专利名称：有机发光层材料、使用有机发光层材料的有机发光层形成用涂布液、使用有机发光层形成 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机发光层材料、使用有机发光层材料的有机发光层形成用涂布液、使用有机发光层形成用涂布液的有机发光元件以及使用有机发光元件的光源装置。
背景技术：
迄今为止，作为具有单层发光层的有机白色发光元件，是在电极间插入了单层发光层的有机EL元件，所述单层发光层包含至少含有(a)聚合物和(b)形成发光中心的化合物的组合物，所述组合物中电子传输性和空穴传输性具有良好的平衡，所述聚合物自身的发光颜色表现为蓝色或者比其更短的波长，所述形成发光中心的化合物两种以上以在所述聚合物中分子分散的状态存在，各个形成发光中心的化合物分别单独地发光，将所述形成发光中心的化合物两种以上组合使用而使得有机EL元件整体的发光颜色呈现白色光，具有上述特征的单层型白色发光有机EL元件由专利文献I报道。现有技术文献专利文献专利文献I :特开平9-63770号公报
发明内容
发明要解决的问题对于以往的有机发光元件，存在多种不同颜色的掺杂剂不发生相分离、难以容易地进行掺杂剂量的控制的问题。本发明的目的是提供能够容易地进行掺杂剂量的控制的有机发光层材料、使用有机发光层材料的有机发光层形成用涂布液、使用有机发光层形成用涂布液的有机发光元件、使用有机发光元件的光源装置以及有机发光元件的制造方法。用于解决问题的手段用于解决上述问题的本发明的特征如下所述。(I)有机发光元件，其具有上部电极、下部电极以及设置在所述上部电极和所述下部电极之间的发光层，所述发光层含有主体、第一掺杂剂和第二掺杂剂，所述第一掺杂剂的发光颜色与所述第二掺杂剂的发光颜色不同，所述第一掺杂剂为蓝色掺杂剂或绿色掺杂剂，所述第一掺杂剂中含有第一官能团，所述第一官能团使得所述第一掺杂剂向所述发光层的存在所述上部电极的一侧的表面移动。(2)有机发光元件，其中在上述(I)中，所述第一官能团选自氟烷基、全氟烷基、烷基(C数为10以上)、全氟聚醚基以及甲硅烷氧基中的一种以上。(3)有机发光元件，其中在上述(2)中，所述第一掺杂剂为下述式I表示的铱配合
(式中Xl表示含N的芳香族杂环，X2表示芳香族烃环或者芳香族杂环，X3表示乙酰丙酮根衍生物、甲基吡啶根衍生物或者四吡唑基硼酸根衍生物。Yi表示所述第一官能团。)(4)有机发光元件，其中在上述(I)中，所述第二掺杂剂中含有第二官能团，所述第二官能团使得所述第二掺杂剂向所述发光层的存在所述下部电极的一侧的表面移动。(5)有机发光元件，其中在上述(4)中，所述第二官能团选自-OH、-SH、-C00H、-S03H、I、Br、Cl、F、SCN、CN、NH2、NO2 以及联吡啶基中的一种以上。(6)有机发光元件，其中在上述(4)中，在所述下部电极和所述发光层之间设置空穴传输层，所述第二官能团选自苯氨基、噁唑基、咔唑基以及腙结构部分中的一种以上。( 7)有机发光元件，其中在上述(I)中，所述发光层中含有第三掺杂剂，所述第三掺杂剂的发光颜色与所述第一掺杂剂的发光颜色以及所述第二掺杂剂的发光颜色不同。(8)有机发光元件，其中在上述(I)中，在所述第二掺杂剂为蓝色掺杂剂或绿色掺杂剂的情况下，所述蓝色掺杂剂的最低未占轨道能量的绝对值大于所述绿色掺杂剂的最低未占轨道能量的绝对值。( 9 )有机发光兀件,其中在上述(I)中，在所述发光层的膜厚方向上，所述第一掺杂剂的浓度达到峰值的位置相对于所述发光层的中央存在于所述上部电极一侧，在所述发光层的膜厚方向上，从所述第一掺杂剂的浓度达到峰值的位置向所述下部电极一侧，所述第一掺杂剂的浓度单调降低。(10)有机发光元件，其中在上述(4)中，在所述发光层的膜厚方向上，所述第二掺杂剂的浓度达到峰值的位置相对于所述发光层的中央存在于所述下部电极一侧，在所述发光层的膜厚方向上，从所述第二掺杂剂的浓度达到峰值的位置向所述上部电极一侧，所述第二掺杂剂的浓度单调降低。