有机电致发光元件和有机电致发光显示面板的制作方法_3

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剂层和发光基质层的配置以外与实施例1的有机EL元件相同,因此对于重复的方面省略说明。
[0083I图3是表示实施例2的有机EL显示面板的截面示意图。如图3所示,有机EL显示面板Ib包括基板2和配置在基板2上的有机EL元件3b。有机EL元件3b从基板2侧起依次具有阳极4、空穴注入层6、空穴传输层7、发光层Sb、电子传输层9、电子注入层10和阴极5。发光层Sb在阳极4侧具有发光基质层12a,在阴极5侧具有发光掺杂剂层11a。
[0084]作为构成发光基质层12a的发光基质材料,使用具有双极性、空穴传输特性较高的磷光材料系的4,4 ’ -N,N ’ -二咔唑-联苯(CBP) ο除此之外,作为磷光材料系发光基质材料,例如能够使用上述专利文献8中记载的空穴传输特性较高的发光基质材料(空穴传输性基质),可列举1,3_二(N-咔唑基)苯(mCP)、4,4’,4”_三(N-咔唑基)-三苯胺(TCTA)这样的咔唑衍生物等。发光基质层12a的厚度例如为30nm。作为发光基质材料,优选能够促进发光掺杂剂材料的激子的生成,具有能够传输空穴和电子这两者的双极性的材料。该情况下,若令发光基质材料的空穴迀移率为yh,电子迀移率为,则从进一步提高发光效率的角度出发,优选1<%从。此处,随着双极性的丧失,空穴和电子的移动变得困难,其结果会导致驱动电压的上升和元件寿命的降低,因此,在W1M3为100以上的情况下,这些缺点的影响可能变得比发光效率的上升更大。因而,yh/ye更加优选满足I <yh/ye< 100,尤其优选满足I <yh/ye<
10。在μΗ/μθ小于100的情况下,发光效率的上升大于上述缺点的影响。在μΗ/μθ小于10的情况下,通常的有机EL元件的厚度为数1nm左右,发光区域足够靠发光掺杂剂层Ila—侧,所以能够进一步提高发光效率。另外,与此同时,优选空穴注入层6和空穴传输层7的空穴注入/传输特性高于电子注入层10和电子传输层9的电子注入/传输特性,优选在驱动有机EL元件3b时发光基质层12a内为空穴个数大于电子个数的状态。
[0085]实施例2的有机EL元件3b能够根据以下原理来驱动。
[0086]图4是说明图3中的有机EL元件的驱动原理的说明图。如图4所示,空穴从阳极4经空穴注入层6、空穴传输层7和发光基质层12a注入到发光掺杂剂层Ila的发光基质层12a—侦U。而电子从阴极5经电子注入层10和电子传输层9注入到发光掺杂剂层Ila的发光基质层12a—侧。其结果,在有机EL元件3b中,空穴和电子在发光掺杂剂层与发光基质层的界面附近(发光掺杂剂层Ila的发光基质层12a—侧)复合而发光。该情况下,发光区域ER2被限定在发光掺杂剂层Ila与发光基质层12a的界面附近的狭窄区域,激子的密度增大,因此与实施例I同样地,能够充分提高发光效率。
[0087]另外,发光层8b无需共蒸镀发光基质材料和发光掺杂剂材料就能够形成,因此与实施例1同样地,能够实现良好的制造效率。
[0088]此外,有机EL元件3b除了实施例2的结构之外,还可以适当地包括空穴阻挡层和电子阻挡层,也可以包括由空穴注入层6和空穴传输层7—体化而形成的空穴注入层兼空穴传输层,和由电子传输层9和电子注入层10—体化而形成的电子注入层兼电子传输层这样的具有2种以上功能的层。另外,即使是采用将实施例2的有机EL元件3b所具有的各层的配置颠倒的结构一一即从基板2—侧依次配置阴极5、电子注入层10、电子传输层9、发光掺杂剂层11a、发光基质层12a、空穴传输层7、空穴注入层6和阳极4的结构一一的光从阴极5侧出射的底部发光型的有机EL显示面板,也能够获得与实施例2同样的效果,这一点是很明确的。
