专利名称：有机电致发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机电致发光(EL)元件，特别涉及高效率的有机EL元件。
背景技术：
当对有机EL元件施加电压时，就会从阳极注入空穴，另外从阴极注入电子，在发光层中它们复合而形成激子。此时，根据电子自旋的统计规律，以25% 75%的比例生成单重态激子和三重态激子。由于认为在荧光型的发光中仅使用由单重态激子造成的发光， 因此对于内部量子效率来说可以说25 %是极限。虽然使用了荧光材料的荧光型元件最近长寿命化技术得到推进，正逐渐应用到移动电话、电视等的全色显示器中，然而高效化是个问题。关于荧光型元件的高效化技术，公开过几个从迄今为止尚未有效利用的三重态激子中导出发光的技术。例如在非专利文献1中，分析在主体材料中使用了蒽系化合物的未掺杂元件，作为机理，通过两个三重态激子碰撞融合来生成单重态激子，其结果是，荧光发光增加。但是，在非专利文献1中仅公开出，在仅为主体材料的未掺杂元件中，通过三重态激子碰撞融合确认到荧光发光的增加，由三重态激子带来的效率的增加量为3 6%，是很低的效果。在非专利文献2中做过报告，在蓝色荧光元件中内部量子效率为观.5 %，超过作为以往的理论极限值的25%。但是，对于用于超过25%的技术的途径没有任何公开，另外从全色有机EL电视的实用化的观点考虑，要求进一步的高效化。另外，在专利文献1中公开过在荧光元件中利用了三重态激子的其他的例子。在通常的有机分子中，虽然最低激发三重态(Tl)低于最低激发单重态(Si)，然而有时高的激发三重态(D)高于Si。此种情况下，通过引起从T2向Sl的跃迁，可以获得来自激发单重态的发光。但是，实际上外部量子效率为6%左右(如果将光导出效率设为25%，则内部量子效率为)，并没有超过以往所说的极限值25%。另外，这里的机理利用的是一个分子内的从激发三重态到激发单重态的系间窜跃，没有引起非专利文献1所公开的由两个三重态激子的碰撞造成的单重态的生成现象。专利文献2、3中公开了如下的技术，即，通过在荧光元件中将BCP(bath0qpr0ine) 或BPhen等菲咯啉衍生物用于空穴阻挡层中，来提高空穴阻挡层与发光层的界面中的空穴的密度，有效地引起复合。但是，BCP(bath0qpr0ine)或BPhen等菲咯啉衍生物对于空穴具有脆弱性，氧化耐久性差，从元件的长寿命化的观点考虑性能不够充分。另外，由于将空穴阻挡层插入发光层与电子传输层之间，因此使有机EL元件的层叠结构更加多层化。层叠结构的多层化会导致有机EL元件的工艺放大、驱动电压的升高。另外，在专利文献4中，公开了在荧光元件中作为与发光层接触的电子传输层的材料使用了蒽衍生物等芳香族化合物的有机EL元件。但是，由于它们是以所生成的单重态激子在很短的时间期间进行荧光发光为前提设计的元件，因此对于与在所谓的磷光元件中通常所设计的电子传输层的三重态的关系没有考虑，实际上，由于电子传输层的三重态能
6量小于发光层的三重态能量，因此在发光层内产生的三重态激子被扩散到电子传输层，其后，经过热失活过程，因而很难超过作为以往的荧光发光的理论极限值的25%。另一方面，磷光型直接使用来自三重态激子的发光。由于将单重态激子能量也利用发光分子内部的自旋转换变换为三重态激子，因此在原理上可以期待获得接近100%的内部发光效率。由此，自从2000年由Rarest等人发表使用了 Ir络合物的磷光发光元件以外，作为有机EL元件的高效化技术，磷光发光元件备受关注。但是，虽然红色磷光元件达到了实用化的区域，然而对于绿色、蓝色磷光元件来说，与荧光型元件相比寿命短，特别是对于蓝色磷光来说，不仅寿命短，而且还有颜色纯度、发光效率不足的问题，现实状况是尚未达到实用化。专利文献专利文献1 日本特开2004-214180号公报专利文献2 日本特开平10-79297号公报专利文献3 日本特开2002-100478号公报专利文献4 国际公开第2004/080975号小册子专利文献5 日本特表2002-525808号公报专利文献6 =US登记公报7018723非专利文献非专利文献1 Journal of Applied Physics, 102,114504(2007)非专利文献2:SID 2008 DIGEST, 709 (2008)
发明内容
所以，本发明人等着眼于非专利文献1中记载的某个现象，即利用两个三重态激子的碰撞融合生成单重态激子的现象(以下称作Triplet-Triplet Fusion = TTF现象)， 实施了有效地引起TTF现象而实现荧光元件的高效化的研究。具体来说，对荧光元件中可以使用的主体材料、荧光发光性掺杂材料的组合进行了各种研究，其结果是，在主体材料与掺杂材料的三重态能量处于特定的关系，并且作为与发光层的阴极侧界面相邻的层使用了三重态能量大的材料的情况下，会将三重态激子关入发光层内，从而有效地引起TTF现象而实现荧光元件的高效率及长寿命。此外，本申请通过不增加层叠结构的层的数目地将三重态激子关入发光层内，而有效地引起TTF现象，实现高效率并且长寿命的有机EL元件。根据本发明，可以提供以下的有机EL元件。1. 一种有机电致发光元件，其特征在于，依次具备阳极、发光层、电子传输区域、和阴极，所述发光层包含主体材料和显示主峰波长为550nm以下的荧光发光的掺杂材料，所述电子传输区域包含与所述发光层邻接的阻挡层，所述阻挡层包含阻挡材料，所述阻挡材料具有电子传输结构部位和包含稠合多环芳香烃化合物的三重态阻挡结构部位并且满足下述式(1)，ETb > ETh ... (1)E1h及ETb分别表示所述主体材料及所述阻挡材料的三重态能量。