(11)发光层形成用涂布液，它是用于上述(I)的有机发光元件的发光层形成用涂布液，该发光层形成用涂布液含有溶剂、所述主体、所述第一掺杂剂以及所述第二掺杂剂。( 12)发光层形成用材料，它是用于上述(I)的有机发光元件的发光层形成用材料，该发光层形成用材料含有所述主体、所述第一掺杂剂以及所述第二掺杂剂。(13)具备上述(I)的权利要求I的有机发光元件的光源装置。(14)有机发光元件的制造方法，它是具有上部电极、下部电极以及设置在所述上部电极和所述下部电极之间的发光层的有机发光元件的制造方法，所述发光层含有主体、第一掺杂剂和第二掺杂剂，所述第一掺杂剂的发光颜色与所述第二掺杂剂的发光颜色不同，所述第一掺杂剂为蓝色掺杂剂或绿色掺杂剂，所述第一掺杂剂中含有第一官能团，所述第一官能团使得所述第一掺杂剂向所述上部电极一侧移动，所述发光层通过涂布法制作。
(15)有机发光元件的制造方法，其中在上述(14)中所述发光层中含有第三掺杂剂，所述第三掺杂剂的发光颜色与所述第一掺杂剂的发光颜色以及所述第二掺杂剂的发光颜色不同，所述第一掺杂剂、所述第二掺杂剂和所述第三掺杂剂为红色掺杂剂、绿色掺杂剂和蓝色掺杂剂的任一种，所述红色掺杂剂固形分的浓度不足10wt%，所述绿色掺杂剂固形分的浓度不足10wt%，所述蓝色掺杂剂固形分的浓度为10wt%以上30wt%以下。发明的效果通过本发明，可以提供能容易进行掺杂剂量的控制的有机发光层材料、使用有机发光层材料的有机发光层形成用涂布液、使用有机发光层形成用涂布液的有机发光元件、使用有机发光元件的光源装置以及有机发光元件的制造方法。上述以外的问题、结构和效果通过以下实施方案的说明而呈现。
[图I]
[图2]
[图3]
[图4]
[图5]
[图6]
[图7]
[图8]
[图9]
本发明的有机发光元件的一个实施方案的剖面图。
有机发光元件中的各材料的能级图。
有机发光元件中的各材料的能级图。
有机发光元件中的各材料的能级图。
有机发光元件中的各材料的能级图。
有机白色发光元件中的各材料的能级图。
有机白色发光元件中的各材料的能级图。
本发明的光源装置的一个实施方案的剖面图。
示出构成本发明的混合膜内的各掺杂剂的膜厚方向的浓度分布。
具体实施例方式下面，通过附图等详细说明本发明。下面的记载示出本申请发明的内容的具体实例，本申请发明不限于这些记载，在本说明书中公开的技术思想的范围内，可以由本领域技术人员进行各种变更和修改。对于以往的涂布法制作的有机发光元件，为了抑制从蓝色掺杂剂的能量传递，绿色掺杂剂浓度为O. 02摩尔％，红色掺杂剂浓度为O. 02摩尔％和O. 015摩尔％，非常的低，掺杂剂的浓度控制困难。此外，由于各掺杂剂之间的能量传递、发光区域的载荷子封闭不充分等原因，得不到充分的发光效率。图I是本发明的一种实施方案涉及的有机发光元件的剖面图。该有机发光元件具有上部电极12、下部电极11和有机层13。从图I的下侧起按基板10、下部电极11、有机层
13、上部电极12的顺序设置，图I的有机发光元件是从下部电极11 一侧将发光层3的发光引出的底部发光型。下部电极11是作为阳极的透明电极，上部电极12是作为阴极的反射电极。需要说明的是，如果上部电极12为阴极、下部电极11为阳极，也可以为以上部电极12为透明电极的顶部发光型的元件结构。基板10和下部电极11、下部电极11和有机层13、有机层13和上部电极12分别可以接合，也可以有其它层介于各层之间。作为其它层，列举无机的缓冲层或注入层等。作为缓冲层，列举氧化钒、氧化钥、氧化钨等。有机层13可以为仅有发光层3的单层结构，或者也可以为含有电子注入层9、电子传输层8、空穴传输层2以及空穴注入层I中的任何一层以上的多层结构。电子注入层9和电子传输层8、电子传输层8和发光层3、发光层3和空穴传输层2、空穴传输层2和空穴注入层I分别可以接合，也可以有上述的其它层介于各层之间。图I的有机发光元件中通过配备驱动电路和框体等而成为光源装置。