CN102832349A - 发光元件、发光装置及电子设备 - Google Patents

发光元件、发光装置及电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN102832349A
CN102832349A CN2012102960675A CN201210296067A CN102832349A CN 102832349 A CN102832349 A CN 102832349A CN 2012102960675 A CN2012102960675 A CN 2012102960675A CN 201210296067 A CN201210296067 A CN 201210296067A CN 102832349 A CN102832349 A CN 102832349A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
luminescent layer
emitting component
luminescent
organic compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102960675A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102832349B (zh
Inventor
濑尾哲史
铃木恒德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of CN102832349A publication Critical patent/CN102832349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102832349B publication Critical patent/CN102832349B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/15Hole transporting layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/30Organic light-emitting transistors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/30Highest occupied molecular orbital [HOMO], lowest unoccupied molecular orbital [LUMO] or Fermi energy values
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/17Passive-matrix OLED displays

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Indole Compounds (AREA)

Abstract

本发明的目的在于提供一种使用寿命提高了的发光元件。该发光元件包括形成在第一电极上的第一发光层、与第一发光层接触地形成在第一发光层上的第二发光层、形成在第二发光层上的第二电极,其中,第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,并且第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物。选择物质,以便第一和第二发光物质的最低空分子轨道能级与电子传输性的有机化合物的最低空分子轨道能级之差各自是0.2eV以下,并且,空穴传输性的有机化合物的最高占有分子轨道能级与第一和第二发光物质的最高占有分子轨道能级之差各自是0.2eV以下,并且空穴传输性的有机化合物的最低空分子轨道能级和第一发光物质的最低空分子轨道能级之差大于0.3eV。

Description

发光元件、发光装置及电子设备
本申请是申请日为2010年1月20日、申请号为201010004670.2的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电流激发型发光元件,特别涉及一种在电极之间设置包含有机化合物的层的发光元件。此外,本发明还涉及一种具有该发光元件的发光装置、电子设备。
背景技术
近年来,对利用电致发光(EL:Electro Luminescence)的发光元件进行积极研究和开发。这些发光元件的基本结构是将发光性物质夹在一对电极之间的结构。通过对这种发光元件施加电压,可以得到来自发光物质的发光。
因为这种发光元件是自发光型,所以具有与液晶显示器相比其像素的可见性高并且不需要背光灯等的优点。因此,这种发光元件适宜作为平板显示器元件。此外,这种发光元件还具有可以制造为薄膜轻量的大优点。另外,响应速度极快也是这种发光元件的特征之一。
另外,因为这些发光元件可以被形成为膜状,所以通过形成大面积的元件,可以容易得到面状发光。这是在使用以白炽灯泡、LED为代表的点光源或者以荧光灯为代表的线光源时不容易得到的特点,因而,上述发光元件作为能够应用于照明等的面光源的利用价值也高。
