專利名稱：有機電致發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于平板顯示器、液晶顯示器背光、信號燈、光源等 的有機EL(電致發(fā)光)元件。
背景技術(shù)：
為了使平板顯示器變薄、使壓縮具有液晶顯示器的電子設(shè)備并使 其變薄、改善信號燈和光源的形狀設(shè)計靈活性等，近來越來越要求高效的薄型 質(zhì)輕的發(fā)光體。有機EL元件可以對應(yīng)這樣的要求，且這樣的元件已經(jīng)成為焦點。 EastmanKodak公司的C. W. Tang等人首先公開了在低電壓下通 過包括電極和在電極間層壓的兩個薄膜的結(jié)構(gòu)發(fā)光的有機EL元件(Appl. Phys. Lett, 51,12,913(1978))。自此，工業(yè)界開始關(guān)注有機EL元件的各種優(yōu)點，例如 低電壓(例如，幾伏特)引起的高強度發(fā)光(例如，100-10000 cd/m2)、通過構(gòu)成 發(fā)光層(活性層)的材料的組合發(fā)出多色光、極薄平板發(fā)光體的可用性等，且已 經(jīng)研究具有各種改進的薄膜結(jié)構(gòu)的有機EL元件。 有機EL元件的基本結(jié)構(gòu)由陽極、有機發(fā)光層和陰極組成。但還 有各種結(jié)構(gòu)，例如包括陽極、空穴傳輸層、有機發(fā)光層、電子傳輸層和陰極 的結(jié)構(gòu)；包括陽極、空穴注入層、空穴傳輸層、有機發(fā)光層、電子傳輸層和陰 極的結(jié)構(gòu)；包括陽極、空穴注入層、有機發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層和 陰極的結(jié)構(gòu)；包括陽極、空穴注入層、有機發(fā)光層、電子注入層和陰極的結(jié)構(gòu)； 等。 一般已知通過這樣的多層結(jié)構(gòu)可改善由電極(陽極和陰極)向有機發(fā)光層注 入空穴和電子的特性，而且通過限定有機發(fā)光層為空穴和電子的復(fù)合區(qū)域可改 善發(fā)光特性。另外，通過這些年來有機EL元件材料的進步，有機EL元件的 發(fā)光特性相比當(dāng)時有顯著改善。還將壽命改善到一個相當(dāng)高的水平，而起初對 壽命還存有顧慮。因此，有機EL元件開始在各種應(yīng)用中實際使用(見日本專利 申請公布H09-139288)。然而，已經(jīng)要求進一步改善有機EL元件的效率和壽命，因而除
了材料以外還需要改善器件結(jié)構(gòu)?？昭ê碗娮釉诎l(fā)光層外的復(fù)合是有機EL元 件的效率和壽命降低的因素。復(fù)合能量不能用于發(fā)光而造成能量的損失。損失 的原因在于從陰極側(cè)向有機發(fā)光層的電子注入和/或從陽極側(cè)向有機發(fā)光層的 空穴注入的能力低，還在于沒有將空穴和電子進入有機發(fā)光層的平衡和注入量 最佳化。因此，為了體高高效長壽的有機EL元件，需要提高電荷(空穴和/或 電子)注入有機發(fā)光層的性能，且還需要將注入平衡最佳化。因此，需要空穴和電子僅在有機發(fā)光層中有效復(fù)合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在發(fā)光層中有效復(fù)合空穴和電子以及改善有 機電致發(fā)光元件的效率和壽命。根據(jù)一個方面，本發(fā)明包括電極、發(fā)光層和用于將空穴或電子傳 輸?shù)桨l(fā)光層的傳輸層。發(fā)光層和傳輸層在電極之間形成。發(fā)光層含有作為受電 子摻雜劑的化合物。在該結(jié)構(gòu)中，有可能有效地在發(fā)光層中復(fù)合空穴和電子， 并改善效率和壽命。根據(jù)另一個方面，發(fā)光層具有含有該化合物的區(qū)域。 根據(jù)另一個方面，發(fā)光層具有含有該化合物的第一區(qū)域和含有作 為發(fā)光摻雜劑的化合物的第二區(qū)域。 根據(jù)另一個方面，發(fā)光層進一步具有僅由發(fā)光層主體材料(host material)組成的第三區(qū)域。