图8是本发明的光源装置的一种实施方案的剖面图。图8是从存在上部电极12的一侧将发光引出的顶部发光型的有机发光兀件。在图8中，在基板10上将下部电极11、第一围堰104、第二围堰105、有机层13、上部电极12、树脂层106、密封基板107、光引出层108按上述顺序设置。在底部发光型的有机发光元件的情况下，光引出层108设置在相对于基板10不存在有机层13的一侧。第一围堰104呈现正向锥形，起到图案化的下部电极11的边缘的罩的作用。第二围堰105呈现反向锥形，具有将相邻元件的有机层13和上部电极12分离的作用。第一围堰104和第二围堰105可以使用聚酰亚胺树脂、丙烯酸系树脂酚醛清漆树脂、酚醛树脂等各种树脂。第一围堰104和第二围堰105的形成是通过涂布形成有机层13后使用给定的光掩模进行显影曝光。在第一围堰104和第二围堰105的表面施加疏水性处理。例如,通过在第一围堰104和第二围堰105的表面进行氟系气体的等离子体处理将第一围堰104和第二围堰105的表面氟化而进行疏水性处理。树脂层106和密封基板107具有防止作为有机发光元件的劣化因素的气体或水分侵入的作用。通过使用光引出层108，可以将发光层3发出的光高效率地弓I出。发光层3含有主体4和掺杂剂。所谓发光层3，是从上部电极12、下部电极11、电子传输层8或者空穴传输层2注入的电子和空穴复合而发光的层。发光的部分可以是发光层3的层内，也可以是发光层3与邻接发光层3的层的界面。作为掺杂剂，可以使用荧光化合物、磷光化合物。掺杂剂包含红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7。发光层3的形成用材料包含主体4、红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7。作为发光层3的形成用材料，也可以是含有主体4、红色掺杂剂5和蓝色掺杂剂7的。作为发光层3的形成用材料，也可以是含有主体4、红色掺杂剂5和绿色掺杂剂6的。作为发光层3的形成用材料，也可以是含有主体4、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7的。红色掺杂剂5的发光颜色、绿色掺杂剂6的发光颜色和蓝色掺杂剂7的发光颜色不同。所谓“发光颜色不同”指的是在各掺杂剂的PL光谱中显示出最大强度的波长是不同的。在发光层3内各掺杂剂材料偏于各区域而存在，形成仿层积结构。<相分离>有机LED的制造方法大致分为真空蒸镀法和涂布法。其中，涂布法存在容易大面积成膜、材料的利用效率高等优点。为了使用涂布法，有必要使得有机LED的层数少，要求发光层为单层。为了通过单层的发光层进行白色发光而将红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7混合的情况下，周围存在不同颜色的掺杂剂。激发能量以一定的概率向相邻的分子传递。例如，在与蓝色掺杂剂7相邻地存在绿色掺杂剂6或红色掺杂剂5的情况下，激发能量从蓝色掺杂剂7传递到绿色掺杂剂6或红色掺杂剂5的低能量一侧，白色发光变得困难。激发能量的传递在单层的发光层中含有三色的掺杂剂的情况下、含有二色的掺杂剂的情况下均能够发生。例如，在单层的发光层中存在绿色掺杂剂6和红色掺杂剂5的情况下，发生从绿色掺杂剂6向能量低的红色掺杂剂5的能量传递，白色发光变得困难。因此，通过在发光层内使各掺杂剂自发地相分离而使得低能量的掺杂剂不相邻，在涂布型的有机白色发光元件中高效率的白色发光也成为可能。在该情况下，在高的掺杂剂浓度下也能够得到白色发光。作为自发地进行相分离的方法，在本发明的一种实施方案中，将合适的官能团添加于各发光掺杂剂。下面，在图2至图7中，主体4、红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7的最高已占轨道(HOMO)和最低未占轨道(LUMO)如下所述。HOMO能量通过光电子分光法测定。