化合物、有机电致发光元件和电子设备的制造方法_3

文档序号:9650092阅读:来源:国知局
基板2、阳极3、阴极4、和被配置在阳极3与阴极4之间 的有机薄膜层10。
[0097] 有机薄膜层10具有磷光发光层5,所述磷光发光层5包含作为主体材料的磷光主 体和作为磷光材料的磷光掺杂剂,在磷光发光层5与阳极3之间可具有空穴传输层6等,在 磷光发光层5与阴极4之间可具有电子传输层7等。
[0098] 另外,分别地,在磷光发光层5的阳极3侧可设置电子阻挡层,在磷光发光层5的 阴极4侧可设置空穴阻挡层。
[0099] 由此,可将电子、空穴关入到磷光发光层5中,可提高磷光发光层5中的激子的生 成概率。
[0100] 另外,本发明的有机EL元件可以是荧光或磷光发光型的单色发光元件,也可以是 荧光/磷光混合型的白色发光元件,可以是具有单独的发光单元的简单型,也可以是具有 多个发光单元的串联型。此处,"发光单元"是指,包括一层以上有机层且其中一层为发光 层、通过注入的空穴与电子进行再结合而能发光的最小单位。发光单元的代表的层构成如 下所示。 (a) 空穴传输层/发光层(/电子传输层) (b) 空穴传输层/第一磷光发光层/第二磷光发光层(/电子传输层) (c) 空穴传输层/磷光发光层/间隔层/荧光发光层(/电子传输层) (d) 空穴传输层/第一磷光发光层/第二磷光发光层/间隔层/荧光发光层(/电子传 输层) (e) 空穴传输层/第一磷光发光层/间隔层/第二磷光发光层/间隔层/荧光发光层 (/电子传输层) (f) 空穴传输层/磷光发光层/间隔层/第一荧光发光层/第二荧光发光层(/电子传 输层)。
[0101] 作为串联型有机EL元件的代表的元件构成,可举出以下的元件构成。
[0102] 阳极/第一发光单元/中间层/第二发光单元/阴极 此处,作为上述第一发光单元和第二发光单元,例如,可各自独立地选择与上述的发光 单元同样的发光单元。
[0103] 上述中间层通常也被称为中间电极、中间导电层、电荷产生层、电子溢出层、连接 层、中间绝缘层,可使用向第一发光单元供给电子、向第二发光单元供给空穴的公知的材料 构成。
[0104] 此处,主体材料在与荧光掺杂剂组合时被称为荧光主体,在与磷光掺杂剂组合时 被称为磷光主体,并非仅从分子结构被限定地区分为焚光主体或磷光主体一种含义。
[0105] 即,本说明书中的磷光主体是指构成含有磷光掺杂剂的磷光发光层的材料,并非 是指仅可用于磷光材料的主体。
[0106] (透明性基板) 本发明的有机EL元件在透光性的基板上制作。此处所谓透光性基板是支持有机EL元 件的基板,优选为400nm~700nm的可见区域的光的透过率为50%以上且平滑的基板。
[0107] 具体而言,可举出玻璃板、聚合物板等。
[0108] 作为玻璃板,尤其是,可举出使用钠钙玻璃、含有钡·锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸盐 玻璃、硼硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、石英等作为原料而形成的玻璃板。
[0109] 另外,作为聚合物板,可举出使用聚碳酸酯、丙烯酸类、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚 硫醚、聚砜等作为原料而形成的聚合物板。
[0110] (阳极和阴极) 有机EL元件的阳极发挥将空穴注入到空穴传输层或发光层中的作用,具有4. 5eV以上 的功函数是有效的。
[0111] 作为阳极材料的具体例,可举出氧化铟锡合金(ITO)、氧化锡(NESA)、氧化铟锌氧 化物、金、银、销、铜等。
[0112] 阳极可通过利用蒸镀法、溅射法等方法将这些电极物质形成薄膜而制作。
[0113] 如本实施方式那样,当从阳极取出从发光层发出的光时,优选使阳极的可见区域 的光的透过率大于10%。另外,阳极的薄层电阻优选为数百Ω/□以下。阳极的膜厚虽然也 取决于材料,可在通常IOnm~1 μ m、优选IOnm~200nm的范围内选择。
[0114] 作为阴极,为了将电子注入到电子传输层或发光层中,优选功函数小的材料。
[0115] 阴极材料没有特别限制,具体而言,可使用铟、铝、镁、镁-铟合金、镁-铝合金、 铝-锂合金、铝-钪-锂合金、镁-银合金等。
[0116] 阴极也与阳极同样,可通过利用蒸镀法、溅射法等方法形成薄膜而制作。另外,也 可采用从阴极侧取出发光的方式。
[0117] (发光层) 有机EL元件的发光层兼具以下的功能。