[0089](实施例3)
[0090]实施例3涉及从基板侧依次包括阳极、发光层和阴极的有机EL元件,和具备上述有机EL元件的顶部发光型的有机EL显示面板,发光层在阳极侧具有发光掺杂剂层,在阴极侧具有发光基质层。并且,涉及的是在发光基质层与阴极之间配置有掺杂电子传输层的情况,其中掺杂电子传输层由在具有电子传输特性的物质中掺入η型杂质得到的材料构成。实施例3的有机EL元件除了代替电子传输层配置了掺杂电子传输层并且没有配置电子注入层以夕卜,与实施例1的有机EL元件相同,因此对于重复的方面省略说明。
[0091]图5是表示实施例3的有机EL显示面板的截面示意图。如图5所示,有机EL显示面板Ic包括基板2和配置在基板2上的有机EL元件3c。有机EL元件3c从基板2侧起依次具有阳极4、空穴注入层6、空穴传输层7、发光层Sc、掺杂电子传输层13和阴极5。发光层Sc在阳极4侧具有发光掺杂剂层11b,在阴极5侧具有发光基质层12b。发光掺杂剂层Ilb除了其厚度为Inm以外,与实施例1的发光掺杂剂层Ila相同。发光基质层12b除了其厚度为29nm以外,与实施例I的发光基质层12a相同。另外,空穴传输层7的Tl能级(2.5eV)比发光掺杂剂层Ilb的Tl能级(2.0eV)尚 ο
[0092]作为掺杂电子传输层13使用在构成电子传输层的材料Bphen中作为η型杂质以I重量%的浓度掺入碳酸铯(Cs2CO3)而得到的层,其厚度为15nm。除此之外,作为η型杂质能够使用碱金属的氧化物或碳酸盐、碱土金属的氧化物或碳酸盐,能够列举氧化锂(Li2O)或碳酸钡(BaCO3)等,但由于原子量大的元素不容易受到热扩散等的影响,可靠性较高,因此BaCO3更为优选。
[0093]实施例3的有机EL元件的发光层8c具有与实施例1的有机EL元件的发光层8a相同的结构,因此发光区域被限定在发光掺杂剂层Ilb与发光基质层12b的界面附近的狭窄区域,发光效率得到足够的提高,这一点是很明确的。
[0094]另外,发光层Sc无需共蒸镀发光基质材料和发光掺杂剂材料就能够形成,因此与实施例1同样地,能够实现良好的制造效率。
[0095]根据实施例3的有机EL显示面板,除了这些效果之外还能获得以下的附加效果。
[0096]首先说明第一个附加效果。在图16所示的现有的有机EL显示面板1lc中,在为了形成顶部发光型的有机EL显示面板而使用ITO或IZO作为阴极5时,在ITO或IZO的功函数(约-5eV)与电子传输层的LUMO能级之差较大的情况下,对电子传输层一侧的电子注入性能可能会降低。不过,对于实施例3的有机EL显示面板Ic而言,由于在发光基质层12b与阴极5之间配置有掺杂电子传输层13,而掺杂电子传输层13自身带有电荷,因此能够与阴极5形成欧姆接触,能够充分防止上述的电子注入性能的降低。另外,由于掺杂电子传输层13的电子传输特性较高,因此若使掺杂电子传输层13的LUMO能级接近发光基质层12b的LUMO能级,则能够更容易地对发光基质层12b注入电子。
[0097]接着说明第二个附加效果。在图16所示的现有的有机EL显示面板1lc中,在为了形成顶部发光型的有机EL显示面板而使用ITO或IZO作为阴极5的情况下,阴极5形成时(例如溅射时)发射的二次电子、等离子体等会对已形成的各层(例如电子传输层9)造成损伤,这些层的功能可能会降低。不过,对于实施例3的有机EL显示面板Ic而言,由于在发光基质层12b与阴极5之间配置有掺杂电子传输层13,而掺杂电子传输层13自身带有电荷,因此即使阴极5形成时掺杂电子传输层13的表面受到损伤,也能够充分防止掺杂电子传输层13的电子传输特性的降低。另外,通过有意识地增大掺杂电子传输层13的厚度,能够充分防止对阴极5之前已形成的各层的损伤。从上述的充分防止损伤的角度出发,掺杂电子传输层13的厚度优选为5nm以上,更优选为1nm以上。另外,因为即使将掺杂电子传输层13的厚度增大至数百nm的程度也能够维持透明性,因此没有光学损失。