第三區(qū)域設(shè)在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間。根據(jù)另一個方面，作為受電子摻雜劑的化合物為金屬氧化物。 根據(jù)另一個方面，金屬氧化物選自由氧化釩、氧化鉬、氧化錸和 氧化鴨組成的組。 根據(jù)一個方面，本發(fā)明包括電極、發(fā)光層和用于將空穴或電子傳 輸?shù)桨l(fā)光層的傳輸層。所述發(fā)光層和傳輸層在電極之間形成。發(fā)光層含有作為 供電子摻雜劑的物質(zhì)。根據(jù)另一個方面，發(fā)光層具有含有該物質(zhì)的區(qū)域。 根據(jù)另一個方面，發(fā)光層具有含有該物質(zhì)的第一區(qū)域和含有作為 發(fā)光摻雜劑的化合物的第二區(qū)域。根據(jù)另一個方面，發(fā)光層進一步具有僅由發(fā)光層主體材料組成的
第三區(qū)域。第三區(qū)域設(shè)在第一區(qū)域和第二區(qū)域之間。根據(jù)另一個方面，作為供電子摻雜劑的物質(zhì)是一種或多種金屬，
其選自由以下組成的組堿金屬、堿土金屬和稀土金屬。


下面將詳細說明本發(fā)明優(yōu)選的實施方式。參考下面的詳細說明和
附圖將更好地理解本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點
圖1為示意圖，表示本發(fā)明有機電致發(fā)光元件的實例； 圖2為示意圖，表示本發(fā)明的模式； 圖3為示意圖，表示本發(fā)明的另一模式； 圖4為示意圖，表示本發(fā)明的另一模式； 圖5為示意圖，表示本發(fā)明的另一模式； 圖6為示意圖，表示本發(fā)明的另一模式；和 圖7為示意圖，表示本發(fā)明的另一模式。
最佳實施方式 圖1表示有機EL(電致發(fā)光)元件結(jié)構(gòu)的實例，其包括電極1和2， 以及在電極之間層壓的有機發(fā)光層4。電極(陽極)1由透光的導(dǎo)電膜形成，且 在基底10表面層壓。發(fā)光層4通過空穴傳輸層3層壓在陽極1表面上。電極(陰 極)2通過電子傳輸層5層壓在發(fā)光層4上。然而，不限于此，例如，空穴阻擋 層可以在發(fā)光層4和電子傳輸層5之間形成。發(fā)光層4也可以通過層壓多色層 而形成。在本發(fā)明第一個模式中，發(fā)光層4含有作為受電子摻雜劑的化合 物。該化合物可以包含在整個或部分發(fā)光層4中。例如，在圖2的模式中，陽 極1側(cè)的發(fā)光層4具有區(qū)域4a，且區(qū)域4a含有該化合物。形成區(qū)域4a的材料 的數(shù)目與形成余下區(qū)域的材料的數(shù)目不同，且除了有機發(fā)光化合物以外，區(qū)域 4a還含有作為受電子摻雜劑的化合物。然而，發(fā)光層4可以含有具有濃度梯 度的該化合物。例如，該化合物的濃度可以在陽極l側(cè)高，且從陽極l側(cè)到陰 極2側(cè)降低。在改進的模式中，發(fā)光層4含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物。例如，
在圖3的模式中，發(fā)光層4具有區(qū)域4a和4b，且形成區(qū)域4a的材料的數(shù)目 與形成區(qū)域4b的材料的數(shù)目不同。除了有機發(fā)光化合物以外，陽極l側(cè)的區(qū) 域4a含有作為受電子摻雜劑的化合物，同時除了有機發(fā)光化合物以外，陰極 2側(cè)的區(qū)域4b含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物。然而，作為受電子摻雜劑的化 合物的位置和/或作為發(fā)光摻雜劑的化合物的位置可以改變。 在圖4的增強的模式中，發(fā)光層4具有區(qū)域4a、 4b和4c，其各 自由不同數(shù)目的材料形成。除了有機發(fā)光化合物以外，陽極l側(cè)的區(qū)域4a含 有作為受電子摻雜劑的化合物。除了有機發(fā)光化合物以外，陰極2側(cè)的區(qū)域 4b含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物。區(qū)域4c僅由發(fā)光層主體材料組成，且設(shè)在 區(qū)域4a和4b之間。