專利名稱：有機電致發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及有機電致發(fā)光元件，更詳細地說，涉及發(fā)光壽命特性優(yōu)異的有機電致發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
有機電致發(fā)光元件(有機EL元件)，從在顯示器及照明中的應用的觀點來看，進行了積極廣泛的開發(fā)。有機EL元件的驅(qū)動原理如下。即，從正穴注入電極及電子注入電極分別注入正穴及電子，它們在有機薄膜中被輸送，在發(fā)光層中再結(jié)合而產(chǎn)生激發(fā)狀態(tài)，由該激發(fā)狀態(tài)而得到發(fā)光。
在有機EL元件的實用化過程中，最大的問題是發(fā)光壽命特性問題。在有機EL元件的劣化機構(gòu)中，有機物質(zhì)的電化學劣化是最重要的一點，這里，所謂有機物質(zhì)的電化學劣化，是指有機物質(zhì)在吸附了正穴時所生成的自由基陽離子、或有機物在吸附了電子時生成的自由基陰離子而處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，導致有機物質(zhì)發(fā)生化學變質(zhì)。
一般地，正穴輸送物質(zhì)在吸附了電子的狀態(tài)(自由基陰離子狀態(tài))下，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。例如，現(xiàn)在廣泛使用的正穴輸送材料NPB(N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基聯(lián)苯胺)，在自由基陰離子的情況下處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。
另外，電子輸送物質(zhì)在吸附了正穴的狀態(tài)(自由基陽離子狀態(tài))下，處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。例如，現(xiàn)在廣泛使用的電子輸送材料Alq(三(8-羥基喹啉)鋁(III)，在自由基陽離子的情況下處于不穩(wěn)定的狀態(tài)。
因此，為了提高有機EL元件的壽命特性，防止有機物質(zhì)的電化學劣化是有效可行的。在“Science，283號，1900頁，1999年”中，報告了通過使正穴輸送材料和電子輸送材料的混合物作為發(fā)光層，能夠提高有機EL元件的壽命特性。這樣，通過由多種有機物質(zhì)構(gòu)成發(fā)光層而提高元件的耐久性的方法，迄今為止在學術(shù)論文和專利中已有若干報道，但是，為了推進有機EL元件的實用化，需要進一步提高發(fā)光壽命特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光壽命特性優(yōu)異的有機電致發(fā)光元件。
本發(fā)明的第一方面的特征在于是在正穴注入電極和電子注入電極之間配置發(fā)光層，在正穴注入電極和發(fā)光層之間配置有正穴輸送層的有機電致發(fā)光元件，在正穴輸送層中含有在循環(huán)伏安法測定中顯示可逆的陰極還原過程且與正穴輸送層中的正穴輸送材料相比還原電位小的電子陷阱材料。
在本發(fā)明的第一方面中，在正穴輸送層中含有滿足上述兩個條件的電子陷阱材料。
第一條件是在循環(huán)伏安法測定中能夠顯示可逆的陰極還原過程。這可以從在循環(huán)伏安法中測定的循環(huán)伏安曲線來判斷。例如，重復約3次陰極還原過程，每次的循環(huán)伏安曲線大體重疊時，具有可逆性，可判斷為顯示可逆的陰極還原過程。而每次的循環(huán)伏安曲線不重合、有大的偏離時，就不具有可逆性，可判斷為顯示不可逆的陰極還原過程。
而且，循環(huán)伏安法中的可逆性，還可以由“A.Bard，L.R.Faulkner，Electrochemical Methods Fundamentals and Application，John Wiley&Sons；New York，2001；p240”中記述的下述尼克爾森(Nicholson)式來判定。
Ipc/Ipa＝Ipco/Ipao+0.485×Ipso/Ipao+0.086對于上述尼克爾森式中的Ipco、Ipao、及Ipso，參照圖3進行說明。圖3是表示紅熒烯的循環(huán)伏安曲線的圖。首先，電位的絕對值增大時，還原過程進行，電流值沿箭頭A的方向增大。曲線處于最下端時的電流值為Ipao，此時的電位為E1。電位的絕對值沿箭頭B進一步增大，位于曲線最左端位置時的電流值為Ipso。接著，電位的絕對值沿箭頭C減小，曲線上升到最上端位置時的電流值為Ipco，此時的電位為E2。材料的還原電位(Ered)由下式來決定。