[0118] SP,具有以下功能: (1) 注入功能;在施加电场时,可从阳极或空穴传输层注入空穴,可从阴极或电子传输 层注入电子的功能, (2) 传输功能;利用电场的力使注入的电荷(电子和空穴)移动的功能, (3)发光功能;提供电子与空穴的再结合的场所,由此导致发光的功能。
[0119] 但是,空穴的注入容易性与电子的注入容易性可以存在不同,另外,由空穴和电子 的迀移率表示的传输能力可存在大小差异。
[0120] 作为形成该发光层的方法,例如,可应用蒸镀法、旋涂法、LB法等公知的方法。
[0121] 发光层优选为分子堆积膜。
[0122] 此处,所谓分子堆积膜,是由气相状态的材料化合物进行沉积而形成的薄膜、由溶 液状态或液相状态的材料化合物进行固体化而形成的膜,通常,该分子堆积膜与由LB法形 成的薄膜(分子累积膜)可通过凝集结构、高级结构的不同、由此导致的功能上的不同而区 分。
[0123] 另外,通过在将树脂等粘结剂和材料化合物溶解到溶剂中而形成溶液后,利用旋 涂法等将其形成薄膜,也可形成发光层。
[0124] 本发明的有机EL元件在阴极与阳极之间具有包括1层或多层的有机薄膜层。该 有机薄膜层具有至少1层发光层,该有机薄膜层中的至少1层包含至少1种磷光材料和至 少1种本发明的化合物。另外,优选发光层中的至少1层包含各1种以上的本发明的化合 物和磷光材料。
[0125] -磷光材料- 本发明中,上述磷光材料含有金属络合物,上述金属络合物优选具有选自Ir、Pt、〇S、 Au、Cu、Re和Ru中的金属原子和配体。尤其是,上述配体优选具有邻位金属化键。
[0126] 从磷光量子收率高、可进一步提高发光元件的外部量子效率这方面考虑,优选为 含有选自lr、0s和Pt中的金属原子的化合物,进一步优选为铱络合物、锇络合物、铂络合物 等金属络合物(优选为邻位金属化络合物),其中,更优选为铱络合物和铂络合物(均优选为 邻位金属化络合物),最优选为邻位金属化化铱络合物。
[0127] 优选的金属络合物的具体例如下所示,但不特别地受它们的限制。
[0128] [化学式 45]



[0129] 本发明中,上述发光层中含有的上述磷光材料中的至少1种优选为发光波长的极 大值为450nm以上750nm以下。作为优选的例子,极大值为450nm以上495nm以下、495nm 以上590nm以下、590nm以上750nm以下。
[0130] 通过将这样的发光波长的磷光材料(磷光掺杂剂)掺杂到本发明中使用的特定的 主体材料中而构成发光层,可形成高效率的有机EL元件。
[0131] 发光层的膜厚没有特别限制,优选为5~lOOnm、更优选为7~70nm、进一步优选 为10~50nm。为5nm以上时,容易进行发光层的形成,为IOOnm以下时,可避免驱动电压的 上升。
[0132] (还原性掺杂剂) 本发明的有机EL元件还优选在阴极与有机薄膜层的界面区域具有还原性掺杂剂。
[0133] 通过这样的构成,可谋求有机EL元件的发光亮度的提高、长寿命化。
[0134] 作为还原性掺杂剂,可举出选自碱金属、碱金属络合物、碱金属化合物、碱土金属、 碱土金属络合物、碱土金属化合物、稀土类金属、稀土类金属络合物、和稀土类金属化合物 等中的至少一种。
[0135] 作为碱金属,可举出Na (功函数:2. 36eV)、K (功函数:2. 28eV)、Rb (功函数: 2. 16eV)、Cs (功函数:1. 95eV)等,特别优选功函数为2. 9eV以下的碱金属。这些中,优选 为K、Rb、Cs、进一步优选为Rb或Cs,最优选为Cs。
[0136] 作为碱土金属,可举出Ca (功函数:2. 9eV)、Sr (功函数:2. OeV~2. 5eV)、Ba (功 函数:2. 52eV)等,特别优选功函数为2. 9eV以下的碱土金属。
[0137] 作为稀土类金属,可举出Sc、Y、Ce、Tb、Yb等,特别优选功函数为2. 9eV以下的稀 土类金属。
[0138] 以上的金属中优选的金属尤其是还原能力高,通过较少量地向电子注入区域中添 加,可使得有机EL元件中的发光亮度的提升、长寿命化。
[0139] 作为碱金属化合物,可举出Li20、Cs20、K 2O等碱金属氧化物、LiF、NaF、CsF、KF等 碱金属卤化物等,优选LiF、Li20、NaF。
[0140] 作为碱土金属化合物,可举出Ba0、Sr0、Ca0和将它们混合而成的BaxSr 1 x0 (0 < x < IXBaxCa1 χ0 (0 < X < 1)等,优选 BaO、Sr0、Ca0。
[0141] 作为稀土类金属化合物,可举出YbF3、ScF3、Sc0 3、Y203、Ce203、GdF 3、TbF3等,优选 YbF3、ScF3、TbF3。