區(qū)域各自的位置可以改變。 因此，通過在發(fā)光層4中包含作為受電子摻雜劑的化合物以及在 發(fā)光層4中包含作為受電子摻雜劑的化合物和作為發(fā)光摻雜劑的化合物，有可 能改善向發(fā)光層4注入空穴的能力和在發(fā)光層4中的空穴傳輸能力。而且，該 能力可以在發(fā)光層4中部分或選擇性地改善。另外，通過優(yōu)化空穴和/或電子 注入發(fā)光層的平衡，發(fā)光層有效發(fā)光是可能的，且可以得到優(yōu)異的發(fā)光特性和 壽命特性。在本發(fā)明第二個模式中，發(fā)光層4含有作為供電子摻雜劑的物 質(zhì)。該物質(zhì)可以包含在整個或部分發(fā)光層4中。例如，在圖5的模式中，發(fā)光 層4具有各自由不同數(shù)目的材料形成的區(qū)域。區(qū)域中陰極2側(cè)的區(qū)域4d含有 有機發(fā)光化合物以外的該物質(zhì)。然而，發(fā)光層4可以含有具有濃度梯度的作為 供電子摻雜劑的物質(zhì)。例如，該物質(zhì)的濃度在陰極2側(cè)高，且從陰極2側(cè)向陽 極1側(cè)降低。 在改進的模式中，發(fā)光層4含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物。例如， 在圖6的模式中，發(fā)光層4具有區(qū)域4d和4e，其各自由不同數(shù)目的材料形成。 除了有機發(fā)光化合物以外，陰極2側(cè)的區(qū)域4d含有作為供電子摻雜劑的物質(zhì)。 除了有機發(fā)光化合物以外，陽極1側(cè)的區(qū)域4e含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物。 然而，作為供電子摻雜劑的物質(zhì)的位置和/或作為發(fā)光摻雜劑的化合物的位置 可以改變。 在圖7的增強的模式中，發(fā)光層4具有區(qū)域4d、 4e和4f，其各 自由不同數(shù)目的材料形成。除了有機發(fā)光化合物以外，陰極2側(cè)的區(qū)域4d含 有作為供電子摻雜劑的物質(zhì)。除了有機發(fā)光化合物以外，陽極1側(cè)的區(qū)域4e 含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物。區(qū)域4f僅由發(fā)光層主體材料組成，且設(shè)在區(qū) 域4d和4e之間。每個區(qū)域的位置都可以改變。 因此，通過在發(fā)光層4中包含作為供電子摻雜劑的物質(zhì)以及在發(fā) 光層4中包含作為供電子摻雜劑的物質(zhì)和作為發(fā)光摻雜劑的化合物，有可能改 善向發(fā)光層4注入電子的能力和在發(fā)光層4中的電子傳輸能力。而且，該能力 可以在發(fā)光層4中部分或選擇性地改善。另外，通過優(yōu)化空穴和/或電子注入 發(fā)光層的平衡，發(fā)光層有效發(fā)光是可能的，且可以得到優(yōu)異的發(fā)光特性和壽命 特性。在第一和第二模式中，發(fā)光層4含有受電子摻雜劑和供電子摻雜 劑之一，但是本發(fā)明的發(fā)光層可以含有它們兩者。本發(fā)明的發(fā)光層還可以含有 一種或多種受電子摻雜劑或供電子摻雜劑。例如，有可能通過以下使層4含有 需要的摻雜劑(受電子摻雜劑或供電子摻雜劑)在具體組分(發(fā)光層主體材料和 /或發(fā)光摻雜劑)蒸鍍過程中蒸發(fā)需要的摻雜劑；交替蒸鍍具體組分和需要的摻 雜劑；在具體組分蒸鍍后將需要的摻雜劑蒸發(fā)并在層4中進行擴散；或通過旋 涂涂覆具體組分和需要的摻雜劑的溶液等。簡而言之，可以使用具體組分與需 要摻雜劑共存的方法。 下面詳述用于形成發(fā)光層4且為單層或混合層形式的有機發(fā)光 化合物。