有机电致发光元件制造技术

本发明专利技术提供有机电致发光元件，为了改进有机电致发光元件的发光效率和发光寿命，提供改善发光层中发光材料分散性的方法。本发明专利技术的元件构成是具有配置在基板上的阳极与阴极构成的电极，和夹在前述阴极和阳极间的有机发光层，其特征在于前述发光层含有主体材料、发光材料和为改善发光材料分散性用的掺杂剂，该掺杂剂使用非发光性化合物，或者与发光材料一起使用电流促进材料。前述发光性化合物的情况与所使用的多种发光材料相同，但这种情况优选发光波长近似者。另外通过将发光材料和掺杂剂投入一个蒸镀用器皿中进行蒸镀，降低蒸镀温度，提高发光材料的分散性，还获得特性的改善。因此，可以制得发光效率高、发光寿命长的发光元件。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用有机化合物的发光元件，更详细地讲，涉及采用发光层内掺入多 种化合物制成的高亮度、高效率、高驱动耐久性的发光元件，尤其是有机电致发光元件(有 机EL元件)。
技术介绍
有机EL元件作为高速响应性及高效率的发光元件正积极地进行应用研究。附图说明图1A、 IB与IC示出了该有机EL元件的基本构成。如图1A、1B与IC所示，一般有机EL元件由设在透明基板15上的透明电极14和 金属电极11，及夹持在这些电极之间的多层有机膜组成的有机层构成。图IA中，有机层由发光层12和空穴输送层13构成。作为透明电极14，可以使用 功函数大的ITO等，使之具有由透明电极14向空穴输送层13注入空穴的良好特性。作为 金属电极11使用铝、镁、或采用这些金属形成的合金等功函数小的金属材料，使之对发光 层12有良好的电子注入性。这些电极可以使用厚50-200nm的膜。发光层12可以使用具有电子输送性和发光特性的喹啉酚铝配位化合物等(代表 例是下述表示的Alq3)。而，空穴输送层13可以使用例如，联苯二胺衍生物(代表例为下述 表示的α-NPD)等具有给电子性的材料。具有以上构成的元件呈现整流性，外加电场使金属电极11成为阴极、使透明电极 14成为阳极时，电子由金属电极11注入到发光层12，空穴由透明电极14通过空穴输送层 13注入到发光层12。注入的空穴和电子通过在发光层12内再结合产生激发子进行发光。这时空穴输 送层13起电子阻隔层的作用，因此在发光层12/空穴输送层13界面的再结合效率提高、发 光效率提高。此外，图IB中，在图IA的金属电极11与发光层12之间设电子输送层16。因此将 发光和电子空穴输送分离，通过形成效果更好的整流子整流构成，可以进行高效率的发光。 作为电子输送层16，例如，可以使用噁二唑衍生物等。迄今，一般有机EL元件使用的发光，是发光中心的分子从单重态激发子变成基态 时发出荧光。而目前不是研究利用经由单重态激发子的荧光发光元件，而是在进行利用经 由三重态激发子的磷光发光元件的研究。已发表的代表性的文献有文 献 1 Improved Energy Transfer In Electrophosphorescent Device (D. F. 0，Brien 等 Applied Physics Letters Vol. 74，No. 3，P. 422 (1999))。文献 2 :Very High-efficiency Green Organic Light-emitting DevicesBased On Electrophosphorescence(M. A. Baldo 等，Applied PhysicsLetters Vol.75, No. 1，3p. 4(1999))。这些文献中主要使用图IC所示的四层结构的有机层。该有机层从阳极侧起由空 穴输送层13、发光层12、激发子扩散防止层17，电子输送层16构成。所使用的材料是下述 所表示的载流子输送材料和磷光发光性材料。各种材料的简称如下。Alq3 喹啉酚铝配位化合物α -NPD :Ν4，Ν4，-二萘 基 _Ν4，Ν4，- 二苯基-联苯基-4，4，-二胺CBP :4，4，-N，N，- 二咔唑-联苯BCP :2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲绕啉ptoEP 钼-八乙基卟啉配位化合物Ir (ppy) 3 铱-苯基吡啶配位化合物 此外，Forrest, et al.