此外，LUMO能量通过从吸收光谱求出H0M0-LUM0的能量差的方法或者用逆光电子分光法直接测定的方法进行测定。对于LUM0，从小的开始为绿色掺杂剂6、主体4、蓝色掺杂剂7、红色掺杂剂5的顺序。对于Η0Μ0，从小的开始为红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6、蓝色掺杂剂7、主体4的顺序。但是，各分子的HOMO和LUMO不限于以上所述。<红色掺杂剂和绿色掺杂剂的层构造>考虑红色掺杂剂5和绿色掺杂剂6自发地发生相分离、形成图2所示的仿层积结构的情况。通过调整红色掺杂剂5和绿色掺杂剂6的PL光谱的最大强度而得到白色光。发光层3中含有主体4、红色掺杂剂5和绿色掺杂剂6。绿色掺杂剂6中含有使得绿色掺杂剂6向发光层3的存在电子传输层8 (上部电极12)的一侧的表面移动的官能团。红色掺杂剂5中含有使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。在红色掺杂剂5的浓度足够低的情况下，也可以红色掺杂剂5中不含使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。通过在红色掺杂剂5中含有使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团，掺杂剂的浓度控制变得容易。此外，考虑红色掺杂剂5和绿色掺杂剂6的最高已占轨道(HOMO)和最低未占轨道(LUMO)能量按图2所示规定的情况。将红色掺杂剂5的浓度降低到掺杂剂能级间的跳跃传导变少的程度。为此，红色掺杂剂5区域的电子迁移率和空穴迁移率与绿色掺杂剂7区域相比变低。从电子传输层8向发光层3注入的电子在主体4的LUMO能级跳跃，在发光层3内传播。由于红色掺杂剂5区域的电子迁移率与绿色掺杂剂6区域的电子迁移率相比较小，电子在绿色掺杂剂6区域和红色掺杂剂5区域的边界附近累积。另一方面，空穴从空穴传输层2向主体4的HOMO能级注入，在空穴4的HOMO能级间跳跃，在发光层3内传播。从红色掺杂剂5区域传播来的空穴进入绿色掺杂剂6的HOMO能级，通过与电子复合而发出绿色的光。此外，通过复合生成的激子经扩散移动到红色掺杂剂5区域，而发出红色的光。传播到红色掺杂剂5区域的电子在红色掺杂剂5区域与空穴复合而发出红色的光。通过以上所述，可以容易地进行掺杂剂量的控制。此外，通过使载荷子在Tl能量最高的掺杂剂区域封闭复合，可以实现高效率的有机发光元件。〈红色掺杂剂和蓝色掺杂剂的层构造〉考虑红色掺杂剂5和蓝色掺杂剂7自发地发生相分离、形成图3所示的仿层积结构的情况。通过调整红色掺杂剂5和蓝色掺杂剂7的PL光谱的最大强度而得到白色光。发光层3中含有主体4、红色掺杂剂5和蓝色掺杂剂7。蓝色掺杂剂7中含有使得蓝色掺杂剂7向发光层3的存在电子传输层8 (上部电极12)的一侧的表面移动的官能团。红色掺杂剂5中含有使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。也可以红色掺杂剂5中不含使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。通过在红色掺杂剂5中含有使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团，掺杂剂的浓度控制变得更加容易。此外，考虑红色掺杂剂5和蓝色掺杂剂7的最高已占轨道(HOMO)和最低未占轨道(LUMO)能量按图3所示规定的情况。将红色掺杂剂5的浓度降低到掺杂剂能级间的跳跃传导变少的程度。为此，红色掺杂剂5区域的电子迁移率和空穴迁移率与蓝色掺杂剂7区域的电子迁移率和空穴迁移率相比变低。在发光层3中的存在电子传输层8的一侧以适当的浓度含有蓝色掺杂剂7的情况下(例如，相对于主体4重量百分比为10%以上)，从电子传输层8向发光层3注入的电子在蓝色掺杂剂7的LUMO能级跳跃，在发光层3内传播。