Ered＝(E1+E2)/2將以上從循環(huán)伏安曲線所求得的Ipco、Ipao及Ipso的值代入上述尼克爾森式，能夠計算出Ipc/Ipa，該Ipc/Ipa值越接近1，越能判斷可逆性越高。在本發(fā)明中，優(yōu)選在1.2～0.8的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在1.1～0.9的范圍內(nèi)。
第二條件是，在循環(huán)伏安法測定中，還原電位比正穴輸送層中的正穴輸送材料的還原電位小。這里，所謂還原電位小，意味著還原電位的絕對值小。例如，還原電位為-1V與還原電位為-2V相比，判斷為前者的還原電位小。
由于還原電位和最低空分子軌道(LUMO)的能級之間具有相關關系，所以還原電位小的，最低空分子軌道(LUMO)的能級低。
在本發(fā)明的第一方面中，正穴輸送層中所含有的電子陷阱材料，由于其還原電位比正穴輸送材料的還原電位小，所以其最低空分子軌道(LUMO)的能量也比正穴輸送材料的能量低。因此，可以穩(wěn)定地捕獲從發(fā)光層逸出移動到正穴輸送層中的電子，能夠防止由該電子引起的正穴輸送材料的破壞。而且，由于電子陷阱材料是顯示可逆的陰極還原過程的材料，所以電子陷阱材料本身也不會因電子而引起劣化。
目前，雖然也進行了通過在發(fā)光層中含有電子輸送材料而提高發(fā)光壽命特性的嘗試，但主要是著眼于提高電荷的平衡以便不使電子從發(fā)光層逸出。而在本發(fā)明的第一方面中，考慮到完全防止電子從發(fā)光層中溢出是困難的，通過在正穴輸送層中穩(wěn)定地捕獲從發(fā)光層溢出的電子，從而提高發(fā)光壽命特性。
本發(fā)明第一方面中的正穴輸送層中的電子陷阱材料的濃度，優(yōu)選在0.1～30重量％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.5～10重量％的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在1～5重量％的范圍內(nèi)。
電子陷阱材料的濃度過高時，由于正穴輸送層輸送電子，所以從發(fā)光層溢出的電子的量增多，有可能使發(fā)光效率下降。而且，電子陷阱材料的濃度過低時，會有不能充分得到提高發(fā)光壽命特性這樣的發(fā)明效果的情況。
電子陷阱材料，可以包含在整個正穴輸送層中，也可以僅包含在正穴輸送層的部分區(qū)域。
電子陷阱材料，只要是滿足上述第一條件及第二條件，并無特別的限制。例如在苝衍生物、蒽醌衍生物、蒽衍生物、紅熒烯衍生物等化合物中，能夠列舉出滿足上述第一條件及第二條件的化合物。
本發(fā)明第一方面中的正穴輸送層中的正穴輸送材料，只要是具有正穴輸送特性，并無特別的限制，可以使用大有機EL元件中作為正穴輸送材料使用的材料。作為這樣的正穴輸送材料，例如可以列舉出芳基胺等。
本發(fā)明第一方面的發(fā)光層，優(yōu)選所述發(fā)光層是由基質(zhì)材料和摻雜材料所構(gòu)成。作為發(fā)光層的基質(zhì)材料，可以列舉出蒽衍生物、鋁配位化合物、紅熒烯衍生物、芳基胺衍生物等。
而且，作為摻雜材料，可以使用單重態(tài)發(fā)光材料，也可以使用三重態(tài)發(fā)光材料。為了得到較高的發(fā)光效率，優(yōu)選采用磷光發(fā)光材料這樣的三重態(tài)發(fā)光材料。作為單重態(tài)發(fā)光材料，可以列舉出苝衍生物、香豆素衍生物、蒽衍生物、萘并萘衍生物、苯乙烯基苯衍生物等。而且，作為三重態(tài)發(fā)光材料(磷光發(fā)光材料)，可以列舉出銥配位化合物、鉑配位化合物等。
本發(fā)明第一方面的發(fā)光層，可以是僅由一層所構(gòu)成，也可以是由發(fā)光色不同的2層或3層所構(gòu)成。在發(fā)光層是由多層構(gòu)成的情況下，例如，通過藍色發(fā)光層和橙色發(fā)光層的組合，能夠使本發(fā)明第一方面的有機EL元件成為白色發(fā)光元件。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，由于使侵入正穴輸送層中的電子在電子陷阱材料中能夠穩(wěn)定地陷入，所以能夠防止正穴輸送材料的因電子引起的劣化。因此，可以成為發(fā)光壽命特性優(yōu)異的有機EL元件，而且，還可以期待隨之提高發(fā)光效率、降低驅(qū)動電壓等有機EL元件特性的提高。