具有多个优点的这种发光元件以及使用该发光元件的发光装置在实际应用上受到限制的主要原因之一是发光元件退化。发光元件产生即使在流过相同电流量的情况下也伴随驱动时间的蓄积而其亮度降低的退化。为了广泛地普及该发光装置,一定要得到其退化程度是作为实际产品可以容许的程度的发光元件。对发光元件在驱动电路的方面、密封的方面、元件结构的方面、材料的方面等多方面上进行研究(例如,专利文件1)。
[专利文件1]日本专利申请公开2008-204934号公报
发明内容
本发明的一个方式的目的之一在于谋求实现发光元件的长使用寿命化。此外,本发明的一个方式的目的之一还在于提供一种利用使用寿命长的发光元件的电子设备。
本发明的一个方式是发光元件,该发光元件包括第一电极、形成在第一电极上的第一发光层、与第一发光层接触地形成在该第一发光层上的第二发光层、形成在第二发光层上的第二电极,其中,第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,并且第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物。此外,在该发光元件中,第一发光物质的最低空轨道能级、第二发光物质的最低空轨道能级和电子传输性的有机化合物的最低空轨道能级之差均为0.2eV以下,并且空穴传输性的有机化合物的最高占有轨道能级、第一发光物质的最高占有轨道能级和第二发光物质的最高占有轨道能级之差均为0.2eV以下,并且空穴传输性的有机化合物的最低空轨道能级和第一发光物质的最低空轨道能级之差大于0.3eV。
此外,本发明的一个方式是发光元件,该发光元件包括第一电极、形成在第一电极上的第一发光层、与第一发光层接触地形成在该第一发光层上的第二发光层、形成在第二发光层上的第二电极,其中,第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,并且第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物。此外,在该发光元件中,空穴传输性的有机化合物是具有芳基胺骨架的化合物,并且,电子传输性的有机化合物是具有三环以上六环以下的多环芳烃骨架的化合物,并且,第一发光物质及第二发光物质是具有三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架及芳基胺骨架的化合物。
此外,本发明的一个方式是发光元件,该发光元件包括第一电极、形成在第一电极上的第一发光层、与第一发光层接触地形成在该第一发光层上的第二发光层、形成在第二发光层上的第二电极,其中,第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,并且第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物。此外,在该发光元件中,空穴传输性的有机化合物是以下的通式(1)所表示的化合物,并且电子传输性的有机化合物是具有三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架的化合物,并且,第一发光物质及第二发光物质是以下的通式(2)所表示的化合物。
在通式中,A表示取代或无取代的苯基和取代或无取代的萘基中的任一个。此外,R1及R2分别表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基、取代或无取代的咔唑基中的任一个。
Figure BDA00002030492900032
在通式中,B表示三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架,也可以具有取代基。此外,R3及R4分别表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基、取代或无取代的咔唑基中的任一个。
此外,本发明的一个方式是发光元件,该发光元件包括第一电极、形成在第一电极上的第一发光层、与第一发光层接触地形成在该第一发光层上的第二发光层、形成在第二发光层上的第二电极,其中,第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,并且第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物。此外,在该发光元件中,空穴传输性的有机化合物是以下的通式(3)所表示的化合物,并且电子传输性的有机化合物是具有三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架的化合物,并且,第一发光物质及第二发光物质是以下的通式(4)所表示的化合物。
Figure BDA00002030492900041
在通式中,A表示取代或无取代的苯基和取代或无取代的萘基中的任一个。此外,R5表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。此外,R6表示碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。
Figure BDA00002030492900051