本發(fā)明的發(fā)光層可以含有包括已知化合物的有機發(fā)光化合物，所述已 知化合物包括但不限于，例如，蒽、萘、芘、并四苯、暈苯、二萘嵌苯、酞二 萘嵌苯(phthaloperylene)、萘二萘嵌苯(naftaloperylene)、 二苯基丁二烯、四 苯基丁二烯、香豆素、惡二唑、雙苯并惡唑啉(bisbenzoxazoline)、雙苯乙烯、 環(huán)戊二烯、喹啉金屬絡(luò)合物、三(8-羥基喹啉酸)鋁絡(luò)合物、三(4-甲基-8-喹啉酸) 鋁絡(luò)合物、三(5-苯基-8-喹啉酸)鋁絡(luò)合物、氨基喹啉金屬絡(luò)合物、苯并喹啉金 屬絡(luò)合物、三-(p-三聯(lián)苯-4-基)胺、1-烯丙基-2，5-二(2-噻吩基)比咯衍生物、比 喃、喹吖啶酮、紅熒烯、聯(lián)苯乙烯苯(distyrylbenzene)衍生物、聯(lián)苯乙烯芳烴衍 生物、或以包括這些發(fā)光化合物的基團作為分子的一部分的化合物。然而，不 限于原本就是熒光顏料的化合物，發(fā)光層可由可以從三線態(tài)發(fā)出磷光的發(fā)光材 料形成。使用包括選自例如，周期表第7-11族的金屬的有機金屬絡(luò)合物作為 磷光摻雜劑。金屬優(yōu)選自由釕、銠、鈀、銀、錸、鋨、銥、鉑和金組成的組。 下面說明發(fā)光層主體材料。可以使用電子傳輸材料、空穴傳輸材 料或其混合材料作為發(fā)光層主體材料。在混合材料的情況下，發(fā)光層4可以具 有濃度梯度，由此使陽極1側(cè)含有多的空穴傳輸材料，而當(dāng)越接近陰極2側(cè)， 電子傳輸材料的比例越高。電子傳輸材料或空穴傳輸材料可以適當(dāng)?shù)剡x擇，但 不限于相當(dāng)于發(fā)光層4所用的有機發(fā)光化合物、形成空穴傳輸層3所用的材料 和形成電子傳輸層5所用的材料的組。除了上述在發(fā)熒光情況下用于發(fā)光層的 主體材料外，在發(fā)磷光的情況下，用于發(fā)光層4的主體材料選自包括咔唑衍生 物、聚乙烯咔唑等的組。發(fā)光摻雜劑可以包含在用于發(fā)光層4的主體材料中， 且上述有機發(fā)光化合物可以用于發(fā)光摻雜劑。上述作為受電子摻雜劑的化合物具有能化學(xué)氧化有機物質(zhì)這樣 的特性，如Lewis酸，且選自但不限于包括以下物質(zhì)的組金屬氧化物，例如 氧化釩、氧化鉬、氧化錸、氧化鴇等；無機化合物，例如氯化鐵、溴化鐵、碘 化鐵、碘化鋁、氯化鎵、溴化鎵、碘化鎵、氯化銦、溴化銦、碘化銦、五氯化 銻、五氟化砷、三氟化硼等；和有機化合物，例如DDQ (二氰基-二氯醌)、TNF (三硝基芴酮)、TCNQ(四氰基醌二甲烷)、4F-TCNQ(四氟-四氰基醌二甲烷)等。 在沒有發(fā)光摻雜劑的情況下，受電子摻雜劑可以包含在與含有發(fā)光摻雜劑或有 機發(fā)光化合物的區(qū)域的主體材料共用的材料中用于所需的發(fā)光。 上述作為供電子摻雜劑的物質(zhì)對于有機物質(zhì)有還原作用，其為但 不限于，例如，至少一種選自由如下組成的組的物質(zhì)堿金屬、堿土金屬、稀 土金屬、堿金屬氧化物、堿金屬鹵化物、堿土金屬氧化物、堿土金屬鹵化物、 稀土金屬氧化物、稀土金屬鹵化物、和堿金屬碳酸鹽。而且，可以使用其中芳 香化合物與堿金屬配位的金屬絡(luò)合物作為供電子摻雜劑，但并不限于此。在沒 有發(fā)光摻雜劑的情況下，供電子摻雜劑可以包含在與含有發(fā)光摻雜劑或有機發(fā) 光化合物的區(qū)域的主體材料共用的材料中用于所需的發(fā)光。 形成空穴傳輸層3(或空穴注入層)的材料為例如具有空穴傳輸能 力、來自陽極l的空穴注入效果、向發(fā)光層4注入空穴的優(yōu)異效果、防止電子 向空穴傳輸層3運動的效果、和優(yōu)異的形成薄膜能力的化合物。該材料選自但 不限于包括以下物質(zhì)的組芳香二胺化合物，例如N,N'-雙(3-甲基苯基)-(l,^-聯(lián)苯基)-4， 4，二胺(TPD)和4,4，-雙(N-(萘基)-N-苯基-氨基)二苯基(a-NPD)等；和 高分子材料，例如芪衍生物和吡唑啉衍生物和聚芳基鏈烷和4， 4，， 4"-三(N-(3-
甲基苯基)N-苯基氨基)三苯基胺(m-MTDATA)和2, 2，， 7, 7'-四-(N, N-二苯基氨 基)-9, 9，-螺雙芴和聚乙烯咔唑等。形成電子傳輸層5的電子傳輸材料為例如具有電子傳輸能力、來 自陰極2的電子注入效果、向發(fā)光層4注入電子的優(yōu)異的效果、防止空穴向電 子傳輸層5運動的效果、和優(yōu)異的形成薄膜能力的化合物。電子傳輸材料選自 包括以下物質(zhì)的組芴、紅菲繞啉、2，9-二甲基-4,7-二苯基-1,10鄰二氮雜菲、 蒽醌二甲烷、二苯酚合苯醌、噁唑、噁二唑、三唑、咪唑、4，4，-N,N，-二咔唑