[0098]另外,在如图16所示的现有的有机EL显示面板1lc的发光层108b那样,采用由发光掺杂剂材料19和发光基质材料20混合而得的结构的情况下,关于发光区域ER3扩大至整个发光层108b这一点已经进行了说明,该情况下,发光层108b的阴极5—侧也存在发光点。在此,在现有的有机EL显示面板1lc中,若在发光层108b上配置实施例3中使用的掺杂电子传输层13,则发光层108b的阴极5—侧产生的激子会因掺杂电子传输层13而发生淬灭,发光效率降低。因而,为了在现有的有机EL显示面板1lc上配置实施例3中使用的掺杂电子传输层13,在发光层108b与掺杂电子传输层13之间还需要配置另外的缓冲层(例如电子传输层),但该情况下制造效率会降低。不过,对于实施例3的有机EL显示面板Ic而言,由于在发光掺杂剂层I Ib与掺杂电子传输层13之间配置发光基质层12b,发光掺杂剂层I Ib与掺杂电子传输层13之间的距离较远,因此激子不会因掺杂电子传输层13而发生淬灭。
[0099](比较例I)
[0100]比较例I涉及从基板侧依次包括阳极、发光层和阴极的有机EL元件,和具备上述有机EL元件的有机EL显示面板,发光层是由发光掺杂剂材料和发光基质材料混合得到的混合层。比较例I的有机EL元件除了发光层的结构以外与实施例3的有机EL元件相同,因此对于重复的方面省略说明。
[Ο?Ο?]图6是表示比较例I的有机EL显示面板的截面示意图。如图6所示,有机EL显示面板1la包括基板2和配置在基板2上的有机EL元件103a。有机EL元件103a从基板2侧起依次具有阳极4、空穴注入层6、空穴传输层7、发光层108a、掺杂电子传输层13和阴极5。发光层108a是由发光掺杂剂材料和发光基质材料混合得到的混合层114a。
[0102]作为混合层114a,使用由发光掺杂剂材料Ir(ppy)3和发光基质材料CBP以90:10的重量比通过共蒸镀而得的层,其厚度为30nm。
[0103](比较例2)
[0104]比较例2涉及从基板侧依次包括阳极、发光层和阴极的有机EL元件,和具备上述有机EL元件的有机EL显示面板,发光层是由发光掺杂剂材料和发光基质材料混合得到的混合层。比较例2的有机EL元件除了发光层的结构、阴极的结构以及代替掺杂电子传输层配置了依次层叠电子传输层和电子注入层而得到的层以外,与实施例3的有机EL元件相同,因此对于重复的方面省略说明。
[0? 05]图7是表示比较例2的有机EL显示面板的截面示意图。如图7所示,有机EL显示面板1lb包括基板2和配置在基板2上的有机EL元件103b。有机EL元件103b从基板2侧起依次具有阳极4、空穴注入层6、空穴传输层7、发光层108a、电子传输层9、电子注入层10和阴极105。发光层108a是由发光掺杂剂材料和发光基质材料混合得到的混合层114a。阴极105从基板2侧起依次具有金属层15a和透明导电层18。
[Ο?Ο?]作为电子传输层9使用Bphen,其厚度为15nm。
[0107]作为电子注入层10使用氟化锂(LiF),其厚度为0.5nm。
[0108]作为阴极105中包含的金属层15a使用镁(Mg)和银
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