在通式中,B表示三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架,也可以具有取代基。此外,R7表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。此外,R8表示碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。
此外,本发明的一个方式是在上述结构中第一发光层中的第一发光物质的比例为30wt%以上且70wt%以下的发光元件。
此外,本发明的一个方式是在上述结构中第一发光层和第二发光层呈现相同的发光颜色的发光元件。
此外,本发明的一个方式是在上述结构中来自第一发光层及第二发光层的发射光谱的最大峰值位于430nm以上且470nm以下的区域的发光元件。
此外,本发明的一个方式是包括具有上述结构中的任一个的发光元件的发光装置或者包括该发光装置的电子设备。
上述本发明的方式解决上述目的中的至少一个。
注意,本说明书中的发光装置包括使用发光元件的图像显示装置或照明装置。此外,如下模块也都包括在发光装置中:对发光元件安装有连接器如各向异性导电膜、TAB(卷带式自动接合,Tape AutomatedBonding)带或TCP(带载封装,Tape Carrier Package)的模块;TAB带或TCP的尖端设置有印刷布线板的模块;或者通过COG(玻璃覆晶封装,Chip On Glass)方式将IC(集成电路)直接安装在发光元件上的模块。
注意,在本说明书中,为方便起见使用附加了第一或第二等的序数词,而其并不表示工序顺序或叠层顺序。此外,在本说明书中其不表示用来特定发明的事项的固有名称。
此外,在本说明书中,“电子传输性的有机化合物”是指至少其电子的传输性高于空穴的传输性的有机化合物,而“空穴传输性的有机化合物”是指至少其空穴的传输性高于电子的传输性的有机化合物。
通过实施本发明的一个方式,可以得到实现了长使用寿命化的发光元件。
附图说明
图1A和1B是示出发光元件的元件结构及能带图的图;
图2是示出发光元件的元件结构的图;
图3A至3D是示出无源矩阵型发光装置的图;
图4是示出无源矩阵型发光装置的图;
图5A和5B是示出有源矩阵型发光装置的图;
图6A至6E是示出电子设备的图;
图7是示出照明设备的图;
图8是示出实施例1的发光元件及对照发光元件的特性的图;
图9是示出实施例1的发光元件及对照发光元件的特性的图;
图10是示出实施例1的发光元件及对照发光元件的特性的图;
图11是示出实施例1的发光元件及对照发光元件的特性的图;
图12是示出实施例2的发光元件及对照发光元件的特性的图;
图13是示出实施例2的发光元件及对照发光元件的特性的图;
图14是示出实施例2的发光元件及对照发光元件的特性的图;
图15是示出实施例2的发光元件及对照发光元件的特性的图;
图16是示出实施例3的发光元件的特性的图;
图17是示出实施例3的发光元件的特性的图;
图18是示出实施例3的发光元件的特性的图;
图19是示出实施例3的发光元件的特性的图;
图20是示出实施例6的发光元件的特性的图;
图21是示出实施例6的发光元件的特性的图;
图22是示出实施例6的发光元件的特性的图;
图23是示出实施例6的发光元件的特性的图。
具体实施方式
下面,参照附图说明本发明的实施方式。但是,所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是,本发明可以以多种不同方式来实施,其形式及详细内容可以在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下被变换为各种各样。因此,本发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。注意,当在本说明书中说明量关系时,在没有特别的说明的情况下,进行质量换算。此外,本说明书中的阳极是指将空穴注入到包含发光材料的层中的电极,而阴极是指将电子注入到包含发光材料的层中的电极。
实施方式1
图1A表示本实施方式的发光元件110的示意图。本实施方式的发光元件110在阳极100和阴极101之间具有由多个层构成的EL层103。EL层103至少具有发光层102,并且发光层102通过从阳极100一侧层叠第一发光层102a、第二发光层102b的两层来构成。注意,该两层彼此接触地形成。
第一发光层102a是包括第一发光物质和空穴传输性的有机化合物的层。此外,第二发光层102b是包括第二发光物质和电子传输性的有机化合物的层。作为发光元件110,当对阳极100和阴极101之间施加正向电压时,在第一发光层102a中得到来自第一发光物质的发光,而在第二发光层102b中得到来自第二发光物质的发光。