2. 1中所述的有机电致发光元件，其中，所述主体材料和所述掺杂材料满足下式 O)。ETd>ETh ··· (2)ETd表示所述掺杂材料的三重态能量。3. 1或2中所述的有机电致发光元件，其中，所述主体材料的亲和力Afh和所述阻挡材料的亲和力Afb满足下式(3)，Afh-Afb > OeV ... (3)。4. 1 3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述主体材料的电离势Iph和所述掺杂材料的电离势Ipd满足下式(4)。Ipd-Iph < 0. 2eV ... (4)5. 1 4中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述阻挡材料的电子迁移率为 l(T6cm2/Vs 以上。6. 1 5中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述阻挡层包含对所述阻挡材料显示还原性的给予体。7. 1 6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，在所述发光层中因三重态激子之间碰撞而生成的单重态激子所致的发光强度相对于总发光强度为30%以上。8. 1 7中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述电子传输结构部位包含1 个以上的下述部分结构。
权利要求
1.一种有机电致发光元件，其特征在于， 依次具有阳极、发光层、电子传输区域和阴极，所述发光层包含主体材料和显示主峰波长为550nm以下的荧光发光的掺杂材料， 所述电子传输区域包含与所述发光层邻接的阻挡层，所述阻挡层包含阻挡材料，所述阻挡材料具有电子传输结构部位和包含稠合多环芳香烃化合物的三重态阻挡结构部位并且满足下述式(1)， ETb>ETh -(1)ETh及ETb分别表示所述主体材料及所述阻挡材料的三重态能量。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其中， 所述主体材料和所述掺杂材料满足下述式(2)， ETd>ETh …O)ETd表示所述掺杂材料的三重态能量。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其中，所述主体材料的亲和力Afh和所述阻挡材料的亲和力Afb满足下述式(3)， Afh-Afb > OeV ... (3)。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述主体材料的电离势Iph和所述掺杂材料的电离势Ipd满足下述式G)， Ipd-Iph < 0. 2eV …(4)。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的有机电致发光元件，其中， 所述阻挡材料的电子迁移率为l(T6Cm7VS以上。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的有机电致发光元件，其中， 所述阻挡层包含对所述阻挡材料显示还原性的给予体。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，在所述发光层中因三重态激子之间碰撞而产生的单重态激子所致的发光强度相对于总发光强度为30%以上。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的有机电致发光元件，其中， 所述电子传输结构部位包含1个以上的下述部分结构，
9.根据权利要求1 7中任一项所述的有机电致发光元件，其中， 所述电子传输结构部位包含选自下述环中的1个以上的环，
10.根据权利要求1 7中任一项所述的有机电致发光元件，其中， 所述电子传输结构部位包含选自下述环中的1个以上的环，
11.根据权利要求1 7中任一项所述的有机电致发光元件，其中， 所述电子传输结构部位包含选自下述环中的1个以上的环，
12.根据权利要求1 11中任一项所述的有机电致发光元件，其中， 所述三重态阻挡结构部位是从下述环中选择的，
13.根据权利要求1 12中任一项所述的有机电致发光元件，其中，在所述阳极与所述阴极之间具有至少2个发光层，在2个发光层之间具有电荷产生层。
14.一种有机电致发光元件，其特征在于， 依次具有阳极、多个发光层、电子传输区域和阴极，在所述多个发光层的任意两个发光层之间具有电荷阻挡层，与所述电子传输区域相接的发光层包含主体材料和显示主峰波长为550nm以下的荧光发光的掺杂材料，所述电子传输区域包含与该发光层相邻的阻挡层，所述阻挡层包含阻挡材料，所述阻挡材料具有电子传输结构部位和包含稠合多环芳香烃化合物的三重态阻挡结构部位并且满足下述式(1)， ETb>ETh -(1)ETh及ETb分别表示所述主体材料及所述阻挡材料的三重态能量。
15.根据权利要求14所述的有机电致发光元件，其中， 所述主体材料和所述掺杂材料满足下述式(2)， ETd>ETh …O)ETd表示所述掺杂材料的三重态能量。
全文摘要
本发明提供一种有机电致发光元件，其依次具备阳极、发光层、电子传输区域、和阴极，所述发光层包含主体材料、和显示主峰波长为550nm以下的荧光发光的掺杂材料，所述电子传输区域包含与所述发光层相邻的阻挡层，所述阻挡层包含阻挡材料，其具有电子传输结构部位、和由缩合稠环芳香族烃化合物构成的三重态阻挡结构部位，并且满足ETb＞ETh(ETh及ETb分别表示所述主体材料及所述阻挡材料的三重态能量)。
文档编号H01L51/50GK102473857SQ20118000287
公开日2012年5月23日 申请日期2011年1月14日 优先权日2010年1月15日
发明者伊藤裕胜, 河村昌宏, 河村祐一郎, 熊均 申请人:出光兴产株式会社