[发明专利]有机电致发光元件中的载流子阻挡性的评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光元件(以下称为有机EL元件)中的载流子阻挡性的评价方法。

背景技术

所谓有机EL元件，是通过从阳极注入的空穴载流子和从阴极注入的电子载流子在发光层或者发光层和与其相接的层的界面再结合，从而产生电场发光的元件，其发光效率依赖于空穴载流子和电子载流子的再结合的概率。

作为该发光效率的降低主要原因之一，可列举空穴载流子或电子载流子没有在发光层内再结合而通过发光层，脱出到阴极或阳极侧，通过对其进行改善，能够有效地实现元件特性提高。

关于空穴载流子或电子载流子的脱出容易性，多用使用的材料间的HOMO能级、LUMO能级讨论。

即，如果在发光层的阴极侧层叠具有比发光层的HOMO能级浅的HOMO能级的材料，则空穴载流子容易从发光层向阴极侧脱出，此外，如果在发光层的阳极侧层叠具有比发光层的LUMO能级深的LUMO能级的材料，则电子载流子容易从发光层向阳极侧脱出。

因此，认为通过在发光层的阴极侧设置具有比发光层的HOMO能级深的HOMO能级的材料作为空穴阻挡层，而且，在发光层的阳极侧设置具有比发光层的LUMO能级浅的LUMO能级的材料作为电子阻挡层，能够改善发光效率。

但是，基于这样的HOMO能级和LUMO能级的值的载流子阻挡性的评价是只着眼于材料物性的评价方法，是将在异种界面(电极/有机膜、有机膜/有机膜)形成的真空能级迁移引起的能量壁垒(非专利文献1)这样的起因于器件结构的影响排除的想法。因此，没有充分发挥由能级算出的载流子阻挡性，有时无法获得预想的元件性能(例如驱动电压降低、发光效率提高等)。

此外，作为载流子平衡的评价方法，已知下述的方法：通过使层叠元件的一方的电极面积变化，只使其载流子注入量变化，从而由注入载流子量的变化和亮度的变化对多数载流子进行判别，调整载流子平衡(专利文献1)。

但是，该评价方法中，存在如下缺点：由于至少一方的电极面积成为与实际元件不同的大小，因此电极面积变化产生的载流子注入量的变化并不原样地对应于实际元件结构中的载流子注入量的变化。

作为利用实际元件结构且非破坏来解析有机EL元件中的载流子迁移率等材料物性、材料的组合产生的器件物性的手法，近年来，着眼于阻抗分光法。所谓阻抗分光法，是由对元件施加微小正弦波交流电压时的、响应电流信号的电流振幅和输入信号的相位差算出元件的阻抗的方法。

作为使用了该阻抗分光法的材料评价，公知使用了静电容量的频率响应的载流子迁移率的评价法(非专利文献2)。

此外，作为使用了阻抗分光法的器件解析，提出了通过利用层叠元件内的构成材料的介电松弛时间之差分离各层的等价电路解析，判定元件的效率、稳定性的好坏(专利文献2)，推定驱动劣化前后的元件的劣化部位(非专利文献3)和由发光阈值电压以下的静电容量-电压曲线来比较元件寿命的优劣(专利文献3)。

但是，尚未有将阻抗分光法作为有机EL元件的载流子平衡、载流子阻挡性的评价手法应用的具体的提案。

尽管载流子平衡、载流子阻挡性是有机EL元件设计上的重要的因素，但采用实际元件结构评价这些因子的方法如上所述至今为止未知。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2008-146956号公报

专利文献2：特开2011-34805号公报

专利文献3：特开2009-16665号公报

非专利文献

非专利文献1：Journal of the Vacuum Society of Japan、2007年、50(12)、第716页

非专利文献2：Journal of Applied Physics、2006年、99、第013706页

非专利文献3：有机EL讨论会第5次例会预稿集、2007年、第47页

发明内容

发明要解决的课题

本发明鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供能够使用实际元件结构的有机EL元件评价载流子阻挡性的评价方法。

用于解决课题的手段

本发明人为了实现上述目的而反复深入研究，结果发现，通过对于施加了规定的直流电压的实际元件结构的有机EL元件进行阻抗分光，测定静电容量成为0的频率，从而能够评价元件的载流子阻挡性，同时发现通过使用多个有机EL元件，在注入载流子数一定的条件下进行阻抗分光，比较各元件中的静电容量成为0的频率，从而能够评价载流子阻挡性的优劣，完成了本发明。