有机电致发光元件及电子器件的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及有机电致发光元件及具备该有机电致发光元件的电子器件。
【背景技术】
[0002] 有机电致发光元件（以下，也称为有机EL元件）具有用阳极和阴极夹持含有进行 发光的化合物的发光层的构成。而且，是利用通过施加电场而使从阳极注入的空穴和从阴 极注入的电子在发光层内复合而生成激子（exciton)、该激子失活时的光的放出（荧光?磷 光）的发光元件。有机EL元件是由电极和电极之间厚度为仅仅亚微米左右的有机材料的 膜构成的全固体元件，且其发光可以在数V~数十V左右的电压下发光。因此，期待向下代 的平板显示器或照明的利用。
[0003] 作为有机EL元件，例如，提案有将发出红、绿、蓝等的不同颜色的发光层进行层叠 而构成白色发光元件。（例如，参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。
[0004] 但是，在这样的构成的有机EL元件中，原理上每个发光色的发光波长不同，每个 发光色的发光能量不同。因此，在发光的同时引起的有机材料分解和伴随该有机材料分解 的元件的劣化速度不同。
[0005] 因此，在组合不同的发光色的构成的有机EL元件中，原理上随着时间经过而引起 色偏移。特别是能量高的蓝色光与绿色光或红色光相比，寿命易于变短。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2008-218320号公报
[0009] 专利文献2 :日本特开2007-173584号公报
[0010] 专利文献3 :日本特开2003-151769号公报
【发明内容】
[0011] 发明所要解决的课题
[0012] 在组合不同的发光色的构成的有机EL元件中，原理上每个发光色的发光波长不 同，即发光能量不同，因此在发光的同时引起的有机材料分解和伴随该有机材料分解的元 件的劣化速度不同。
[0013] 这样，在组合不同的发光色的构成的有机EL元件中，原理上随着时间经过而引起 色偏移。而且，有机电致发光元件的发光色的色调随着时间经过而从初始的色调发生变化。 其结果，有机电致发光元件的显示质量由于时间经过而降低。
[0014] 为了解决上述的问题，在本发明中，提供可以抑制显示质量降低的有机电致发光 元件及电子器件。
[0015] 用于解决课题的手段
[0016] 本发明的有机电致发光元件具备阳极、阴极、介于阳极和阴极之间的第1发光层 及第2发光层。而且，在第1发光层和在阳极侧与第1发光层接触的层中，与第1发光层接 触的层满足：与第1发光层相比，LUMO(LowestUnoccupiedMolecularOrbital)浅、且最 低激发三重态能量（T1)高的关系。进而，在第2发光层和在阳极侧与第2发光层接触的层 中，与第2发光层接触的层满足：与第2发光层相比，LUMO(LowestUnoccupiedMolecular Orbital)深及最低激发三重态能量（T1)低的至少任一者。
[0017] 另外，本发明的电子器件具备上述有机电致发光元件。
[0018] 根据本发明的有机电致发光元件，与一者的发光层的阳极侧接触地形成与该发光 层相比LUM0浅且T1高的层。而且，与另一者的发光层的阳极侧接触地形成满足与该发光 层相比LUM0深及T1低的至少任一者的层。
[0019] 根据该构成，可以抑制LUM0浅且T1高的层接触的发光层的亮度降低，并且促进满 足LUM0深及T1低的至少任一者的层接触的发光层的亮度降低。
[0020] 因此，可以调整由于驱动时间的经过而产生的各发光层的亮度降低的差、抑制有 机电致发光元件的色调的变化。因此，可以抑制有机电致发光元件及具备该有机电致发光 元件的电子器件的显示质量的降低。
[0021] 发明的效果
[0022] 根据本发明，可提供可以抑制显示质量的降低的有机电致发光元件及电子器件。