由于红色掺杂剂5区域的电子迁移率与蓝色掺杂剂7区域相比较小，电子在蓝色掺杂剂7区域和红色掺杂剂5区域的边界附近累积。另一方面，空穴从空穴传输层2向主体4的HOMO能级注入，在主体4的HOMO能级间跳跃，在发光层3内传播。从红色掺杂剂5区域传播来的空穴进入蓝色掺杂剂7的HOMO能级，通过与电子复合而发出蓝色的光。此外，通过复合生成的激子经扩散移动到红色掺杂剂5区域，而发出红色的光。传播到红色掺杂剂5区域的电子在红色掺杂剂5区域与空穴复合而发出红色的光。通过以上所述，可以容易地进行掺杂剂量的控制。此外，各种颜色的发光效率变高，可以提高发光元件的发光效率。此外，通过简易的构造得到良好色度的白色。<绿色掺杂剂和蓝色掺杂剂的层构造1>考虑绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7自发地发生相分离、形成图4所示的仿层积结构的情况。通过调整绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7的PL光谱的最大强度而得到白色光。发光层3中含有主体4、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7。蓝色掺杂剂7中含有使得蓝色掺杂剂7向发光层3的存在电子传输层8 (上部电极12)的一侧的表面移动的取代基。绿色掺杂剂6中含有使得绿色掺杂剂6向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。也可以绿色掺杂剂6中不含使得绿色掺杂剂6向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。通过在绿色掺杂剂6中含有使得绿色掺杂剂6向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团，掺杂剂的浓度控制变得更加容易。此外，考虑绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7的最高已占轨道(HOMO)和最低未占轨道(LUMO)能量按图3所示规定的情况。在发光层3中的存在电子传输层8的一侧以适当的浓度含有蓝色掺杂剂7的情况下(例如，相对于主体4重量百分比为10%以上)，从电子传输层8向发光层3注入的电子在蓝色掺杂剂7的LUMO能级跳跃，在发光层3内传播。由于绿色掺杂剂6的LUMO能级的绝对值比蓝色掺杂剂7的LUMO能级小，成为对电子的壁垒。由此，可以将电子封闭于蓝色掺杂剂7区域。另一方面，空穴从空穴传输层2向主体4的HOMO能级注入，在空穴4的HOMO能级间跳跃，在发光层3内传播。从绿色掺杂剂6区域传播来的空穴进入蓝色掺杂剂7的HOMO能级，通过与电子复合而发出蓝色的光。此外，通过复合生成的激子经扩散移动到绿色掺杂剂6区域，而发出绿色的光。传播到绿色掺杂剂6区域的电子在绿色掺杂剂6区域与空穴复合而发出绿色的光。通过以上所述，可以容易地进行掺杂剂量的控制。此外，各种颜色的发光效率变闻，可以提闻有机发光兀件的发光效率。此外，可以提闻发光层3所含的绿色惨杂剂6和监色掺杂剂7的浓度。<绿色掺杂剂和蓝色掺杂剂的层构造2>考虑绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7自发地发生相分离、形成图5所示的仿层积结构的情况。通过调整绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7的PL光谱的最大强度而得到白色光。发光层3中含有主体4、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7。蓝色掺杂剂6中含有使得绿色掺杂剂6向发光层3的存在电子传输层8 (上部电极12)的一侧的表面移动的取代基。