聯(lián)苯(CBP)等；其化合物；金屬絡(luò)合物化合物；和含氮五元環(huán)衍生物。金屬絡(luò)
合物化合物為但不限于三(8-羥基喹啉酸)鋁；三(2-甲基-8-羥基喹啉酸)鋁；
三(8-羥基喹啉酸)鎵；雙(10-羥基苯并[h]喹啉酸)鈹；雙(10-羥基苯并[h]喹啉酸) 鋅；雙(2-甲基-8-喹啉酸)(o-甲酚)鎵；雙(2-甲基-8-喹啉酸)(l-萘酚)鋁；雙(2-甲基-8-喹啉酸)-4-苯基酚鹽等。含氮五元環(huán)衍生物優(yōu)選為噁唑、噻唑、噁二唑、 噻重氮、或三唑衍生物。三唑衍生物為，但不限于2, 5-雙(1-苯基)-1, 3, 4-噁 唑；2, 5-雙(1-苯基)-1, 3， 4-噻唑;2, 5-雙(1-苯基)-1, 3, 4-噁二唑;2-(4，-叔丁基 苯基)-5-(4"-聯(lián)苯基)1, 3, 4-噁二唑;2, 5畫雙(1-萘基)畫1， 3, 4-噁二唑;1， 4-雙[2-(5-苯基噻重氮基)]苯；2,5-雙(1-萘基)-1，3，4-三唑；3-(4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5-(4-1-丁 基苯基)-l,2,4-三唑等?？梢允褂糜糜诰酆衔镉袡C發(fā)光元件的聚合物材料，例 如，聚對苯撐、其衍生物、芴、其衍生物等。另外，當(dāng)堿金屬等摻雜到傳輸層3和5中時，可以通過降低的電 壓實現(xiàn)高效率。但是如果如本發(fā)明的情況，受電子摻雜劑或受電子摻雜劑摻雜 到發(fā)光層4中，會增加發(fā)光層4中的復(fù)合概率，使得以實現(xiàn)高效率。 同樣，在其它構(gòu)成有機EL元件(例如，基底10保留的層壓元 件、陽極l、陰極2等)的材料中，可以使用常規(guī)使用的物質(zhì)。 陽極1為用于向發(fā)光層4注入空穴的電極。優(yōu)選使用由大功函數(shù) 的金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們的混合物組成的電極材料作為陽極l。特別 優(yōu)選使用功函數(shù)大于等于4eV的電極材料。該電極材料為，例如，金金屬等、 導(dǎo)電透明材料，例如CuI、 ITO(氧化銦錫)、Sn02、 ZnO、 IZO(氧化銦鋅)等。 例如，可以通過利用例如真空蒸發(fā)、濺射等方法用電極材料在基底IO上形成 膜而制成薄膜形式的陽極1。當(dāng)結(jié)構(gòu)為來自發(fā)光層4的光穿過陽極1從透光的 基底10向外發(fā)出時，陽極1的光透射率優(yōu)選大于等于70%。陽極l的薄層電
阻優(yōu)選小于等于幾百Q(mào)/口，特別小于等于100Q/口。為了控制陽極l的特性， 例如上述光透射率、薄層電阻等，陽極1的膜厚度取決于材料，但是優(yōu)選一般 設(shè)為小于等于500nm，更優(yōu)選范圍為10-200nm。 陰極2為用于向發(fā)光層4注入電子的電極。優(yōu)選使用由小功函數(shù) 的金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們的混合物組成的電極材料作為陰極2。優(yōu)選 使用功函數(shù)小于等于5eV的電極材料。該電極為例如堿金屬、堿金屬鹵化 物、堿金屬氧化物、堿土金屬等；這些和其他金屬的合金等。例如，使用鈉、 鈉-鉀合金、鋰、鎂、鎂-銀混合物、鎂-銦混合物、鋁-鋰合金、Al/LiF混合物 等。另外，可以使用鋁、Al/Ab03混合物等。陰極2也可以通過使用堿金屬、 堿金屬鹵化物或金屬氧化物作為基底在一層或多層中設(shè)置上述功函數(shù)小于等 于5eV的材料(或含有其的合金)。例如，可以形成堿金屬和A1層；堿金屬 鹵化物、堿土金屬和A1層；Al20s和Al層等。陰極2還可以制成典型的ITO、 IZO透光的電極等以形成如下結(jié)構(gòu)，其中使得從發(fā)光層4發(fā)出的光從陰極2側(cè) 射出。而且陰極2界面的電子傳輸層5可以與堿金屬鋰、鈉、銫、鈣；或堿土 金屬慘雜。 下面將說明基于上述模式優(yōu)選的實施方式以及與其作為比較的 比較例。 