本發(fā)明的第二方面，是在正穴注入電極和電子注入電極之間配置發(fā)光層，在所述電子注入電極和所述發(fā)光層之間配置有電子輸送層的有機EL元件，在所述電子輸送層中含有在循環(huán)伏安法測定中顯示可逆的陽極氧化過程且與所述電子輸送層中的電子輸送材料相比氧化電位小的空穴陷阱材料。
在本發(fā)明的第二方面中，在電子輸送層中含有滿足上述兩個條件的正穴陷阱材料。
第一條件是在循環(huán)伏安法測定中能夠顯示可逆的陽極氧化過程。這可以從在循環(huán)伏安法中測定的循環(huán)伏安曲線來判斷。例如，重復約3次陽極氧化過程，每次的循環(huán)伏安曲線大體重疊時，具有可逆性，可判斷為顯示可逆的陽極氧化過程。而每次的循環(huán)伏安曲線不重合、有大的偏離時，就不具有可逆性，可判斷為顯示不可逆的陽極氧化過程。
而且，循環(huán)伏安法中的可逆性，還可以由“A.Bard，L.R.Faulkner，Electrochemical Methods Fundamentals and Application，John Wiley&Sons；New York，2001；p240”中記述的下式尼克爾森式來判定。
Ipc/Ipa＝Ipco/Ipao+0.485×Ipso/Ipao+0.086對于上述尼克爾森式中的Ipco、Ipao、及Ipso，參照圖15進行說明。圖1 5是表示m-MTDAT的循環(huán)伏安曲線的圖。首先，電位的絕對值增大時，氧化過程進行，電流值沿箭頭A的方向增大。曲線處于最上端時的電流值為Ipao，此時的電位為E1。電位的絕對值沿箭頭B進一步增大，位于曲線最右端位置時的電流值為Ipso。接著，電位的絕對值沿箭頭C減小，曲線下降到最下端位置時的電流值為Ipco，此時的電位為E2。材料的氧化電位(Eox)由下式來決定。
Eox＝(E1+E2)/2將以上從循環(huán)伏安曲線所求得的Ipco、Ipao及Ipso的值代入上述尼克爾森式，能夠計算出Ipc/Ipa，該Ipc/Ipa值越接近1，越能判斷可逆性高。在本發(fā)明中，優(yōu)選在1.2～0.8的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在1.1～0.9的范圍內(nèi)。
第二條件是，在循環(huán)伏安法測定中，氧化電位比電子輸送層中的電子輸送材料的氧化電位小。這里，所謂氧化電位小，意味著氧化電位的絕對值小。
由于氧化電位和最高被占分子軌道(HOMO)的能級之間具有相關關系，所以氧化電位小的，最高被占分子軌道(HOMO)的能級高。
在本發(fā)明的第二方面中，電子輸送層中所含有的正穴陷阱材料，由于其氧化電位比電子輸送材料的氧化電位小，所以其最高被占分子軌道(HOMO)的能量也比電子輸送材料的能量高。因此，可以穩(wěn)定地捕獲從發(fā)光層逸出移動到電子輸送層中的正穴，能夠防止由該正穴引起的電子輸送材料的破壞。而且，由于正穴陷阱材料是顯示可逆的陽極氧化過程的材料，所以正穴陷阱材料本身也不會因正穴而引起劣化。
目前，為了不使正穴從發(fā)光層中逸出，進行了提高電荷的平衡、設置正穴阻止層等嘗試。在本發(fā)明的第二方面中，考慮到完全防止正穴從發(fā)光層中溢出是困難的，通過在電子輸送層中穩(wěn)定地捕獲從發(fā)光層溢出的正穴，從而提高發(fā)光壽命特性。
本發(fā)明第二方面中的電子輸送層中的正穴陷阱材料的濃度，優(yōu)選在0.1～30重量％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.5～10重量％的范圍內(nèi)，最優(yōu)選在1～5重量％的范圍內(nèi)。
正穴陷阱材料的濃度過高時，由于電子輸送層輸送正穴，所以從發(fā)光層溢出的正穴的量增多，有可能使發(fā)光效率下降。而且，正穴陷阱材料的濃度過低時，會有不能充分得到提高發(fā)光壽命特性這樣的發(fā)明效果的情況。
正穴陷阱材料，可以包含在整個電子輸送層中，也可以僅包含在電子輸送層的部分區(qū)域。