图1B示出本实施方式所记载的发光元件110的能带图的一个例子。在图1B中,附图标记120表示阳极100的费米能级,并且附图标记140表示阴极101的费米能级。此外,附图标记122表示包含在第一发光层102a中的空穴传输性的有机化合物的HOMO(最高占有轨道能级:Highest Occupied Molecular Orbital)能级,附图标记146表示空穴传输性的有机化合物的LUMO(最低空分子轨道:LowestUnoccupied Molecular Orbital)能级,附图标记124表示包含在第一发光层102a中的第一发光物质的HOMO能级,并且附图标记148表示第一发光物质的LUMO能级。此外,附图标记126表示包含在第二发光层102b中的电子传输性的有机化合物的HOMO能级,附图标记142表示电子传输性的有机化合物的LUMO能级,附图标记128表示包含在第二发光层102b中的第二发光物质的HOMO能级,并且附图标记144表示第二发光物质的LUMO能级。
从阳极100注入的空穴被注入到第一发光层102a。注入到第一发光层102a的空穴被传输在第一发光层102a中,并且在第一发光层102a和第二发光层102b的界面附近其一部分与从第二发光层102b注入的电子重新结合,而未重新结合的空穴被注入到第二发光层102b。
如图1B所示,当包含在第一发光层102a中的空穴传输性的有机化合物的HOMO能级122、第一发光物质的HOMO能级124以及包含在第二发光层102b中的第二发光物质的HOMO能级128为相同程度时,可以在空穴传输性的有机化合物、第一发光物质以及第二发光物质之间容易进行作为载流子的空穴的传输。具体地,各物质的HOMO能级之差优选为0.2eV以下。再者,因为包含在第二发光层102b中的电子传输性的有机化合物是其电子传输性高于空穴传输性的物质,所以注入到第二发光层102b的空穴不容易被传输。其结果,第二发光层102b中的载流子的重新结合的概率提高,从而抑制空穴不与电子重新结合而穿过到阴极一侧的现象。
另一方面,从阴极101注入的电子被注入到第二发光层102b。注入到第二发光层102b的电子被传输在第二发光层102b中,并且在第二发光层102b和第一发光层102a的界面附近其一部分与从第一发光层102a注入的空穴重新结合,而未重新结合的电子被注入到第一发光层102a。
在发光元件110中,当包含在第一发光层102a中的第一发光物质的LUMO能级148、包含在第二发光层102b中的第二发光物质的LUMO能级144以及电子传输性的有机化合物的LUMO能级142为相同程度时,可以在第一发光物质、第二发光物质以及电子传输性的有机化合物之间容易进行作为载流子的电子的传输。因而,可以抑制在第一发光层102a和第二发光层102b的界面蓄积电子,所以可以抑制发光元件的随时间的退化。具体地,各物质的LUMO能级之差优选为0.2eV以下。
此外,为了防止电子从第一发光层102a向阳极100一侧的穿行,而作为空穴传输性的有机化合物,使用其LUMO能级146高于第一发光物质的LUMO能级148的物质。就是说,使用电子阻挡性的物质。由此,从第一发光物质到空穴传输性的有机化合物的电子的注入势垒变高,并且,与采用第一发光物质的单层的情况相比,不容易在第一发光层102a内传输电子。其结果,第一发光层102a中的载流子的重新结合的概率提高,从而抑制电子不与空穴重新结合而穿过到阳极一侧的现象。此外,可以抑制第一发光层102a中的重新结合区域不必要地扩大,而发射光谱变宽(色度降低)的现象。注意,具体地,空穴传输性的有机化合物的LUMO能级146和第一发光物质的LUMO能级148之差必须至少大于0.2eV,更优选大于0.3eV。
如上所述,可以在抑制第一发光层102a和第二发光层102b的界面附近的电子的蓄积的同时提高该界面附近的电子和空穴的重新结合的概率。
注意,作为最高占有轨道能级(HOMO能级)及最低空轨道能级(LUMO能级)的测定方法,有利用循环伏安法(CV)测定算出的方法。或者,可以通过利用光电子能谱仪测定在薄膜状态下的电离电位,来算出HOMO能级。此外,由其结果和从在薄膜状态下的吸收光谱可以求出的能隙,可以算出LUMO能级。
接着,参照制造方法而更具体地说明如上所述的发光元件。另外,在此说明的元件结构、制造方法不过是一个例示,而在不脱离本实施方式的宗旨的范围内可以应用其它结构、材料、制造方法。
首先,在具有绝缘表面的支持体上形成阳极100。作为阳极100,优选使用功函数高(具体地,4.0eV以上)的金属、合金、导电化合物、以及这些的混合物等。具体而言,可以举出铟锡氧化物(以下示为I TO)、或者包含硅或氧化硅的铟锡氧化物、包含氧化锌(ZnO)的氧化铟、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。这些导电金属氧化物膜通常通过溅射法形成,但是,也可以应用溶胶-凝胶法等来制造。例如,包含氧化锌(ZnO)的氧化铟可以使用相对于氧化铟添加了1wt%至20wt%的氧化锌的靶并且通过溅射法形成。另外,包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)可以使用相对于氧化铟包含0.5wt%至5wt%的氧化钨和0.1wt%至1wt%的氧化锌的靶并且通过溅射法形成。另外,也可以使用金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、或者金属材料的氮化物(例如,氮化钛)等。