在第一個實施方式中(實施方式1)，基底10是0.7mm厚的透光 玻璃板。陽極1是其中薄層電阻為10Q/口的透光電極。通過濺射ITO(氧化銦 錫)在基底10表面形成陽極1。用純水和異丙醇對基底10超聲清洗10分鐘后， 然后將其干燥。 然后將基底10置于真空蒸發(fā)系統(tǒng)與2，2'，7,7'-四-(N, N-二苯基氨 基)-9,9，-螺雙芴(以下簡稱"螺-TAD")—起在減壓3xl(r5Pa下進行蒸發(fā)使厚度變 成150A。因此，在陽極1上形成空穴傳輸層3。 然后，將4, 4'-N，N，-二咔唑-聯(lián)苯基(由Nippon Steel Chemical Co., Ltd.制造以下簡稱"CBP")和作為受電子摻雜劑的Mo03按摩爾比l:l蒸發(fā)到 空穴傳輸層3上形成100A的厚度。因此，在發(fā)光層4形成摻雜Mo03的區(qū)域 4a。在其上蒸發(fā)"CBP"形成100A的厚度，使得在發(fā)光層4中形成僅由主體材 料組成的區(qū)域4c。"CBP"和作為發(fā)光摻雜劑的雙(2-苯基苯并噻唑-N,C，)銥(乙酰 丙酮)(bis(2-phenylbenzothiazolate-N，C，) iridium (acetylacetonat))(以下簡禾爾
"Bt2Ir(acac)")按重量比96:4蒸發(fā)到其上形成厚度300 A ，使得在發(fā)光層中形 成摻雜了"Bt2Ir(acac)"的區(qū)域4b。上述有機物質(zhì)每次的蒸發(fā)速度為l-2入/s。 然后，將2，9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-鄰二氮雜菲(由Nippon Steel Chemical Co., Ltd.制造以下簡稱"BCP")蒸發(fā)到上述三層結(jié)構(gòu)的發(fā)光層4上形 成厚度100A，從而形成空穴阻擋層(未示出)。三(8-羥基喹啉酸)鋁(由Nippon Steel Chemical Co., Ltd.制造，以下簡稱"Alq3")蒸發(fā)到其上形成厚度400 A ，從 而形成電子傳輸層5。最后，將LiF蒸發(fā)到電子傳輸層5上形成厚度5A，并 且將Al以5A/S的蒸發(fā)速度蒸發(fā)到其上形成厚度1000 A ，從而形成陰極2。 因此，得到具有圖4結(jié)構(gòu)的有機EL元件。 在第二個實施方式中(實施方式2)，將具有如第一個實施方式中 形成的陽極1的基底10置于真空蒸發(fā)系統(tǒng)中與4, 4'-雙[N, N'-(3-甲苯基)氨 基]-3, 3，-二甲基聯(lián)苯基(由Nippon Steel Chemical Co., Ltd.制造以下簡稱 "HMTPD")在減壓3xl(T5 Pa下蒸發(fā)從而形成厚度450 A 。由此在陽極1上形成 空穴傳輸層3。 然后，將"CBP"和作為發(fā)光摻雜劑的"Bt2Ir(acac)"按重量比96:4 蒸發(fā)到空穴傳輸層3形成厚度300 A ，使得在發(fā)光層4中形成摻雜了 "Bt2Ir(acac)"的區(qū)域4e。在其上蒸發(fā)"CBP"形成厚度100 A ，使得在發(fā)光層4 中形成僅由主體材料組成的區(qū)域4f。將"CBP"和作為供電子摻雜劑的Cs按摩 爾比1:1蒸發(fā)形成厚度IOOA ，從而在發(fā)光層4中形成摻雜了 Cs的區(qū)域4d。 上述各有機物質(zhì)的蒸發(fā)速度為l-2A/s。然后，雙(2-甲基-8-喹啉酸)-4-苯基酚鹽(以下簡稱"BAlq")蒸發(fā)到 上述三層結(jié)構(gòu)的發(fā)光層4上形成厚度200A，從而形成電子傳輸層5。最后， 將LiF蒸發(fā)到電子傳輸層5上形成厚度5 A ，并且將Al以5 A/s的蒸發(fā)速度蒸 發(fā)到其上形成厚度1000A，從而形成陰極2。由此，得到具有圖7結(jié)構(gòu)的有機 EL元件。 在第三個實施方式中(實施方式3)，將具有如第一個實施方式中 形成的陽極1的基底10置于真空蒸發(fā)系統(tǒng)中與"螺-TAD"在減壓3xl0—Spa下蒸 發(fā)從而形成厚度150 A 。由此在陽極1上形成空穴傳輸層3。 