正穴陷阱材料，只要是滿足上述第一條件及第二條件，并無特別的限制。例如在MTDATA衍生物、TPD(N，N’-二(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基聯(lián)苯胺)衍生物、NPB衍生物、三苯基胺衍生物、酞菁衍生物、紅熒烯衍生物、二茂鐵衍生物等化合物中，能夠列舉出滿足上述第一條件及第二條件的化合物。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，由于使侵入電子輸送層中的正穴在正穴陷阱材料中能夠穩(wěn)定地陷入，所以能夠防止電子輸送材料的因正穴引起的劣化。因此，可以得到發(fā)光壽命特性優(yōu)異的有機EL元件，而且，還可以期待隨之提高發(fā)光效率、降低驅(qū)動電壓等有機EL元件特性的提高。


圖1是表示本發(fā)明第一方面的實施例中制作的有機EL元件的剖面圖。
圖2是表示本發(fā)明第一方面的實施例中制作的有機EL元件的亮度-時間特性的圖。
圖3是表示紅熒烯的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖4是表示tBuDPN的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖5是表示DBzR的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖6是表示苝的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖7是表示蒽醌的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖8是表示NPB的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖9是表示CBP的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖10是表示本發(fā)明第一方面的其它實施例中制作的有機EL元件的剖面圖。
圖11是表示本發(fā)明第一方面的其它實施例中制作的有機EL元件的亮度-時間特性的圖。
圖12是表示本發(fā)明第一方面的其它實施例中制作的有機EL元件的驅(qū)動電壓-時間特性的圖。
圖13是表示本發(fā)明第二方面的實施例中制作的有機EL元件的剖面圖。
圖14是表示本發(fā)明第二方面的實施例中制作的有機EL元件的亮度-時間特性的示意圖。
圖15是表示m-MTDATA的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖16是表示NPB的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖17是表示紅熒烯的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖18是表示tBuDPN的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖19是表示DBzR的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖20是表示二茂鐵的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖21是表示BCP的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖22是表示9-苯基咔唑的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
具體實施例方式
以下利用實施例具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于下述的實施例。
首先，對本發(fā)明的第一方面的實施例加以說明。
對于紅熒烯、tBuDPN、DBzR、苝、蒽醌、NPB及CBP等化合物，分別測定了循環(huán)伏安曲線。
在循環(huán)伏安曲線中，在溶解有對象化合物的有機溶劑中插入工作電極、對電極及參照電極，在工作電極和對電極之間施加電壓，測定電位和電流量的變化。作為所使用的測定儀器，是ポテンショスタッ卜(北斗電工社制造的“HA-501”)及ファンクションジエネレ一タ一(北斗電工社制造的“HB-104”)。
使化合物溶解為10-3mol/L，使作為支持電解質(zhì)的叔丁基全氯銨溶解為10-1mol/L，作為溶劑使用了THF(四氫呋喃)，由此調(diào)制了樣品，其它條件如下掃描速度100mV/秒掃描次數(shù)3次工作電極鉑板對電極鉑線參照電極Ag/AgNO3乙腈溶液圖3是表示紅熒烯的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。紅熒烯具有以下結(jié)構(gòu)。