[0142] 作为碱金属络合物、碱土金属络合物、稀土类金属络合物,分别地,只要含有碱金 属离子、碱土金属离子、稀土类金属离子中的至少一种作为金属离子即可,没有特别限制。 另外,配体优选羟基喹啉、苯并羟基喹啉、叮啶醇、菲啶醇、羟基苯基噁唑、羟基苯基噻唑、羟 基二芳基噁二唑、羟基二芳基噻二唑、羟基苯基吡啶、羟基苯基苯并咪唑、羟基苯并三唑、羟 基氟硼烧[hydroxyfulborane]、联吡啶、菲洛啉、酞菁、卟啉、环戊二稀、β -二酮类、偶氮甲 碱类、和它们的衍生物等,但不受它们的限制。
[0143] 作为还原性掺杂剂的添加形态,优选在界面区域形成层状或岛状。作为形成方法, 优选以下方法:利用电阻加热蒸镀法蒸镀还原性掺杂剂,并同时蒸镀作为形成界面区域的 发光材料、电子传输材料的有机物,优选在有机物中分散还原掺杂剂的方法。分散浓度以摩 尔比计为有机物:还原性掺杂剂=100 :1~1 :1〇〇,优选为5 :1~1 :5。
[0144] 当将还原性掺杂剂形成为层状时,在将作为界面的有机层的发光材料、电子传输 材料形成为层状后,利用电阻加热蒸镀法单独蒸镀还原掺杂剂,优选以〇. Inm~15nm的层 厚形成。
[0145] 当将还原性掺杂剂形成为岛状时,在将作为界面的有机层的发光材料、电子传输 材料形成为岛状后,利用电阻加热蒸镀法单独蒸镀还原掺杂剂,优选以〇. 〇5nm~Inm的岛 厚形成。
[0146] 另外,作为本发明的有机EL元件中的主成分与还原性掺杂剂的比例,以摩尔比 计,优选为主成分:还原性掺杂剂=5 :1~1 :5,进一步优选为2 :1~1 :2。
[0147] (电子传输层) 电子传输层是在发光层与阴极之间形成的有机层,具有将电子从阴极传输至发光层的 功能。电子传输层由多层构成时,有时将接近阴极的有机层定义为电子注入层。电子注入 层具有高效地将电子从阴极注入到有机层单元中的功能。
[0148] 并且,本发明的化合物也可作为电子传输层中含有的电子传输材料使用。
[0149] 作为电子传输层中使用的电子传输性材料,可优选使用在分子内含有1个以上杂 原子的芳族杂环化合物,特别优选含氮环衍生物。另外,作为含氮环衍生物,优选具有含氮 6元环或5元环骨架的芳族环、或具有含氮6元环或5元环骨架的稠合芳族环化合物。
[0150] 作为该含氮环衍生物,例如,优选下述式(A)表示的含氮环金属螯合络合物。
[0151] [化学式的]
[0152] 通式(A)中的R2~R 7各自独立地为氢原子、卤素原子、氧基、氨基、碳原子数1~ 40 (优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~6)的经基、碳原子数1~40 (优 选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~6)的烷氧基、成环碳原子数6~40 (优 选为6~20、更优选为6~12)的芳基氧基、碳原子数2~40 (优选为2~20、更优选为 2~10、进一步优选为2~5)的烷氧基羰基或成环原子数9~40 (优选为9~30、更优选 为9~20)的芳族杂环基,它们可被取代。
[0153] 作为卤素原子,例如,可举出氟、氯、溴、碘等。另外,作为可被取代的氨基的例子, 可举出烷基氣基、芳基氣基、芳烷基氣基。
[0154] 烷氧基羰基可表示为-C00Y',作为Y'的例子,可举出与上述烷基同样的基团。烷 基氨基和芳烷基氨基可表示为-NQ 1Q^作为Q1和Q 2的具体例,可各自独立地举出与上述烷 基、上述芳烷基中说明过的基团同样的基团,优选例子也同样。Q 1和Q2中的一者可以是氢 原子。
[0155] 芳基氨基可表示为-NAr1Ar2,作为Ar1和Ar 2的具体例,各自独立地,与上述非稠合 芳族烃基和稠合芳族烃基中说明的基团同样。Ar1和Ar 2中的一者可以是氢原子。
[0156] M为错(A1)、镓(Ga)或铟(In),优选为In。
[0157] 上述式(A)的L为下述式(A')或(A")表示的基团。
[0158] [化学式 50]
[0159] 上述式(A')中,R8~R 12各自独立地为氢原子或取代或未取代的碳原子数1~40 (优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~6)的烃基,相互相邻的基团可形成环 状结构。另外,上述式(A")中,R 13~R27各自独立地为氢原子或取代或未取代的碳原子数 1~40 (优选为1~20、更优选为1~10、进一步优选为1~6)的经基,相互相邻的基团 可形成环状结构。
[0160] 作为上
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