然后，"CBP"和作為受電子摻雜劑的"Mo03"按摩爾比1:1蒸發(fā)到 空穴傳輸層3上形成厚度200 A ，由此在發(fā)光層4中形成摻雜了 Mo03的區(qū)域 4a。 "CBP"和作為發(fā)光摻雜劑的"Bt2Ir(acac)"按重量比96:4蒸發(fā)到其上形成厚 度300 A ，使得在發(fā)光層4中形成摻雜了"Bt2Ir(acac)"的區(qū)域4b。上述各有機 物質(zhì)的蒸發(fā)速度為l-2A/s。 然后，將"BCP"蒸發(fā)到上述兩層結(jié)構(gòu)的發(fā)光層4上形成厚度100 A，從而形成空穴阻擋層(未示出)。"Alq3"蒸發(fā)到其上形成厚度400 A ，從而 形成電子傳輸層5。最后，將LiF蒸發(fā)到電子傳輸層5上，并且將Al以5A/s 的蒸發(fā)速度蒸發(fā)到其上形成厚度1000A，從而形成陰極2。因此，得到具有圖 3結(jié)構(gòu)的有機EL元件。 在比較例1中，將具有如實施方式1中形成的陽極1的基底10 置于真空蒸發(fā)系統(tǒng)中與"螺-TAD"在減壓3xl0—5 Pa下蒸發(fā)從而形成厚度500 A 。 因此在陽極1上形成空穴傳輸層3。 然后，"CBP"和作為發(fā)光摻雜劑的"Bt2Ir(acac)"按重量比96:4蒸 發(fā)到空穴傳輸層3上形成厚度300 A ，使得形成摻雜了 Bt2Ir(acac)的發(fā)光層4。 然后，將"BCP"蒸發(fā)到發(fā)光層4上形成厚度IOOA，從而形成空 穴阻擋層。"Alq3"蒸發(fā)到其上形成厚度400 A ，從而形成電子傳輸層5。最后， 將LiF蒸發(fā)到電子傳輸層5上形成厚度5 A ，并且將Al以5 A/s的蒸發(fā)速度蒸 發(fā)到其上形成厚度1000A，從而形成陰極2。因此，得到有機EL元件(見圖 1)。 在比較例2中，將具有如實施方式1中形成的陽極1的基底10 置于真空蒸發(fā)系統(tǒng)中與"HMTPD"在減壓3x10—5 Pa下蒸發(fā)從而形成厚度450 A 。 因此在陽極1上形成空穴傳輸層3。 然后，"CBP"和作為發(fā)光摻雜劑的"Bt2Ir(acac)"按重量比96:4蒸 發(fā)到空穴傳輸層3上形成厚度300 A ，從而形成摻雜了"Bt2Ir(acac)"的在發(fā)光 層4。 然后，將"BAlq"蒸發(fā)到發(fā)光層4上形成厚度400A，從而形成電 子傳輸層5。最后，將LiF蒸發(fā)到電子傳輸層5上形成厚度5A，并且將Al 以5A/s的蒸發(fā)速度蒸發(fā)到其上形成厚度1000A，從而形成陰極2。因此，得 到有機EL元件(見圖1)。 實施方式1 3和比較例1和2中所得的有機EL元件接通電源 ("2400"，由KEYTHLEY制造)。使用多通道分析器("CS-1000"，由KONICA
MINOLTA CORP制造)測量電流密度、電壓、亮度、電流效率和外量子效率。 亮度用"BM-5A"(由TopconCorp.制造)測量。結(jié)果如表1中所示。[表1]
實施方式1實施方式2實施方式3 比較例1 比較例2
電流密度(A/m2) 10 10 10 10 10
電壓CV) 6.9 7.2 4.3 6.8 5.0
亮度(cd/m2) 407 210 310 216 23
電流效率(cd/A) 40.6 20.8 3L0 22.4 2.4
外量子效率(％) 12.6 5.9 8.7 7.2 0.7 在每個實施方式中，證實亮度高，且電流效率和外量子效率也高， 如表1中實施方式1與比較例1相比；實施例2與比較例2相比。 雖然本發(fā)明參考具體優(yōu)選的實施方式進行說明，但是本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以在不超出本發(fā)明的精神和范圍的條件下進行各種改進和變型。
權(quán)利要求