rubrene圖4是表示tBuDPN的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。tBuDPN是5，12-二(4-叔丁基苯基)萘并萘，其具有以下結(jié)構(gòu)。
tBuDPN圖5是表示DBzR的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。DBzR是5，12-二(4-(6-甲基苯并噻唑-2-基)苯基)-6，11-二苯基萘并萘，其具有以下結(jié)構(gòu)。
DBzR圖6是表示苝的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。苝具有以下結(jié)構(gòu)。
苝圖7是表示蒽醌的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。蒽醌具有以下結(jié)構(gòu)。
蒽醌圖8是表示NPB的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。NPB是N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基聯(lián)苯胺，其具有以下結(jié)構(gòu)。
NPB圖9是表示CBP的陰極還原過程的循環(huán)伏安曲線圖。CBP是4，4’-二(9-卡唑基)-聯(lián)苯，其具有以下結(jié)構(gòu)。

CBP對于上述各化合物，從它們的循環(huán)伏安曲線圖，可求出上述還原電位及Ipc/Ipa，如表1所示。
表1

從圖8及圖9可知，NPB及CBP在陰極還原過程中是不可逆的。而從圖3～圖7可知，紅熒烯、tBuDPN、DBzR、苝、蒽醌在陰極還原過程中表現(xiàn)出可逆性。而且，如表1所示，Ipc/Ipa的值在0.97～1.08的范圍內(nèi)。
(實施例1)制作了具有圖1所示結(jié)構(gòu)的有機EL元件。圖1所示的有機EL元件是，在正穴注入電極1上，設置有陽極緩沖層2，在其上形成正穴輸送層3，在其上設置發(fā)光層4。在發(fā)光層4上設置有正穴阻止層5及電子輸送層6，在電子輸送層6上設置有電子注入電極7。還有，該有機EL元件，是在玻璃基板上制作的。正穴注入電極1是由ITO(銦錫氧化物)所形成，在其上形成使用CFx的陽極緩沖層2(厚度為0.1nm)。在其上使用作為正穴輸送材料的NPB，形成作為電子陷阱材料的含有5重量％的tBuDPN的正穴輸送層3(厚度為50nm)。在其上形成由含有6.5重量％的Ir(ppy)3的CBP所構(gòu)成的發(fā)光層4(厚度為25nm)。Ir(ppy)3是三(2-苯基吡啶)銥(III)，其具有以下結(jié)構(gòu)。
Ir(ppy)3正穴阻止層5(厚度為10nm)是由BAlq所形成的。BAlq是二(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基酚鋁(III)，具有以下結(jié)構(gòu)。
BAlq電子輸送層6(厚度為40nm)是由Alq所形成的。Alq是三-(8-羥基喹啉)鋁(III)，其具有以下結(jié)構(gòu)。
Alq電子注入電極7是由LiF(厚度為0.5nm)和Al(厚度為200nm)的層疊結(jié)構(gòu)所形成的。
陽極緩沖層CFx由等離子體CVD法所形成。
其它各層是由真空蒸鍍法形成的。
(比較例1)
除了在正穴輸送層3中不含作為電子陷阱材料的tBuDPN之外，其余與上述實施例1同樣，制作了有機EL元件。
(比較例2)除了由CBP取代tBuDPN作為正穴輸送層3中所包含的電子陷阱材料，其余與上述實施例1同樣，制作了有機EL元件。
(初期特性的評價)對于實施例1、比較例1和比較例2的各有機EL元件，測定了色度和發(fā)光效率，如表2所示。
表2

從表2所示的結(jié)果可知，實施例1的有機EL發(fā)光元件，與比較例1及比較例2的有機EL元件相比，顯示出較高的發(fā)光效率。
對于實施例1、比較例1及比較例2的各有機EL元件，評價了其亮度-時間特性，評價結(jié)果如圖2所示。
從圖2的結(jié)果可知，本發(fā)明第一方面的實施例1的有機EL元件，與比較例1及比較例2的有機EL元件相比，發(fā)光壽命特性優(yōu)異。
(實施例2)作為發(fā)光層，制作了層疊橙色發(fā)光層及藍色發(fā)光層而形成的白色發(fā)光的有機EL元件。