【附图说明】
[0023] 图1是表示第1实施方式的有机EL元件的构成的图；
[0024] 图2是表示第1实施方式的有机EL元件的第1发光层和第1空穴传输层的界面 附近的图。
[0025] 图3是表示第1实施方式的有机EL元件的第2发光层和第2空穴传输层的界面 附近的图。
[0026] 图4是表示第2实施方式的有机EL元件的构成的图。
[0027] 图5是表示第3实施方式的有机EL元件的构成的图。
[0028] 图6是表示第4实施方式的有机EL元件的构成的图。
[0029]图7是表示实施例的试样101的有机EL元件中的、红蓝绿的各单波长的衰减的情 形的图。
[0030]图8是表示实施例的试样102的有机EL元件中的、红蓝绿的各单波长的衰减的情 形的图。
[0031]图9是表示实施例的试样101的有机EL元件中的、色度坐标x、y的变化的情形的 图。
[0032]图10是表示实施例的试样102的有机EL元件中的、色度坐标x、y的变化的情形 的图。
[0033] 符号的说明
[0034] 10、30、40、50有机EL元件，11、51第1发光单元，12、61第2发光单元，13、52第1 空穴传输层，13A电子阻挡层，14、33、43、53第1发光层，14A、17A发光区域，15、54第1电子 传输层，16、62第2空穴传输层，17、34、45、63第2发光层，18、64第2电子传输层，19中间 连接层，21、36、47、75阳极，22、37、48、76阴极，23、38、49、77基板，31、41发光单元，32空穴 传输层，35电子传输层，42第1有机层，44第2有机层，46第3有机层，55第1中间连接层， 65第2中间连接层，71第3发光单元，72第3空穴传输层，73第3发光层，74第3电子传输 层
【具体实施方式】
[0035] 以下，说明用于实施本发明的方式的例子，但本发明不限定于以下的例子。
[0036] 予以说明，说明按照以下顺序进行。
[0037] 1.有机电致发光元件的实施方式（第1实施方式）
[0038] 2.有机电致发光元件的实施方式（第2实施方式）
[0039] 3.有机电致发光元件的实施方式（第3实施方式）
[0040]4.有机电致发光元件的实施方式（第4实施方式）
[0041] 5.电子器件的实施方式（第5实施方式）
[0042] 〈1.有机电致发光元件的实施方式（第1实施方式）〉
[0043] 以下，对本发明的有机电致发光元件（有机EL元件）的具体的实施方式进行说 明。图1中表示第1实施方式的有机EL元件的构成。
[0044][有机EL元件的构成]
[0045] 图1中所示的有机EL元件10具备：阳极21、第1发光单元11、中间连接层19、第 2发光单元12及阴极22。而且，这些各层设于基板23上。
[0046] 有机EL元件10中，在基板23上形成有阳极21，在该阳极21上形成有第1发光 单元11。进而，在第1发光单元11上形成有中间连接层19,在中间连接层19上形成有第 2发光单元12。进而，在第2发光单元12上形成有阴极22。
[0047] 上述有机EL元件10具有将阳极21通过透明电极而构成、使阴极22作为反射电 极而发挥功能的构成，是从基板23侧取出光的所谓的底部发光型的构成。另外，是经由中 间连接层19而层叠了第1发光单元11和第2发光单元12的所谓的串联型的构成。
[0048] 第1发光单元11是从阳极21侧依次层叠形成了第1空穴传输层13、第1发光层 14及第1电子传输层15的构成。
[0049] 第2发光单元12是从阳极21侧（中间连接层19侧）依次层叠形成了第2空穴 传输层16、第2发光层17及第2电子传输层18的构成。
[0050] 第1空穴传输层13及第2空穴传输层16是具有传输空穴的功能的层，广义上也 包括空穴注入层及电子阻挡层等。另外，第1电子传输层15及第2电子传输层18是具有 传输电子的功能的层，广义上也包括电子注入层及空穴阻挡层等。
