專利名稱：有機電致發(fā)光元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光(EL)元件，特別是高效率的有機EL元件。
背景技術：
有機EL元件如果根據其發(fā)光原理來進行分類，則可分為熒光型和磷光型兩種。對有機EL元件施加電壓時，從陽極注入空穴，并且從陰極注入電子，這兩者在發(fā)光層中復合而形成激子。根據電子自旋的統(tǒng)計理論，單重態(tài)激子與3重態(tài)激子按照25%: 75%的比例生成。熒光型中使用基于單重態(tài)激子的發(fā)光，因此據稱內部量子效率的極限為25%。最近在使用了熒光材料的熒光型元件中長壽命化技術不斷發(fā)展，逐漸被應用在移動電話、電視等全彩色顯示器中，但其高效率化成為課題。關于熒光型元件的高效率化技術，公開了幾種迄今未被有效利用的從3重態(tài)激子取得發(fā)光的技術。例如，在非專利文獻I中對將蒽系化合物用作主體材料的非摻雜元件進行了解析，就其機理而言，通過兩個3重態(tài)激子發(fā)生碰撞融合而生成單重態(tài)激子，其結果使熒光發(fā)光增加。然而，在非專利文獻I中僅公開了在僅有主體材料的非摻雜元件中確認到因3重態(tài)激子碰撞融合而導致熒光發(fā)光增加，而且其效果低，基于3重態(tài)激子的效率增加量僅為3 6%。非專利文獻2中報道了在藍色熒光元件中的內部量子效率為28.5%，超過以往的理論極限值25%。但是，并沒有公開任何用于超過25%的技術手段，另外，從全彩色有機EL電視的實用化的觀點出發(fā)，要求進一步高效率化。另外，專利文獻I中公開了在熒光元件中利用3重態(tài)激子的其他例子。在通常的有機分子中，存在最低的3重態(tài)激發(fā)狀態(tài)(Tl)比最低的單重態(tài)激發(fā)狀態(tài)(SI)低、但是較高的3重態(tài)激發(fā)狀態(tài)(T2)比SI高的情況。在這種情況下，通過引發(fā)從T2向SI的躍遷，能夠獲得基于單重態(tài)激發(fā)狀態(tài)的發(fā)光。然而，實際上外部量子效率為6%左右(將光取出效率設為25%時，內部量子效率為24% )，并未超過以往所述的極限值25%。另外，就此處的機理而言，取決于一分子內的從3重態(tài)激發(fā)狀態(tài)向單重態(tài)激發(fā)狀態(tài)的系間竄越(intersystemcrossing)，并不引發(fā)非專利文獻I所公開的由兩個3重態(tài)激子的碰撞所致的單重態(tài)的生成現象。專利文獻2、3中公開了通過在熒光元件的空穴阻擋層中使用BCP(浴銅靈(Bathocuproin))、BPhen (紅菲咯啉)等菲咯啉衍生物來提高空穴阻擋層和發(fā)光層的界面的空穴密度、引發(fā)高效復合的技術。然而，BCP (浴銅靈)、BPhen等菲咯啉衍生物對空穴呈脆弱性，氧化耐久性差，從元件的長壽命化的觀點出發(fā)，性能不充分。
另外，專利文獻4、5中公開了在熒光元件中使用蒽衍生物等芳香族化合物作為與發(fā)光層相接的電子傳輸層的材料的例子。然而，在這些例子中，由于所生成的單重態(tài)激子是以短時間內進行熒光發(fā)光為前提而設計出的元件，因此無需考慮與通常設計在所謂的磷光元件中的電子傳輸層的3重態(tài)能量的關系，實際上電子傳輸層的3重態(tài)能量比發(fā)光層的3重態(tài)能量小，因此發(fā)光層內生成的3重態(tài)激子會擴散至電子傳輸層，隨后經歷熱失活過程，難以超過以往的熒光發(fā)光的理論極限值即25%。進而，由于電子傳輸層的親合能過大，因此電子向親合能小的發(fā)光層的注入性差，未必能得到高效率化這樣的效果。另外，專利文獻6中公開了使用顯示長壽命、高效率的藍色發(fā)光的熒蒽系摻雜劑的元件，但是其未必稱得上
高效率。另一方面，磷光型直接使用基于3重態(tài)激子的發(fā)光。由于單重態(tài)激子能量也能通過發(fā)光分子內部的自旋轉換而轉化為3重態(tài)激子，因此期待獲得理論上接近100%的內部發(fā)光效率。因此，自在2000年由Forrest等發(fā)表了使用Ir絡合物而得的磷光發(fā)光元件以來，作為有機EL元件的高效率化技術，磷光發(fā)光元件備受注目。然而，雖然紅色磷光元件達到了實用化的階段，但是綠、藍磷光元件比熒光型元件壽命短，特別是藍色磷光存在壽命短而且色純度、發(fā)光效率不充分的問題，現狀是沒有達到實用化?，F有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2004-214180號公報專利文獻2:日本特開平10-79297號公報專利文獻3:日本特開2002-100478號公報專利文獻4:日本特開2003-338377號公報專利文獻5:國際公開第2008/062773號
專利文獻6:國際公開第2007/100010號專利文獻7:日本特表2002-525808號公報專利文獻8:美國專利第7018723號說明書非專利文獻非專利文獻1:Journal of Applied Physics, 102,114504(2007)非專利文獻2:SID2008 DIGEST, 709 (2008)