蓝色掺杂剂7中含有使得蓝色掺杂剂7向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。也可以蓝色掺杂剂7中不含使得蓝色掺杂剂7向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。通过在蓝色掺杂剂7中含有使得蓝色掺杂剂7向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团，掺杂剂的浓度控制变得更加容易。考虑绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7的最高已占轨道(HOMO)和最低未占轨道(LUMO)能量按图5所示规定的情况。在绿色掺杂剂6的LUMO能级的绝对值比主体4的LUMO能级小的情况下，对电子的俘获性变低。从电子传输层8向发光层3注入的电子在主体4的LUMO能级跳跃，在发光层3内传播。对于蓝色掺杂剂7区域，电子在蓝色掺杂剂7的LUMO能级间跳跃传导。另一方面，空穴从空穴传输层2向蓝色掺杂剂7的HOMO能级注入，在蓝色掺杂剂7的HOMO能级间跳跃传播。由于绿色掺杂剂6的空穴迁移率比蓝色掺杂剂7的空穴迁移率小，空穴封闭在蓝色掺杂剂7区域。由此，在蓝色掺杂剂7发生复合，发出蓝色的光。通过在蓝色掺杂剂7区域的复合产生的激子在绿色掺杂剂6区域弛豫，或者未完全封闭在蓝色掺杂剂7区域的空穴传播至绿色掺杂剂6区域、在此与电子复合，而发出绿色的光。通过以上所述，可以容易地进行掺杂剂量的控制。此外，各种颜色的发光效率变闻，可以提闻有机发光兀件的发光效率。<红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7的层构造1>考虑红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7自发地发生相分离、形成图6所示的仿层积结构的情况。发光层3中含有主体4、红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7。蓝色掺杂剂7中含有使得蓝色掺杂剂7向发光层3的存在电子传输层8(上部电极12)的一侧的表面移动的官能团。红色掺杂剂5中含有使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。也可以红色掺杂剂5中不含使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。通过在红色掺杂剂5中含有使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团，掺杂剂的浓度控制变得更加容易。从各掺杂剂的最高已占轨道(HOMO)和最低未占轨道(LUMO)能量出发，考虑载荷子传导而从阳极侧开始将红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7不于图6。将红色掺杂剂5的浓度和绿色掺杂剂6的浓度低浓度化(不足10wt%)到掺杂剂能级间的跳跃传导变少的程度。为此，红色掺杂剂5区域、绿色掺杂剂6区域的电子迁移率和空穴迁移率与蓝色掺杂剂7区域相比变低。在发光层3中的存在电子传输层8的一侧以适当的浓度含有蓝色掺杂剂7的情况下(例如，相对于主体4重量百分比为10%以上)，从电子传输层8向发光层3注入的电子在蓝色掺杂剂7的LUMO能级跳跃，在发光层3内传播。由于在绿色掺杂剂6区域电子迁移率比蓝色掺杂剂7区域小，电子在蓝色掺杂剂7区域和绿色掺杂剂6区域的边界附近累积。进一步，由于绿色掺杂剂6的LUMO能量的绝对值比蓝色掺杂剂7的LUMO能量小，成为对电子的壁垒。由此，可以将电子封闭于蓝色掺杂剂7区域。另一方面，空穴从空穴传输层2向主体4的HOMO能级注入，在空穴4的HOMO能级间跳跃，在发光层3内传播。从绿色掺杂剂6区域传播来的空穴进入蓝色掺杂剂7的HOMO能级，通过与电子复合而发出蓝色的光。