接着,形成EL层103。EL层103通过至少包括具有第一发光层102a及第二发光层102b的发光层102来形成即可,并且也可以采用形成有发光层以外的层的叠层结构。作为EL层103,可以使用低分子系材料或高分子系材料。注意,用来形成EL层103的材料不局限于只含有有机化合物材料的材料,还包括部分包含无机化合物的构成。另外,作为发光层以外的层,可以举出具有各种功能的功能层如空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层(hole blocking layer)、电子传输层、电子注入层等。EL层103也可以由同时具有两种以上的各层所具有的功能的层形成。当然,也可以设置有上述功能层以外的层。在本实施方式中,以如下发光元件为例进行说明:作为EL层103,如图2所示地采用从阳极100一侧按顺序层叠有空穴注入层104、空穴传输层105、发光层102(第一发光层102a及第二发光层102b)、电子传输层106、电子注入层107的叠层结构。
空穴注入层104是包含空穴注入性高的物质的层。作为空穴注入性高的物质,例如可以举出氧化钒、氧化钼、氧化钌、氧化铝等的金属氧化物等。或者,当使用有机化合物时,卟啉类化合物是有效的,可以使用酞菁(简称:H2Pc)、酞菁铜(简称:CuPc)等。另外,作为空穴注入层104,也可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。例如,可以举出高分子化合物如聚(N-乙烯基咔唑)(简称:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称:PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称:PTPDMA)、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺](简称:Poly-TPD)等。另外,可以使用添加了酸的高分子化合物如聚(3,4-亚乙基二氧(ethylenedioxy)噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等。与阳极接触地形成空穴注入层,并且通过使用空穴注入层104,减少载流子的注入势垒,而将载流子高效地注入到发光元件中,其结果,可以谋求实现驱动电压的降低。
另外,作为空穴注入层104,也可以使用在空穴传输性高的物质中包含受体物质而成的材料(以下,称为复合材料)。注意,通过使用在空穴传输性高的物质中包含受体物质而成的材料,可以实现与电极之间的欧姆接触,而可以不考虑功函数地选择形成电极的材料。换言之,作为阳极,除了可以使用功函数高的材料以外,还可以使用功函数不太高的材料、功函数低的材料。作为受体物质,可以举出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟quinodimethane(简称:F4-TCNQ)、氯醌等的有机化合物、过渡金属氧化物。另外,可以举出属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体地,氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰和氧化铼等是优选的材料,因为其电子接受性高。其中,氧化钼尤其是优选的材料,因为它在大气中也稳定并且其吸湿性低,容易处理。
另外,在本说明书中,“复合”是指通过不仅混合两种材料,而且混合多种材料而成为能够在材料之间进行电荷的授受的状态。
作为用于复合材料的空穴传输性高的物质,可以使用各种化合物如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等。注意,作为用于复合材料的空穴传输性高的物质,优选是具有10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是,只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质,也可以使用上述以外的物质。在下文中,具体地列举可用于复合材料的有机化合物。
例如,作为可用于复合材料的芳香胺化合物,可以举出4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称:NPB或α-NPD)、N,N'-双(4-甲基苯基)-N,N'-二苯基-对-苯二胺(简称:DTDPPA)、4,4'-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DPAB)、4,4'-双(N-﹛4-[N'-(3-甲基苯基)-N’-苯基氨基]苯基﹜-N-苯基氨基)联苯(简称:DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称:DPA3B)等。
作为可用于复合材料的咔唑衍生物,具体地可以使用3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCN1)、4,4'-二(N-咔唑基)联苯(简称:CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称:TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。