發(fā)明內容
因此，本發(fā)明人等著眼于非專利文獻I所述的某種現象，即因兩個3重態(tài)激子的碰撞融合而生成單重態(tài)激子的現象(以下，稱為Triplet-Triplet Fusion = TTF現象)，實施高效地引發(fā)TTF現象而實現熒光元件的高效率化的研究。具體而言，在使用3重態(tài)能量比構成發(fā)光層的主體大的材料作為與發(fā)光層的陰極側界面鄰接的層(本發(fā)明中稱為阻擋層)時，3重態(tài)激子會被束縛在發(fā)光層內，高效地引發(fā)TTF現象，從而實現熒光元件的高效率和長壽命。此外，為了防止在磷光型元件中激子壽命比單重態(tài)激子長的3重態(tài)激子向發(fā)光層外擴散，已知通過使用3重態(tài)能量大的材料作為與發(fā)光層的陰極側界面鄰接的層來實現高效率的方案。日本特表2002-525808號公報中公開了通過與發(fā)光層鄰接地設置由作為菲咯啉衍生物的BCP (浴銅靈)形成的阻擋層來束縛空穴、激子，由此實現高效率化的技術。另夕卜，在美國專利第7018723號說明書中記載了通過在空穴阻擋層中使用特定的芳香族環(huán)化合物來實現高效率、長壽命化的方案。然而，對于這些文獻而言，在磷光型元件中上述TTF現象被稱為TTA (Triplet-Triplet Annihiration:3重態(tài)湮滅)，被公認為損害磷光的特征即基于3重態(tài)激子的發(fā)光的現象，可以說如本發(fā)明那樣將3重態(tài)激子高效地束縛在發(fā)光層內的作法在磷光型元件中未必與高效率化相關聯(lián)。根據本發(fā)明，提供以下的有機EL元件。1.一種有機電致發(fā)光元件，其依次具備陽極、發(fā)光層、阻擋層、電子注入層和陰極，所述發(fā)光層含有主體和下述式(I)或(2)所表示的苯乙烯胺衍生物，所述阻擋層的3重態(tài)能量比所述主體的3重態(tài)能量更大。
權利要求
1.一種有機電致發(fā)光元件，其依次具備陽極、發(fā)光層、阻擋層、電子注入層和陰極， 所述發(fā)光層含有主體和下述式(I)或(2)所表示的苯乙烯胺衍生物， 所述阻擋層的3重態(tài)能量比所述主體的3重態(tài)能量更大，
2.根據權利要求1所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(I)或(2)中，Ar1 Ar4、A1、A2、B1和B2具有至少一個選自氰基、氟原子、和取代或非取代的甲硅烷基的取代基。
3.根據權利要求1或2所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(I)中，ρ為O，I為1，m為I ο
4.根據權利要求1或2所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(I)中，ρ為1，I為1，m為1，η為I。
5.根據權利要求1或2所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(I)中，ρ為O，I為1，m為2。
6.根據權利要求1或2所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(I)中，ρ為O，I為2，m為2。
7.根據權利要求1或2所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(I)中，ρ為1，I為2，m為2, η為2。
8.根據權利要求1所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(I)中，Ar5 Ar7中的至少一個為取代或非取代的芴基、取代或非取代的萘基、或者取代或非取代的苯基。
9.根據權利要求1所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(2)中，Ar8和Ar9中的至少一個為取代或非取代的芴基、取代或非取代的萘基、或者取代或非取代的苯基。
10.根據權利要求1 8中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述式(I)中，兩個氮之間的結構為下述式中的任一種，
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機電致發(fā)光元件，其依次具備陽極、發(fā)光層、阻擋層、電子注入層和陰極，發(fā)光層含有主體和特定結構的苯乙烯胺衍生物，阻擋層的3重態(tài)能量ETb比主體的3重態(tài)能量ETh大。
文檔編號H01L51/50GK103222082SQ20118005631
公開日2013年7月24日 申請日期2011年11月22日 優(yōu)先權日2010年11月22日
發(fā)明者水木由美子, 齊藤博之, 熊均, 河村祐一郎 申請人:出光興產株式會社