[0051] 另外，有机EL元件10是在第1发光层14及第2发光层17中至少含有发光性的 有机材料、例如作为发光性的有机材料具有蓝（B)、绿（G)及红（R)的各色的发光掺杂剂的 白色发光元件。
[0052] 为了提高有机EL元件10的发光效率，优选在光取出侧设置发出短波长的光的发 光层。因此，在图1中所示的有机EL元件10中，优选在第1发光层14中含有发出短波长 的蓝的发光掺杂剂。而且，优选在第2发光层17中含有绿（G)及红（R)的发光掺杂剂。
[0053] 因此，在图1中所示的有机EL元件10中，第1发光层14为含有蓝色发光掺杂剂 的蓝色发光层，第2发光层17为含有绿色发光掺杂剂及红色发光掺杂剂的绿色及红色（黄 色）发光层。
[0054][本实施方式的概要]
[0055] -般在有机EL元件中，越是短波长的发光，发光能量越大。而且，由于发光能量 大，因此发出短波长的光（蓝色）的发光层与其它发光层相比，易于引起构成发光层的化合 物本身的破坏。因此，发出短波长的光（蓝色）的发光层与发出长波长侧的光的发光层相 比，易于引起因驱动时间的经过所引起的亮度的降低。
[0056] 另外，不管波长，因构成发光层的材料驱动时间的经过所引起的亮度降低的速度 不同。
[0057] 这样，将易于引起因驱动时间的经过所引起的亮度的降低的发光层作为一般亮度 降低大的发光层。另外，将易于引起因驱动时间经过所引起的亮度的降低的发光层作为一 般亮度降低小的发光层。
[0058] 予以说明，所谓一般亮度降低大的发光层及一般亮度降低小的发光层，表示在相 同构成的有机EL元件中仅变更发光层、在相同的条件下连续发光的情况下的各发光层的 亮度降低的大小。
[0059] 当一般亮度降低大的发光层、例如短波长侧的发光层的亮度降低时，从有机EL元 件取出的光随着驱动时间的经过而变化。例如，由最初的白色光形成来自绿色及红色的发 光层的微黄色强的光，作为有机EL元件的白色光的质量降低。
[0060] 因此，为了避免有机EL元件的因驱动时间的经过所引起的质量的降低，需要调整 一般亮度降低大的发光层和一般亮度降低小的发光层的亮度降低的平衡以使得由最初的 白色光的平衡的偏差变少。例如，需要调整各色（红绿及蓝）的亮度降低的平衡。因此，例 如需要抑制一般亮度降低大的短波长（蓝）的发光层的亮度降低，或使一般亮度降低小的 长波长（绿、红）的发光层的亮度与短波长侧一致地降低。
[0061] 在本实施方式的有机EL元件10中，通过调整与第1发光层14及第2发光层17 接触的层的LUMO(LowestUnoccupiedMolecularOrbital)及最低激发三重态能量（T1)， 可以取得各发光层的因驱动时间所引起的亮度降低的平衡。
[0062] 具体而言，一般亮度降低大的发光层、例如发出短波长侧的光的第1发光层14 中，在与第1发光层14的阳极21侧接触的层设置与第1发光层14相比LUM0(L〇west UnoccupiedMolecularOrbital)浅且最低激发三重态能量（T1)高的层。
[0063] 而且，一般亮度降低小的发光层、例如发出长波长侧的光的第2发光层17中， 在与第2发光层17的阳极21侧接触的层设置满足与第2发光层17相比LUM0(L〇west UnoccupiedMolecularOrbital)深及最低激发三重态能量（T1)低的至少任一者的层。
[0064] 通过在第1发光层14的阳极21侧接触LUM0浅且T1高的层，可以抑制第1发光 层14的劣化。
[0065] 另外，通过在第2发光层17的阳极21侧接触与第2发光层17相比LUM0深或T1 低的层，可以促进第2发光层17的驱动时间所引起的劣化。
[0066] 这样，通过抑制第1发光层14的劣化、并且促进第2发光层17的劣化，可以调整 第1发光层14和第2发光层17的亮度的平衡，可以抑制有机EL元件10的白色发光的质 量的降低。
[0067][亮度调整]