另外,作为可用于复合材料的芳烃,例如可以举出2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称:t-BuDNA)、2-叔丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称:DPPA)、2-叔丁基-9,10-双(4-苯基苯基)蒽(简称:t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称:DNA)、9,10-二苯基蒽(简称:DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称:t-BuAnth)、9,10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称:DMNA)、9,10-双[2-(1-萘基)苯基]-2-叔丁基-蒽、9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9'-联蒽、10,10'-二苯基-9,9'-联蒽、10,10'-双(2-苯基苯基)-9,9'-联蒽、10,10'-双[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9'-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。此外,也可以使用并五苯、晕苯等。如此,更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳数为14至42的芳烃。
注意,可用于复合材料的芳烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃,例如可以举出4,4'-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯(简称:DPVBi)、9,10-双[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称:DPVPA)等。
另外,还可以将复合材料用作空穴注入层,该复合材料由作为空穴注入层的材料而上述的PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly-TPD等的高分子化合物以及上述的受体物质形成。
在使用如上所述的复合材料作为空穴注入层104的情况下,作为阳极100,可以不考虑功函数的高低地使用各种金属、合金、导电化合物、以及它们的混合物等。因此,作为阳极,除了可以使用上述材料以外,还可以使用诸如铝(Al)、银(Ag)、包含铝的合金(AlSi)等。另外,也可以使用作为功函数低的材料的属于元素周期表中第1族或第2族的元素,即锂(Li)、铯(Cs)等的碱金属、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等的碱土金属、以及包含它们的合金(MgAg、AlLi);铕(Eu)、镱(Yb)等的稀土金属、以及包含这些的合金等。由碱金属、碱土金属、包含它们的合金构成的膜可以通过真空蒸镀法来形成。另外,包含碱金属或碱土金属的合金还可以通过溅射法来形成。另外,还可以通过喷墨法等来将银膏等成膜。
空穴传输层105是包含空穴传输性高的物质的层。作为空穴传输性高的物质,例如可以使用如下适当的材料,即N,N'-双(螺环-9,9'-联芴-2-基)-N,N'-二苯基联苯胺(简称:BSPB)、4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称:NPB或α-NPD)、4,4'-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称:TPD)、4,4',4″-三(N,N-二苯基氨基)三苯基胺(简称:TDATA)、4,4',4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(简称:MTDATA)、4,4'-双﹛N-[4-(N,N-二-间甲苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基﹜联苯(简称:DNTPD)、1,3,5-三[N,N-二(间甲苯基)氨基]苯(简称:m-MTDAB)、4,4',4″-三(N-咔唑基)三苯基胺(简称:TCTA)、酞菁(简称:H2Pc)、酞菁铜(简称:CuPc)、酞菁氧钒(简称:VOPc)等。作为空穴传输层,优选使用具有10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质,但是,只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质,就可以用作空穴传输层。此外,空穴传输层除了可以使用单层结构以外,还可以使用其中组合两层以上的由适合上述条件的物质构成的层而成的多层结构。空穴传输层可以通过利用真空蒸镀法等来形成。
另外,作为空穴传输层105,还可以使用作为空穴传输层104的材料而上述的高分子化合物,如PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly-TPD等。在此情况下,可以使用喷墨法、旋涂法等的溶液工艺。
