る有機ＥＬ装置１ａは、図３に示すように、ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置において、ＣＧＬ２２に隣接する電子輸送層１８1には、ＬｉＯ2層２８からなる積層構造を採用している。ＬｉＯ2層２８を用いた場合、積層構造では、蒸着材料の凝集に起因する電圧のバラツキが大きい。特に、高電圧になった素子に関しては寿命も短い。
【００５０】
第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１と比較例に係る有機ＥＬ装置１ａの輝度劣化特性の比較は、図４に示すように表される。図４から明らかなように、比較例に係る有機ＥＬ装置１ａは、輝度特性の劣化が早い。
【００５１】
比較例に係る有機ＥＬ装置１ａにおいて、ＥＴＬ１８1上にＬｉＯ2層２８を積層形成するプロセスは、図５に示すように表される。ＥＴＬ１８1上にＬｉＯ2層２８を積層形成するプロセスでは、ＬｉＯ2の凝集領域Ｂが発生しやすい。これは、矢印Ｆで示すように、ＥＴＬ１８1上においてＬｉＯ2分子同士が吸着し、蒸着工程において蒸着材料の凝集領域Ｂが発生しやすいためである。初期電圧特性では、第２の実施の形態に係る有機ＥＬ装置１では、１０ｍＡ／ｃｍ2で６．９２Ｖであるのに対して、比較例に係る有機ＥＬ装置１ａにおいては、１０ｍＡ／ｃｍ2で、７．００Ｖであった。
【００５２】
比較例に係る有機ＥＬ装置１ａは、ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置において、ＣＧＬ２２に隣接する電子輸送層１８1には、ＬｉＯ2層２８からなる積層構造を採用し、蒸着材料の凝集に起因する電圧のバラツキが大きい。特に、高電圧になった素子に関しては寿命も短い。
【００５３】
実施の形態に係る有機ＥＬ装置１において、電子輸送材料とＬｉＯ2の共蒸着プロセスは、模式的に図６に示すように表される。実施の形態に係る有機ＥＬ装置１においては、ＥＴＬ１８1上に、電子輸送材料ＥＴとＬｉＯ2の共蒸着プロセスを実施するため、ＬｉＯ2分子と電子輸送材料ＥＴとが互いに吸着し、敷き詰められた構造が形成される。ＬｉＯ2を含む中間電子輸送層（ＥＴＬ）２５は、このように、電子輸送材料ＥＴとＬｉＯ2の共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めることができる。このため、低電圧、長寿命化を図ることができる。
【００５４】
実施の形態に係る有機ＥＬ装置１において、電子輸送層ＥＴＬと電荷発生層ＣＧＬとの間のエネルギーバンドダイヤグラムは、図７に示すように、模式的に表すことができる。
【００５５】
ＥＴＬとＣＧＬの界面では、ＥＴＬ中に含まれるＬｉＯ2によって、ディープレベル（深い準位）ＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬｎが形成される。ＣＧＬ内で発生した電子―正孔対Ｐの内、電子（−）は、このディープレベルＤＬ１、ＤＬ２、…、ＤＬｎを介して、ＣＧＬからＥＴＬへ注入され、正孔（＋）はＣＧＬから陰極層２０側に注入される。
【００５６】
このように、実施の形態に係る有機ＥＬ装置によれば、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めると同時に、低電圧化を図ることができる。
【００５７】
実施の形態に係る有機ＥＬ装置によれば、積層構造に比べ、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜することにより、ＬｉＯ2自体の凝集を抑え、Ｌｉ2Ｏの分散度を高めることができる。
【００５８】
結果として、実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、反応性が比較的高いＬｉ2Ｏが、電子輸送材料中に斑なく存在することにより、電荷発生層において発生した電子を効率良く電子輸送材料へ移動することが可能となり、低電圧化、長寿命化を図ることができる。
【００５９】
尚、実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、ＭＰＥ構造の各ユニットにおける発光色の組み合わせは任意に選択可能である。また、実施の形態に係る有機ＥＬ装置においては、ＭＰＥ構造の積層数も、２ユニット、３ユニットに限らず、任意に選択可能である。
【００６０】
本発明によれば、低電圧、長寿命のＭＰＥ構造の有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００６１】
[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は第１〜第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面は例示的なものであり、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
【００６２】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態などを含む。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の有機ＥＬ装置は、有機発光デバイス、フラットパネルディスプレイ,フレキシブルディスプレイを実現するための有機ＥＬディスプレイなどのフレキシブルエレクトロニクス分野、および透明エレクトロニクス分野、さらに照明機器、有機レーザ、太陽電池、ガスセンサ、味覚センサ,匂いセンサなどのバイオセンサなど幅広い分野において適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１…有機ＥＬ装置
１０…基板
１２…陽極層
１４…正孔注入層（ＨＩＬ）
１５1，１５2，１５3，…，１５n…正孔輸送層（ＨＴＬ）
１６1，１６2，１６3，…，１６n,１６1Ｂ，１６1Ｙ，１６2Ｂ，１６2Ｙ…有機発光層（ＥＭＬ，ＥＭＬＢ，ＥＭＬＹ）
１８1，１８2，１８3，…，１８n…電子輸送層（ＥＴＬ）
２０…陰極層