此外，通过复合生成的激子经扩散移动到绿色掺杂剂6区域和红色掺杂剂5区域，而发出红色的光和绿色的光。传播到绿色掺杂剂6区域的电子在绿色掺杂剂6区域与空穴复合而发出绿色的光。通过以上所述，可以容易地进行掺杂剂量的控制。此外，各种颜色的发光效率变闻，可以提闻白色有机发光兀件的发光效率。此外，做为将电子封闭在监色惨杂剂7区域的手段，可以在迁移率差之外利用蓝色掺杂剂7和绿色掺杂剂6的LUMO能级的能量差，更容易封闭电子。<红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7的层构造2>考虑红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7自发地发生相分离、形成图7所示的仿层积结构的情况。发光层3中含有主体4、红色掺杂剂5、绿色掺杂剂6和蓝色掺杂剂7。绿色掺杂剂6中含有使得绿色掺杂剂6向发光层3的存在电子传输层8(上部电极12)的一侧的表面移动的官能团。红色掺杂剂5中含有使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。也可以红色掺杂剂5中不含使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团。通过在红色掺杂剂5中含有使得红色掺杂剂5向发光层3的存在空穴传输层2 (下部电极11)的一侧的表面移动的官能团，掺杂剂的浓度控制变得更加容易。从各掺杂剂的最高已占轨道(HOMO)和最低未占轨道(LUMO)能量出发，考虑载荷子传导而从阳极侧开始将红色掺杂剂5、蓝色掺杂剂7和绿色掺杂剂6示于图7。在绿色掺杂剂6的LUMO能级的绝对值比主体4的LUMO能级小的情况下，对电子的俘获性变低。从电子传输层8向发光层3注入的电子在主体4的LUMO能级跳跃，在发光层3内传播。对于蓝色掺杂剂7区域，电子在蓝色掺杂剂7的LUMO能级间跳跃传导。由于红色掺杂剂5的电子迁移率比蓝色掺杂剂7的电子迁移率小，电子封闭在蓝色掺杂剂7区域内。另一方面，空穴从空穴传输层2向主体4的HOMO能级注入，在空穴4的HOMO能级间跳跃而传播。从红色掺杂剂5区域传播来的空穴在蓝色掺杂剂7区域在蓝色掺杂剂7的HOMO能级间跳跃。由于绿色掺杂剂6的空穴迁移率比蓝色掺杂剂7的空穴迁移率小，空穴封闭在蓝色掺杂剂7区域。由此，在蓝色掺杂剂7发生复合，发出蓝色的光。通过在蓝色掺杂剂7区域的复合产生的激子在绿色掺杂剂6区域弛豫，或者未完全封闭在蓝色掺杂剂7区域的空穴传播至绿色掺杂剂6区域、在此与电子复合，而发出绿色的光。此外，通过在蓝色掺杂剂7区域产生的激子在红色掺杂剂5区域弛豫，或者未完全封闭在蓝色掺杂剂7区域的电子传播至红色掺杂剂5区域、在此与空穴复合，而发出红色的光。通过以上所述，可以容易地进行掺杂剂量的控制。此外，各种颜色的发光效率变闻，可以提闻有机白色发光兀件的发光效率。< 主体 >作为主体4，优选使用咔唑衍生物、芴衍生物或者芳基硅烷衍生物等。为了得到效率良好的发光，与蓝色掺杂剂7的激发能量相比，优选的是主体4的激发能量足够大。需要说明的是，激发能量使用发光光谱测定。〈蓝色掺杂剂〉蓝色掺杂剂7在400nm至500nm之间存在室温下(25°C)的PL光谱的最大强度。作为蓝色掺杂剂7的主骨架，列举例如二萘嵌苯、铱配合物(双(3，5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)铱(III)) =Flrpic等)。其中在发光特性方面更加优选式I所示的铱配合物。式中Xl表示含N的芳香族杂环，X2表示芳香族烃环或者芳香族杂环。
权利要求
1.有机发光元件，其具有上部电极、下部电极以及设置在所述上部电极和所述下部电极之间的发光层，所述发光层含有主体、第一掺杂剂和第二掺杂剂，所述第一掺杂剂的发光颜色与所述第二掺杂剂的发光颜色不同，所述第一掺杂剂为蓝色掺杂剂或绿色掺杂剂，所述第一掺杂剂中含有第一官能团，所述第一官能团使得所述第一掺杂剂向所述发光层的存在所述上部电极的一侧的表面移动。
