有機電致發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】有機電致發(fā)光元件，其特征在于，在相對的陽極和陰極之間，自所述陽極側(cè)起，依次具有第一有機薄膜層和第二有機薄膜層，該第一有機薄膜層含有特定的芳香族雜環(huán)衍生物A，該第二有機薄膜層含有特定的芳香族雜環(huán)衍生物B，并且，該芳香族雜環(huán)衍生物A和芳香族雜環(huán)衍生物B彼此不同，并由此實現(xiàn)能低電壓驅(qū)動且長壽命的有機EL元件。
【專利說明】有機電致發(fā)光元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光元件。特別涉及使用具有特定的含氮芳香族雜環(huán)的連接結(jié)構(gòu)的同系統(tǒng)的化合物的有機電致發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]若對有機電致發(fā)光元件(以下稱為有機EL元件。)施加電壓，則分別由陽極將空穴，且由陰極將電子注入到發(fā)光層。接著在發(fā)光層中，所注入的空穴與電子再結(jié)合，形成激發(fā)子。此時，通過電子自旋的統(tǒng)計規(guī)則，以25%: 75%的比率生成單重態(tài)激發(fā)子和三重態(tài)激發(fā)子。根據(jù)發(fā)光原理分類時，對于熒光型而言，使用利用單重態(tài)激發(fā)子的發(fā)光，因此有機EL元件的內(nèi)部量子效率，25%是極限。另一方面已知，對于磷光型而言，使用利用三重態(tài)激發(fā)子的發(fā)光，因此在由單重態(tài)激發(fā)子有效地進行系間竄越的情況下，內(nèi)部量子效率升高至100%。
[0003]以往，對于有機EL元件，對應(yīng)于熒光型和磷光型的發(fā)光機理來設(shè)計最優(yōu)的元件。特別是對于磷光型的有機EL元件，由其發(fā)光特性已知，單純地挪用熒光元件技術(shù)時，得不到高性能的元件。其理由通常認為如下所述。
[0004]首先，磷光發(fā)光，由于為利用三重態(tài)激發(fā)子的發(fā)光，發(fā)光層中使用的化合物的能隙必須大。這是由于，某種化合物的單重態(tài)能量(稱為最低激發(fā)單重態(tài)與基態(tài)的能量差)的值，通常大于該化合物的三重態(tài)能量(稱為最低激發(fā)三重態(tài)與基態(tài)的能量差。)的值。
[0005]因此，為了將磷光發(fā)光性摻雜材料的三重態(tài)能量有效地關(guān)閉在元件內(nèi)，首先，必須將具有三重態(tài)能量大于磷光發(fā)光性摻雜材料的三重態(tài)能量的主體材料用于發(fā)光層。進而，在設(shè)置與發(fā)光層鄰接的電子傳輸層和空穴傳輸層時，必須使用電子傳輸層和空穴傳輸層比磷光發(fā)光性摻雜材料具有更大的三重態(tài)能量的化合物。如此，基于以往的有機EL元件的元件設(shè)計思想的情況下，造成將與熒光型的有機EL元件中使用的化合物相比具有更大的能隙的化合物用于磷光型的有機EL元件，有機EL元件整體的驅(qū)動電壓升高。
[0006]另外，熒光元件中有用的耐氧化性、耐還原性高的烴系的化合物由于電子云的范圍大，因此能隙小。因此，磷光型的有機EL元件中，難以選擇這種烴系的化合物，而選擇含有氧、氮等雜原子的有機化合物，其結(jié)果，磷光型的有機EL元件存在壽命比熒光型的有機EL元件短的問題。
[0007]進而，磷光發(fā)光性摻雜材料的三重態(tài)激發(fā)子的激發(fā)子弛豫速率與單重態(tài)激發(fā)子相比非常長也對元件性能造成大的影響。即，源自單重態(tài)激發(fā)子的發(fā)光，由于與發(fā)光相關(guān)的弛豫速率快，因此不易產(chǎn)生激發(fā)子對發(fā)光層的周邊層(例如空穴傳輸層、電子傳輸層)的擴散，可以期待有效的發(fā)光。另一方面，源自三重態(tài)激發(fā)子的發(fā)光，由于為自旋禁阻、弛豫速率慢，易產(chǎn)生激發(fā)子對周邊層的擴散，由特定的磷光發(fā)光性化合物以外，產(chǎn)生熱的能量失活。也就是說，與熒光型的有機EL元件相比，電子和空穴的再結(jié)合區(qū)域的控制更重要。
[0008]由于以上的理由，磷光型的有機EL元件的高性能化需要選擇與熒光型的有機EL元件不同的材料以及設(shè)計元件。
[0009]專利文獻I中公開了連接咔唑與吖嗪的磷光主體材料、和三重態(tài)能量大的含咔唑的胺系空穴傳輸材料的組合。雖然可使用作為空穴傳輸材料有實際效果的單胺系材料，但在單胺系材料的結(jié)構(gòu)上對電荷的耐久性弱，而且，該主體材料具有咔唑之間不直接連接的結(jié)構(gòu)，因此離子化電位大，空穴傳輸材料和主體材料的界面上發(fā)生空穴的蓄積、對元件性能帶來不良影響。
[0010]專利文獻2中公開了連接咔唑的雙咔唑系的磷光主體材料、和三重態(tài)能量大的含咔唑的胺系空穴傳輸材料的組合。由于使用作為主體材料離子化電位小的物質(zhì)，因此由空穴傳輸材料的空穴注入性提高，而由于空穴傳輸材料中使用現(xiàn)有的單胺系材料，因此三重態(tài)能量易于擴散。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻 專利文獻
專利文獻1:國際公開W02004/066685號公報 專利文獻2:日本特開2010-241801號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明為了解決前述問題而成，其目的在于實現(xiàn)能低電壓驅(qū)動、長壽命的有機EL元件。
[0013]解決問題的手段