1.一種有機電致發(fā)光元件，其包括電極、發(fā)光層和用于將空穴或電子傳輸?shù)桨l(fā)光層的傳輸層，所述發(fā)光層和所述傳輸層在電極間形成，其中所述發(fā)光層含有作為受電子摻雜劑的化合物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層具有含有 該化合物的區(qū)域。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層具有含有 該化合物的第一區(qū)域和含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物的第二區(qū)域。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層具有含有 該化合物的第一區(qū)域和含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物的第二區(qū)域。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層進一步具 有僅由發(fā)光層主體材料組成的第三區(qū)域，所述第三區(qū)域設(shè)在第一區(qū)域和第二區(qū) 域之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層進一步具 有僅由發(fā)光層主體材料組成的第三區(qū)域，所述第三區(qū)域設(shè)在第一區(qū)域和第二區(qū) 域之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述作為 受電子慘雜劑的化合物為金屬氧化物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述金屬氧化物選自 由氧化釩、氧化鉬、氧化錸和氧化鎢組成的組。
9. 一種有機電致發(fā)光元件，其包括電極、發(fā)光層和用于將空穴或電子傳 輸?shù)桨l(fā)光層的傳輸層，所述發(fā)光層和所述傳輸層在電極之間形成，其中所述發(fā) 光層含有作為供電子摻雜劑的物質(zhì)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層具有含 有該物質(zhì)的區(qū)域。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層具有含 有該物質(zhì)的第一區(qū)域和含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物的第二區(qū)域。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層具有含 有該物質(zhì)的第一區(qū)域和含有作為發(fā)光摻雜劑的化合物的第二區(qū)域。
13. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層進一步 具有僅由發(fā)光層主體材料組成的第三區(qū)域，所述第三區(qū)域設(shè)在第一區(qū)域和第二 區(qū)域之間。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層進一步 具有僅由發(fā)光層主體材料組成的第三區(qū)域，所述第三區(qū)域設(shè)在第一區(qū)域和第二 區(qū)域之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9 14中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中所述 作為供電子摻雜劑的化合物為選自由堿金屬、堿土金屬和稀土金屬組成的組中 的一種或多種金屬。
全文摘要
一種有機EL(電致發(fā)光)元件，可以在發(fā)光層中有效復(fù)合空穴和電子，并改善元件的效率和壽命。該元件包括電極1和2、發(fā)光層4和向?qū)?傳輸空穴和電子的傳輸層3和5。層4含有作為受電子摻雜劑的化合物和/或作為供電子摻雜劑的物質(zhì)。因此，使得以優(yōu)化空穴或電子向?qū)?注入的平衡。
文檔編號H01L51/50GK101171698SQ20068001601
公開日2008年4月30日 申請日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者十博也, 小田敦 申請人:松下電工株式會社;財團法人山形縣產(chǎn)業(yè)技術(shù)振興機構(gòu)