圖10是表示該白色發(fā)光的有機EL元件的剖面圖。如圖10所示，該有機EL元件，在正穴注入電極11上設置有陽極緩沖層12，在其上設置正穴輸送層13。在正穴輸送層13上，層疊設置橙色發(fā)光層14及藍色發(fā)光層15。在這些發(fā)光層14及15上設置電子輸送層16，在電子輸送層16上設置有電子輸入電極17。還有，該有機EL元件是在玻璃基板上制作的。
與實施例1同樣，正穴注入電極11是由ITO(銦錫氧化物)所形成，陽極緩沖層12(厚度為1nm)是由CFx所形成。
正穴輸送層13(厚度為110nm)是由作為電子陷阱材料的含有5重量％的紅熒烯的NPB所構(gòu)成。
橙色發(fā)光層14(厚度為50nm)，是使用80重量％的NPB和20重量％的tBuDPN作為基質(zhì)材料，含有3重量％的DBzR作為摻雜材料。
藍色發(fā)光層15(厚度為40nm)，是使用93重量％的TBADN和7重量％的NPB作為基質(zhì)材料，含有1重量％的TBP作為摻雜材料。TBADN是2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽，其具有以下結(jié)構(gòu)。
TBADNTBP是2，5，8，11-四叔丁基苝，其具有以下結(jié)構(gòu)。
TBP電子輸送層16(厚度為10nm)，與實施例1同樣由Alq所構(gòu)成。電子注入層17也與實施例1同樣，由LiF(厚度為1nm)和Al(厚度為200nm)的層疊結(jié)構(gòu)所形成。陽極緩沖層CFx是由等離子體CVD法形成的。其它各層是由真空蒸鍍法形成的。
如本實施例這樣，在層疊橙色發(fā)光層和藍色發(fā)光層而形成的白色發(fā)光元件的情況下，在與正穴輸送層相鄰的橙色發(fā)光層中，優(yōu)選使用與正穴輸送層的正穴輸送材料相同的化合物作為基質(zhì)材料。
(比較例3)除了在正穴輸送層13中不含作為電子陷阱材料紅熒烯之外，其余與上述實施例2同樣，制作了有機EL元件。
對實施例2和比較例3的各有機EL元件，測定了色度、發(fā)光效率及電力效率，測定的結(jié)果如表3所示，另外，驅(qū)動電流為20mA/cm2。
表3

從表3的結(jié)果可知，實施例2的有機EL元件及比較例3的有機EL元件，幾乎表現(xiàn)出相同程度的發(fā)光效率和電力效率。
對于實施例2及比較例3的各有機EL元件，評價了亮度-時間特性及驅(qū)動電壓-時間特性，亮度-時間特性的評價結(jié)果如圖11所示。驅(qū)動電壓-時間特性的評價結(jié)果如圖12所示。在圖12所示的驅(qū)動電壓-時間特性的評價試驗中，在各元件中通過電流，使初期亮度為10000nit，測定了持續(xù)通過該一定電流時的亮度和電壓的變化。
從圖11所示的結(jié)果可知，本發(fā)明第一方面的實施例2的有機EL元件，與比較例3的有機EL元件相比，發(fā)光壽命特性更為優(yōu)異。
而且，如圖12所示的結(jié)果可知，本發(fā)明第一方面的實施例2的有機EL元件，與比較例3的有機EL元件相比，能夠維持低的驅(qū)動電壓。
接著，對本發(fā)明第二方面的實施例加以說明。
對于m-MTDATA、NPB、紅熒烯、tBuDPN、DBzR、二茂鐵、BCP及9-苯基咔唑的各化合物，測定了循環(huán)伏安曲線。
在循環(huán)伏安曲線中，在溶解有對象化合物的有機溶劑中插入工作電極、對電極及參照電極，在工作電極和對電極之間施加電壓，測定電位和電流量的變化。作為所使用的測定儀器，是ポテンショスタッ卜(北斗電工社制造的“HA-501”)及ファンクションジエネレ一タ一(北斗電工社制造的“HB-104”)。
使化合物溶解為10-3mol/L，使作為支持電解質(zhì)的叔丁基全氯銨溶解為10-1mol/L，作為溶劑使用了二氯甲烷，由此調(diào)制了樣品，其它條件如下掃描速度100mV/秒掃描次數(shù)3次工作電極鉑板對電極鉑線參照電極Ag/AgNO3乙腈溶液圖15是表示m-MTDATA的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。m-MTDATA是{3-甲基苯基-(苯基)-氨基}4，4’，4”-三(三苯胺)，其具有以下結(jié)構(gòu)。
m-MTDATA圖16是表示NPB的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖17是表示紅熒烯的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖18是表示tBuDPN的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖19是表示DBzR的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。