[0068] 接着，对第1发光层14和第2发光层17的亮度的调整的机理进行说明。图2中 表示第1发光层14和第1空穴传输层13的界面附近。图3中表示第2发光层17和第2 空穴传输层16的界面附近。图2及图3表示对第1发光层14及第2发光层17施加了电 场时的发光的情形。
[0069] 第1空穴传输层13作为与第1发光层14相比LUMO浅且T1高的层而形成。因此， 如图2中所示，第1空穴传输层13的与第1发光层14的界面的表面区域作为电子阻挡层 13A而发挥功能。由此，注入第1发光层14的电子向第1空穴传输层13的移动被阻挡，易 于积存在第1发光层14。而且，如图2中所示，第1发光层14中的发光区域14A从与第1 空穴传输层13的界面扩展到第1发光层14的深的位置。
[0070] 另一方面，第2空穴传输层16作为与第2发光层17相比LUMO深的层、或者T1低 的层、或LUMO深且T1低的层而形成。
[0071] 这样，作为第2空穴传输层16,形成满足与第2发光层17相比LUMO深及T1低的 至少任一者的层，由此注入第2发光层17的电子易于向第2空穴传输层16移动，难以积存 在第2发光层17。
[0072] 因此，如图3中所示，第2发光层17中的发光区域17A，集中产生于第2发光层17 和第2空穴传输层16的界面附近的窄的区域。进而，该发光区域17A产生于从第2发光层 17跨越到第2空穴传输层16的区域。
[0073] 如上述，通过调整形成于发光层的阳极侧的层的LUMO及T1，可以调整发光层中的 发光区域。一般而言，在发光层中，当发光区域扩大时，可以缓和发光能量的集中、抑制化合 物的崩溃。与之相对，当缩小发光区域时，发光能量易于集中、在该集中了的区域中容易引 起化合物的崩溃。
[0074] 因此，在有机EL元件10中，通过与第1发光层14的阳极21侧接触而设置与第1 发光层14相比LUMO浅且T1高的第1空穴传输层13,可扩张发光区域14A、缓和发光能量 的集中。因此，可抑制构成第1发光层14的化合物的崩溃。其结果，可以抑制第1发光层 14的驱动时间的经过所引起的亮度的降低。
[0075] 进而，在有机EL元件10中，通过与第2发光层17的阳极21侧接触而设置满足与 第2发光层17相比LUMO深及T1低的至少任一者的第2空穴传输层16,发光区域17A被集 中在小的区域，在该小的发光区域17A中发光能量集中。其结果，构成第2发光层17的化 合物易于崩溃，可以增大第2发光层17的驱动时间的经过所引起的亮度的降低。
[0076] 因此，通过使第1发光层14中含有发出一般亮度降低大的短波长的光的化合物， 可以抑制短波长的光的亮度降低。而且，通过使第2发光层17中含有发出一般亮度降低小 的长波长的光的化合物，可以促进长波长的光的亮度降低。
[0077] 而且，在有机EL元件10中，通过如上述那样构成第1发光层14及第1空穴传输 层13以及第2发光层17及第2空穴传输层16,可以平衡性良好地调整短波长的光的亮度 降低和长波长的光的亮度降低。其结果，可以抑制驱动时间的经过所引起的白色光的色变 化、抑制从有机EL元件10取出的白色光的质量的降低。
[0078](空穴传输层的构成）
[0079] 作为与上述第1发光层14相比LUMO浅且T1高的第1空穴传输层13,具有空穴传 输层的功能，优选具有传输空穴的功能、且传输电子的能力小的材料。例如，通过从后述的 适用于空穴传输层的材料选择与第1发光层14相比LUMO浅且T1高的材料，可以形成第1 空穴传输层13。特别优选通过应用后述的电子阻挡层的构成而形成第1空穴传输层13。
[0080] 另外，作为第1空穴传输层13,也可以形成为将多层具有空穴传输层的功能、由具 有传输空穴的功能且传输电子的能力小的材料构成的层层叠了的构成。在该情况下，将与 第1发光层14接触的层作为与第1发光层14相比LUMO浅且T1高的层。