，Nature，403，p750中揭示了多层结构的EL元件中使用 CBP作为发光层的主体材料，使三重态与单重态间的能量由Ir(ppy)3的绿色发光材料层转 移到DCM(二氰基亚甲基)的红色发光层的方式。这些与本专利技术的差别是共存的发光材料的发光波长分离，或形成方法没有真空蒸 镀混合物等，详细情况在实施例等中进行详述。上述，使用磷光发光的有机EL元件，在低电压下不仅保持电子、空穴的平衡，而且 在低电压下使更多的载流子注入发光层，这对高亮度化、高效率化是个重要的课题。然而，上述磷光材料中电荷注入性与电荷输送性低，在低电压下也很难流过很多 的电流。另外，众知一般大多数的有机材料在蒸发时形成许多分子的聚集体(簇 (cluster))，形成这种簇的发光层，发光材料的浓度局部地增高，认为这成为降低元件发光 效果的原因。此外，有机材料，例如发光层中由于同种分子之间的结晶化等引起性能劣化这也 成为问题。根据以上的背景期望获得高发光亮度，并实现长寿命的发光元件。
技术实现思路
本专利技术目的在于改进上述
技术介绍
，在使用有机发光材料的有机EL元件方面，提 供可低电压驱动，可高亮度化、高效率化、高耐久性的发光元件。本专利技术的发光元件其特征在于是具有配置在基板上的阳极与阴极构成的电极、和 前述电极间有有机发光层的发光元件，前述发光层含有发光材料和为改善发光材料分散性 用的掺杂剂。另外，本专利技术的发光元件其特征在于前述掺杂剂由发光性化合物构成，且前述发 光材料的发光波长光谱与前述发光性化合物的发光波长光谱在主要部分有重合。前述发光材料与发光性化合物的发光波长与量子收率的关系，优选发光波长短的 量子收率比发光波长长的量子收率大。前述发光材料与发光性化合物的至少1种，是金属配位化合物和/或有机化合物， 优选各个的HOMO能级不同。这些的发光材料和发光性化合物的发光光谱的峰波长之差优选是30nm以下。前述发光材料和发光性化合物，优选由具有相同的配位基骨架、配位基骨架的取 代基分别不同的多个金属配位化合物构成，金属配位化合物的中心金属优选是铱。另外，本专利技术是将发光材料和发光性化合物混合后放入加热容器中进行真空蒸镀 为特征的制造方法。此外，本专利技术是前述掺杂剂由非发光性化合物组成为特征的发光元件。前述非发光性化合物优选是沸点比前述发光材料低的化合物。前述非发光性化合物的带隙优选比前述发光材料的带隙大。优选根据有机发光层内的位置使有机发光层中的发光材料与前述非发光性化合 物的比例变化。在发光效率上优选发光材料是磷光发光材料。此外，本专利技术是前述有机发光层含有发光材料和电流促进材料为特征的发光元 件。前述电流促进材料是发光性材料，优选该材料的量子收率比前述发光材料低，另 外发光光谱的峰波长之差优选是30nm以下。5前述电流促进材料的带隙优选比前述发光材料的带隙大。附图的简单说明图1A、1B与IC是表示本专利技术的发光元件一个例子的概念图。图IA表示有机层为二层的元件结构，图IB表示有机层为三层的元件结构，图IC 表示有机层为四层的元件结构。图2表示本专利技术使用的发光材料和发光性化合物的发光谱图，该场合表示Ir配位 化合物C与Ir配位化合物D的光谱。横座标是发光波长、纵座标是用发光峰规格化的值。 表明发光光谱的主要区域重合。图3是表示比较例发光光谱的图。说明发光光谱的重合少，峰波长也分离的样子。 具体实施例方式本专利技术的发光元件是具有阳极和阴极，及夹持在阳极与阴极间的有机发光层的发 光元件。有机发光层的层结构没有特殊限定，可列举图1A、1B与IC所示之类的结构。本专利技术的发光元件，其特征是有机发光层含有发光材料和为改善发光材料分散性 用的掺杂剂、尤其是含有发光性化合物或非发光性化合物，或者含有电流促进材料。作为上 述掺杂剂的作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，具有配置在基板上的阳极与阴极，和夹在前述阳极和前述阴极间的有机发光层，其特征在于前述有机发光层含有主体材料、发光材料和为改善该发光材料分散性用的掺杂剂，前述掺杂剂由电流促进材料构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：古郡学，冈田伸二郎，坪山明，泷口隆雄，三浦圣志，森山孝志，井川悟史，镰谷淳，岩胁洋伸，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]