圖20是表示二茂鐵的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。二茂鐵具有以下結(jié)構(gòu)。
二茂鐵圖21是表示BCP的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。BCP是2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲繞啉，其具有以下結(jié)構(gòu)。

圖22是表示9-苯基咔唑的陽極氧化過程的循環(huán)伏安曲線圖。9-苯基咔唑具有以下結(jié)構(gòu)。

9-苯基咔唑?qū)τ谏鲜龈骰衔?，從它們的循環(huán)伏安曲線圖，可求出上述氧化電位及Ipc/Ipa，如表4所示。
圖4

從圖21及圖22可知，BCP及9-苯基咔唑在陽極氧化過程中是不可逆的。而從圖15～圖20可知，m-MTDATA、NPB、紅熒烯、tBuDPN、DBzR及二茂鐵在陽極氧化過程中表現(xiàn)出可逆性。而且，如表4所示，Ipc/Ipa的值在1.00～1.04的范圍內(nèi)。
(實施例3)制作了具有圖13所示結(jié)構(gòu)的有機EL元件。圖13所示的EL元件是，在正穴注入電極21上設置有陽極緩沖層22，在其上設置正穴輸送層23，在其上設置發(fā)光層24。在發(fā)光層24上設置有電子輸送層25，在電子輸送層25上設置有電子注入電極26，還有，該有機EL元件是在玻璃基板上制作的。正穴注入電極21是由ITO(銦錫氧化物)所形成，在其上形成使用CFx的陽極緩沖層22(厚度為0.1nm)。在其上形成有使用了作為正穴輸送材料的NPB的正穴輸送層23(厚度為50nm)。在其上形成由Alq所構(gòu)成的發(fā)光層24(厚度為30nm)。
電子輸送層25(厚度為20nm)，使用作為電子輸送材料的BCP，含有5重量％的作為正穴陷阱材料的m-MTDATA。
電子注入電極26(厚度為200nm)是由Al形成的。
陽極緩沖層CFx是由等離子體CVD法形成的。
其它各層是由真空蒸鍍法形成的。
(比較例4)除了在電子輸送層25中不含作為正穴陷阱材料的m-MTDATA之外，其余與上述實施例3同樣，制作了有機EL元件。
(比較例5)除了由9-苯基咔唑取代m-MTDATA作為電子輸送層25中所包含的正穴陷阱材料，其余與上述實施例3同樣，制作了有機EL元件。
對于實施例3、比較例4和比較例5的各有機EL元件，測定了色度和發(fā)光效率，如表5所示。
表5

從表5所示的結(jié)果可知，實施例3的有機EL發(fā)光元件，與比較例4及比較例5的有機EL元件相比，顯示出相對較高的發(fā)光效率。
對于實施例3、比較例4及比較例5的各有機EL元件，評價了其亮度-時間特性，評價結(jié)果如圖14所示。
從圖14的結(jié)果可知，本發(fā)明第二方面的實施例3的有機EL元件，與比較例4及比較例5的有機EL元件相比，發(fā)光壽命特性優(yōu)異。
權(quán)利要求
1.一種有機電致發(fā)光元件，在正穴注入電極和電子注入電極之間配置發(fā)光層，在所述正穴注入電極和所述發(fā)光層之間配置有正穴輸送層，其特征在于在所述正穴輸送層中含有在循環(huán)伏安法測定中顯示出可逆的陰極還原過程且與所述正穴輸送層中的正穴輸送材料相比還原電位小的電子陷阱材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述正穴輸送層中的所述電子陷阱材料的濃度在0.1～30重量％的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述正穴輸送材料是芳基胺衍生物。
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，其特征在于所述電子陷阱材料是紅熒烯衍生物。
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，其特征在于所述電子陷阱材料是苝衍生物。
6.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，其特征在于所述電子陷阱材料是蒽醌衍生物。