2.权利要求I的有机发光元件，其中所述第一官能团选自氟烷基、全氟烷基、烷基(C数为10以上)、全氟聚醚基以及甲硅烷氧基中的一种以上。
3.权利要求2的有机发光元件，其中所述第一掺杂剂为下述式I表示的铱配合物，
4.权利要求I的有机发光元件，其中所述第二掺杂剂中含有第二官能团，所述第二官能团使得所述第二掺杂剂向所述发光层的存在所述下部电极的一侧的表面移动。
5.权利要求4的有机发光元件，其中所述第二官能团选自-OH、-SH、-C00H、-SO3H,I、Br、Cl、F、SCN、CN、NH2, NO2以及联吡啶基中的一种以上。
6.权利要求4的有机发光元件，其中在所述下部电极和所述发光层之间设置空穴传输层，所述第二官能团选自苯氨基、噁唑基、咔唑基以及腙结构部分中的一种以上。
7.权利要求I的有机发光元件，其中所述发光层中含有第三掺杂剂，所述第三掺杂剂的发光颜色与所述第一掺杂剂的发光颜色以及所述第二掺杂剂的发光颜色不同。
8.权利要求I的有机发光元件，其中在所述第二掺杂剂为蓝色掺杂剂或绿色掺杂剂的情况下，所述蓝色掺杂剂的最低未占轨道能量的绝对值大于所述绿色掺杂剂的最低未占轨道能量的绝对值。
9.权利要求I的有机发光元件，其中在所述发光层的膜厚方向上，所述第一掺杂剂的浓度达到峰值的位置相对于所述发光层的中央存在于所述上部电极一侧，在所述发光层的膜厚方向上，从所述第一掺杂剂的浓度达到峰值的位置向所述下部电极一侧，所述第一掺杂剂的浓度单调降低。
10.权利要求4的有机发光兀件,其中在所述发光层的膜厚方向上,所述第二掺杂剂的浓度达到峰值的位置相对于所述发光层的中央存在于所述下部电极一侧，在所述发光层的膜厚方向上，从所述第二掺杂剂的浓度达到峰值的位置向所述上部电极一侧，所述第二掺杂剂的浓度单调降低。
11.用于权利要求I的有机发光元件的发光层形成用涂布液，该发光层形成用涂布液含有溶剂、所述主体、所述第一掺杂剂以及所述第二掺杂剂。
12.用于权利要求I的有机发光元件的发光层形成用材料，该发光层形成用材料含有所述主体、所述第一掺杂剂以及所述第二掺杂剂。
13.具备权利要求I的有机发光元件的光源装置。
14.有机发光元件的制造方法，它是具有上部电极、下部电极以及设置在所述上部电极和所述下部电极之间的发光层的有机发光兀件的制造方法，所述发光层含有主体、第一掺杂剂和第二掺杂剂，所述第一掺杂剂的发光颜色与所述第二掺杂剂的发光颜色不同，所述第一掺杂剂为蓝色掺杂剂或绿色掺杂剂，所述第一掺杂剂中含有第一官能团，所述第一官能团使得所述第一掺杂剂向所述上部电极一侧移动，所述发光层通过涂布法制作。
15.权利要求14的有机发光元件的制造方法，其中所述发光层中含有第三掺杂剂，所述第三掺杂剂的发光颜色与所述第一掺杂剂的发光颜色以及所述第二掺杂剂的发光颜色不同，所述第一掺杂剂、所述第二掺杂剂和所述第三掺杂剂为红色掺杂剂、绿色掺杂剂和蓝色掺杂剂的任一种，所述红色掺杂剂固形分的浓度不足10wt%，所述绿色掺杂剂固形分的浓度不足10wt%，所述蓝色掺杂剂固形分的浓度为10wt%以上30wt%以下。
全文摘要
提供了容易进行掺杂剂量控制的有机发光元件。该有机发光元件具有上部电极(12)、下部电极(11)以及设置在所述上部电极和所述下部电极之间的发光层(3)，所述发光层含有主体(4)、第一掺杂剂和第二掺杂剂，所述第一掺杂剂的发光颜色与所述第二掺杂剂的发光颜色不同，所述第一掺杂剂为蓝色掺杂剂或绿色掺杂剂，所述第一掺杂剂中含有第一官能团，所述第一官能团使得所述第一掺杂剂向所述发光层的存在所述上部电极的一侧的表面移动。
文档编号C09K11/06GK102959039SQ20108006746
公开日2013年3月6日 申请日期2010年9月10日 优先权日2010年9月10日
发明者佐久间广贵, 荒谷介和 申请人:株式会社日立制作所