[0081] 另外，作为上述的满足与第2发光层17相比LUMO深及T1低的至少任一者的第2 空穴传输层16,优选是具有传输空穴的功能并且传输电子的能力小的材料。具体而言，通过 从后述的适用于空穴传输层的材料选择满足与第2发光层17相比LUMO深及T1低的至少 任一者的材料，可以形成第2空穴传输层16。
[0082] 另外，作为第2空穴传输层16,也可以是将多层具有空穴传输层的功能、由具有传 输空穴的功能并且传输电子的能力小的材料构成的层层叠了的构成。在该情况下，将与第 2发光层17接触的层作为满足与第2发光层17相比LUMO深及T1低的至少任一者的层。
[0083] [发光层的厚度]
[0084] 第2发光层17的厚度，可以是与第1发光层14相比小。第2发光层17薄容易使 发光区域17A集中于更小的区域。因此，可以进一步促进化合物的劣化。
[0085] 另外，第1发光层14中，为了扩张发光区域14A，需要一定程度的厚度。因此，优选 第1发光层14的厚度至少比第2发光层17的厚度大。
[0086] 例如，优选将第1发光层14的厚度设为10-100nm。而且，优选比第1发光层更薄 地形成第2发光层17,例如，将第2发光层17的厚度设为5-50nm。
[0087] 另外，就1发光层14及第2发光层17的LUMO、T1而言，一般而言，如果掺杂剂的 浓度为15%以下，则依赖于主体化合物的LUMO、T1。在掺杂剂的浓度超过15%的情况下， 主体化合物的LUM0、T1再加上掺杂剂的LUM0、T1来决定第1发光层14及第2发光层17的 LUMO,T1〇
[0088]另外，在第1发光层14及第2发光层17具有多种主体化合物、掺杂剂的情况下， 依赖于含有最多的化合物而决定第1发光层14及第2发光层17的LUMO、T1。
[0089] 另外，第1空穴传输层13及第2空穴传输层16的LUMO、T1，一般而言，依赖于含 有最多的化合物的LUMO、T1。另外，在第1空穴传输层13及第2空穴传输层16中含有多 种化合物的情况下，根据各化合物的比例，决定第1空穴传输层13及第2空穴传输层16的 LUMO、T1。在含有的量为15%以下的化合物的情况下影响少，几乎不需要考虑对第1空穴 传输层13及第2空穴传输层16的LUMO、T1的影响。
[0090] 另外，在第1发光层14及第1空穴传输层13、以及第2发光层17及第2空穴传 输层16中，只要仅在与分别邻接的界面接近的侧的区域中考虑LUM0、T1即可。在上述各层 中，引起化合物间的电子移动、能量移动造成的失活。为了引起该电子移动（Marcus式）、能 量移动（7工少只夕一机构、尹夕只夕一机构），需要化合物间的距离近。因此，在上述各层 间的界面中，需要考虑与界面近的侧的区域中的LUMO、T1。
[0091] [构成的详情]
[0092] 以下，对于图1中所示的有机EL元件10的阳极21、第1发光单元11 (第1空穴传 输层13、第1发光层14、第1电子传输层15)、中间连接层19、第2发光单元12 (第2空穴 传输层16、第2发光层17、第2电子传输层18)、及阴极22的各构成、以及设置有机EL元件 10的基板23的构成的详情进行说明。予以说明，在以下说明的有机EL元件10的各构成， 是用于说明实施方式的一例，也可以在可以构成上述有机EL元件10的范围内适当应用其 它构成。
[0093][发光单元]
[0094] 第1发光单元11设于阳极21和中间连接层19之间，具备至少1层以上的含有具 有发光性的有机材料的发光层。另外，第2发光单元12设于中间连接层19和阴极22之间， 具备至少1层以上的含有具有发光性的有机材料的发光层。予以说明，在第1发光单元11 及第2发光单元12中，也可以在发光层和阳极21、中间连接层19及阴极22之间具备其它 层。
[0095] 以下，将这些第1发光单元11及第2发光单元12总合而记载为发光单元来说明。 另外，对形成于第1发光单元11及第2发光单元12的第1空穴传输层13、第1发光层14 及第1电子传输层15、以及第2空穴传输层16、第2发光层17及第2电子传输层18,也总 合而记载为空穴传输层、发光层及电子