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，其特征在于所述發(fā)光層由基質(zhì)材料和摻雜材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述發(fā)光層僅由一層構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述發(fā)光層由發(fā)光色不同的2層或3層所構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求7～9中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述發(fā)光層的基質(zhì)材料是蒽衍生物、鋁配位化合物、紅熒烯衍生物或芳基胺衍生物。
11.根據(jù)權(quán)利要求7～11中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于與所述正穴輸送層相鄰的發(fā)光層的基質(zhì)材料是與所述正穴輸送層的正穴輸送材料相同的化合物。
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，其特征在于作為所述發(fā)光層，是將藍色發(fā)光層和橙色發(fā)光層進行層疊而設置的白色發(fā)光元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求7～12中任一項所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于作為所述摻雜材料，包含磷光發(fā)光材料。
14.一種有機電致發(fā)光元件，在正穴注入電極和電子注入電極之間配置發(fā)光層，在所述電子注入電極和所述發(fā)光層之間配置有電子輸送層，其特征在于在所述電子輸送層中含有在循環(huán)伏安法測定中顯示出可逆的陽極氧化過程且與所述電子輸送層中的電子輸送材料相比氧化電位小的正穴陷阱材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述電子輸送層中的所述空穴陷阱材料的濃度在0.1～30重量％的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述發(fā)光層由基質(zhì)材料和摻雜材料構(gòu)成。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述發(fā)光層僅由一層構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述發(fā)光層由發(fā)光色不同的2層或3層所構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于所述發(fā)光層的基質(zhì)材料是蒽衍生物、鋁配位化合物、紅熒烯衍生物或芳基胺衍生物。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于與所述正穴輸送層相鄰的發(fā)光層的基質(zhì)材料是與所述正穴輸送層的正穴輸送材料相同的化合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于作為所述發(fā)光層，是將藍色發(fā)光層和橙色發(fā)光層進行層疊而設置的白色發(fā)光元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的有機電致發(fā)光元件，其特征在于作為所述摻雜材料，包含磷光發(fā)光材料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機電致發(fā)光元件，在正穴注入電極和電子注入電極之間配置發(fā)光層，在正穴注入層和發(fā)光層之間配置有正穴輸送層，其特征是在所述正穴輸送層中含有在循環(huán)伏安法測定中顯示出可逆的陰極還原過程且與所述正穴輸送層中的正穴輸送材料相比還原電位小的電子陷阱材料；或者，其特征是在所述電子輸送層中含有在循環(huán)伏安法測定中顯示出可逆的陽極氧化過程且與所述電子輸送層中的電子輸送材料相比氧化電位小的正穴陷阱材料。
文檔編號H05B33/14GK1674743SQ20051005892
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者奧本健二, 神野浩 申請人:三洋電機株式會社