发光层102通过从空穴传输层105一侧层叠第一发光层102a、第二发光层102b的两层来形成。第一发光层102a包括第一发光物质和空穴传输性的有机化合物。此外,第二发光层102b包括第二发光物质和电子传输性的有机化合物。
作为包含在第一发光层102a中的空穴传输性的有机化合物,必须使用具有空穴传输性及电子阻挡性的化合物,以使空穴注入到第一发光层102a并且防止电子穿过到阳极一侧。作为这种空穴传输性的有机化合物,优选使用具有芳基胺骨架的化合物。
此外,当空穴传输性的有机化合物具有芳基胺骨架和三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架时,因为三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架的电子接受性高,并且该骨架具有电子传输性,所以即使该有机化合物通过具有芳基胺骨架而成为空穴传输性高的材料,也保持一定程度的传输电子的能力。在将这种空穴传输性的有机化合物用于第一发光层的情况下,由于电子的穿过而发生的退化的影响及效率的降低根据条件而有可能变大。于是,作为空穴传输性的有机化合物,更优选使用以下的通式(1)所表示的具有芳基胺骨架并且不具有三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架的化合物。
在通式中,A表示取代或无取代的苯基和取代或无取代的萘基中的任一个。此外,R1及R2分别表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基、取代或无取代的咔唑基中的任一个。注意,作为可与A、R1及R2结合的取代基,例如可以举出甲基、乙基或者丙基等烷基;或者苯基、萘基等由二环以下的芳烃骨架构成的芳基。
或者,因为以下的通式(3)所表示的化合物示出高空穴传输性、化学稳定性以及耐热性,所以优选用作空穴传输性的有机化合物。
Figure BDA00002030492900152
在通式中,A表示取代或无取代的苯基和取代或无取代的萘基中的任一个。此外,R5表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。此外,R6表示碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。注意,作为可与A、R5及R6结合的取代基,可以举出甲基、乙基或者丙基等烷基;或者苯基、萘基等二环以下的芳基。
作为用于第一发光层102a的空穴传输性的有机化合物,具体地优选使用诸如4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBANB)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBA1BP)、4,4'-二苯基-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBBi1BP)、4,4'-二(1-萘基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNBB)、4-(1-萘基)-4'-苯基-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBB i NB)、4-[9-(联苯-4-基)-9H-咔唑-3-基]-4'-苯基-三苯胺(简称:BCBA1BP)、4-[9-(联苯-4-基)-9H-咔唑-3-基]-4'-(1-萘基)三苯胺(简称:BCBANB)、4-[9-(联苯-4-基)-9H-咔唑-3-基]-4'-(1-萘基)-4″-苯基-三苯胺(简称:BCBBiNB)、4-{9-[4-(1-萘基)苯基]-9H-咔唑-3-基}-4'-苯基-三苯胺(简称:NBCBA1BP)、4-[9-(1-萘基)-9H-咔唑-3-基]-4'-苯基-三苯胺(简称:NCBA1BP)、4,4'-二苯基-4″-(6,9-二苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBBi1BPIII)、4-(1-萘基)-4'-苯基三苯胺(简称:αNBA1BP)、4,4'-二-(1-萘基)-4″-苯基三苯胺(简称:αNBB1BP)等。
第一发光物质是能够在第一发光层102a中成为发光中心物质的物质。此外,第二发光物质是能够在第二发光层102b中成为发光中心物质的物质。各自的发光可以是荧光或者磷光。
此外,如使用图1B而预先说明,为了在第一发光层102a和第二发光层102b之间容易进行空穴及电子的授受,而作为第一发光物质及第二发光物质,使用满足如下条件的材料:第一发光物质、第二发光物质各自的HOMO能级及空穴传输性的有机化合物的HOMO能级是相同程度,优选3种物质的HOMO能级之差为0.2eV以下,并且第一发光物质、第二发光物质的LUMO能级及电子传输性的有机化合物的LUMO能级是相同程度,优选3种物质的LUMO能级之差为0.2eV以下。此外,为了防止从第二发光层102b注入到第一发光层102a的电子穿过到阳极一侧,而作为第一发光物质,使用其LUMO能级低于空穴传输性的有机化合物的LUMO能级且其差优选大于0.3eV的材料。作为这种第一发光物质及第二发光物质,优选使用具有三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架及芳基胺骨架的化合物。