本發(fā)明人等為了實現(xiàn)前述目的反復進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過將具有特定的含氮芳香族雜環(huán)的連接結(jié)構(gòu)的同系統(tǒng)的化合物用于第一有機薄膜層和第二有機薄膜層，使第一有機薄膜層/第二有機薄膜層界面上的離子化電位的能量阻擋消失，在該界面上空穴沒有蓄積，因此向第二有機薄膜層的空穴注入量增加，隨之，向第一有機薄膜層的電子負荷降低，因此有機EL元件實現(xiàn)長壽命化，另外，具有上述特定的含氮芳香族雜環(huán)的連接結(jié)構(gòu)的化合物的三重態(tài)能量大，因此能使三重態(tài)激發(fā)子在第二有機薄膜層內(nèi)有效地關(guān)閉。
[0014]gp，本發(fā)明提供:
1.有機電致發(fā)光元件，其特征在于，在相對的陽極和陰極之間，自所述陽極側(cè)起，依次具有第一有機薄膜層和第二有機薄膜層，該第一有機薄膜層含有下式(1-1)所示的芳香族雜環(huán)衍生物A，該第二有機薄膜層含有下式(2-1)所示的芳香族雜環(huán)衍生物B，并且，該芳香族雜環(huán)衍生物A和芳香族雜環(huán)衍生物B彼此不同，
[化學式I]
【權(quán)利要求】
1.有機電致發(fā)光元件，其特征在于，在相對的陽極和陰極之間，自所述陽極側(cè)起，依次具有第一有機薄膜層和第二有機薄膜層，該第一有機薄膜層含有下式(1-1)所示的芳香族雜環(huán)衍生物A，該第二有機薄膜層含有下式(2-1)所示的芳香族雜環(huán)衍生物B，并且，該芳香族雜環(huán)衍生物A和芳香族雜環(huán)衍生物B彼此不同， [化學式I]
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A3和A4的至少一種由下式(2-a)表示， [化學式3]


__
Z*夕N
2S? 2 — a } 式(2_a)中， Z1~Z5分別獨立地表示CR7或氮原子，R7分別獨立地表示氫原子、氟原子、氰基、取代或未取代的碳原子數(shù)I~20的烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)3~20的環(huán)烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)I~20的烷氧基、取代或未取代的碳原子數(shù)I~20的鹵代烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)I~20的鹵烷氧基、取代或未取代的碳原子數(shù)I~10的烷基甲硅烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)6~30的芳基甲硅烷基、取代或未取代的碳原子數(shù)7~30的芳烷基、取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)6~30的芳基、或者取代或未取代的成環(huán)碳原子數(shù)2~30的雜芳基，或者鄰接的R7之間彼此鍵合形成環(huán)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述芳香族雜環(huán)衍生物A由下式(1-2)表示，所述芳香族雜環(huán)衍生物B由下式(2-2)表示， [化學式4]
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述芳香族雜環(huán)衍生物A由下式(1-3)表示， [化學式6]
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述芳香族雜環(huán)衍生物A由下式(1-4)或(1-5)表示，
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述芳香族雜環(huán)衍生物B由下式(2-3)表示， [化學式8]
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述芳香族雜環(huán)衍生物B由下式(2-4)或(2-5)表示， [化學式9]
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述芳香族雜環(huán)衍生物A由所述式(1-3)表示，所述芳香族雜環(huán)衍生物B由所述式(2-3)表示。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述芳香族雜環(huán)衍生物A由所述式(1-3)表示，所述芳香族雜環(huán)衍生物B由所述式(2-4)或所述式(2-5)表示。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述Al和A2的至少一種為取代或未取代的二苯并呋喃基、取代或未取代的咔唑基或取代或未取代的二苯并噻吩基。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中，含有下式(10)所示的化合物的層接合于所述第一有機薄膜層， [化學式10]
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述第二有機薄膜層含有磷光發(fā)光性材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的有機電致發(fā)光元件，其中，所述磷光發(fā)光性材料為銥(Ir)、鋨(Os)或鉬(Pt)金屬的鄰位金屬化絡(luò)合物。
【文檔編號】H01L51/50GK103563118SQ201280025477
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月27日
【發(fā)明者】加藤朋希, 藪內(nèi)伸浩, 佐土貴康 申請人:出光興產(chǎn)株式會社