２２1，２２2，２２3，…，２２n-1…電荷発生層（ＣＧＬ）
２５…中間電子輸送層（ＥＴＬ）
２６…電子注入層（ＥＩＬ）
２８…Ｌｉ2Ｏ層
ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３，…，ＬＥｎ…発光ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置であって、
電荷発生層と、
前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層と
を備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された光透過可能な陽極層と、
前記陽極層上に積層して配置され、前記陽極層側から正孔輸送層、有機発光層および電子輸送層が順次積層された複数の発光ユニットと、
積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された陰極層と、
前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、
前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層と
を備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された光透過可能な陽極層と、
前記陽極層上に積層して配置され、前記陽極層側から第１正孔輸送層、第１有機発光層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、
前記陽極層側から第２正孔輸送層、第２有機発光層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、
前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、
積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された陰極層と、
前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層と
を備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記中間電子輸送層の膜厚が、０．１〜１５ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記Ｌｉ2Ｏの濃度は、５〜５０体積％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記中間電子輸送層は、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記第１および第２有機発光層は、橙色発光層と水色発光層の積層構造を備えることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項１】
ＭＰＥ構造を有する有機ＥＬ装置であって、
電荷発生層と、
前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層と
を備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項２】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された光透過可能な陽極層と、
前記陽極層上に積層して配置され、前記陽極層側から正孔輸送層、有機発光層および電子輸送層が順次積層された複数の発光ユニットと、
積層方向の最上部に配設された前記発光ユニット上に配置された陰極層と、
前記発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、
前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層と
を備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項３】
光透過可能な基板と、
前記基板上に配置された光透過可能な陽極層と、
前記陽極層上に積層して配置され、前記陽極層側から第１正孔輸送層、第１有機発光層および第１電子輸送層からなる第１発光ユニットと、
前記陽極層側から第２正孔輸送層、第２有機発光層および第２電子輸送層からなる第２発光ユニットと、
前記第１発光ユニットと前記第２発光ユニット間に介在して配置された電荷発生層と、
積層方向の最上部に配設された前記第２発光ユニット上に配置された陰極層と、
前記電荷発生層に隣接して配置された中間電子輸送層と
を備え、前記中間電子輸送層は、Ｌｉ2Ｏを含む電子輸送材料を備えることを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項４】
前記中間電子輸送層の膜厚が、０．１〜１５ｎｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記Ｌｉ2Ｏの濃度は、５〜５０体積％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項６】
前記中間電子輸送層は、共蒸着によって、Ｌｉ2Ｏと電子輸送材料を同時に成膜したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置。
【請求項７】
前記第１および第２有機発光層は、橙色発光層と水色発光層の積層構造を備えることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２１２５７５（Ｐ２０１２−２１２５７５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８００２（Ｐ２０１１−７８００２）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
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