第一发光物质及第二发光物质具有芳基胺骨架,所以作为第一发光物质及第二发光物质而使用的化合物可以是具有与具有芳基胺骨架的空穴传输性的有机化合物的HOMO能级相同程度的HOMO能级的化合物。此外,通过具有三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架,可以使第一发光物质及第二发光物质的LUMO能级和空穴传输性的有机化合物的LUMO能级之差大于0.3eV。再者,通过使第一发光物质、第二发光物质以及电子传输性的有机化合物中的多环芳烃骨架采用相同的骨架,可以使它们的LUMO能级进一步接近。注意,作为三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架,可以具体地举出蒽骨架、芘骨架、
Figure BDA00002030492900171
骨架、二苯并[g,p]骨架等。
此外,作为第一发光物质及第二发光物质所具有的芳基胺骨架优选是与空穴传输性的有机化合物所具有的芳基胺骨架相同的骨架。因此,第一发光物质及第二发光物质优选为以下的通式(2)所表示的化合物。
在通式中,B表示三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架,也可以具有取代基。此外,R3及R4分别表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基、取代或无取代的咔唑基中的任一个。注意,作为可与B、R3及R4结合的取代基,例如可以举出甲基、乙基或者丙基等烷基;或者苯基、萘基等由二环以下的芳烃骨架构成的芳基。
此外,因为第一发光物质及第二发光物质具有高发光效率、化学稳定性、以及耐热性,所以优选使用以下的通式(4)所表示的化合物。
Figure BDA00002030492900181
在通式中,B表示三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架,也可以具有取代基。此外,R7表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。此外,R8表示碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。注意,作为可与B、R7及R8结合的取代基,可以举出甲基、乙基或者丙基等烷基;或者苯基、萘基等二环以下的芳基。
作为第一发光物质或者第二发光物质,可以具体地使用诸如4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)、4-(1-萘基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNAPA)、4-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称:2TPPA)等。第一发光物质和第二发光物质也可以不为相同的物质。但是,因为第一发光物质和第二发光物质的HOMO能级和LUMO能级分别为相同程度,所以第一发光层102a和第二发光层102b呈现相同的发光颜色。从而,本实施方式所示的发光元件的结构适宜于呈现单色发光的发光元件。此外,一般说,在发光物质呈现蓝色发光的情况下,发光物质不容易捕捉载流子,而容易发生从发光层的载流子的穿过,但是本实施方式所示的发光元件包括具有电子阻挡性的空穴传输性的有机化合物,所以可以抑制电子向阳极一侧穿过,因而本实施方式所示的发光元件特别有效于呈现蓝色的发光元件,即来自第一发光层及第二发光层的发射光谱的最大峰值位于430nm以上且470nm以下的区域的发光元件。
此外,优选将第一发光层102a中的第一发光物质的比例设定为30wt%以上且70wt%以下。通过第一发光层102a包含30wt%以上的第一发光物质,它可以从第二发光层102b容易接收电子。此外,通过将第一发光物质的含量设定为70wt%以下(就是说,将空穴传输性的有机化合物的含量设定为30wt%以上),可以抑制电子向阳极一侧穿过。
此外,电子传输性的有机化合物在第二发光层102b中用作分散作为发光中心物质的第二发光物质的主体。在第二发光层102b中,电子传输性的有机化合物是最多成分,并且第二发光物质优选以0.001wt%以上且小于50wt%的比例被包含。作为电子传输性的有机化合物,优选使用其能隙大于第二发光物质的能隙的物质。此外,作为电子传输性的有机化合物,使用其LUMO能级与第一发光物质及第二发光物质的LUMO能级相同程度的材料。作为这种电子传输性的有机化合物,可以使用具有三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架的化合物。作为具有三环、四环、五环、或者六环的多环芳烃骨架的化合物,例如可以举出蒽衍生物、芘衍生物、
Figure BDA00002030492900191
衍生物、二苯并[g,p]
Figure BDA00002030492900192
衍生物等。特别地,通过使第一发光物质、第二发光物质以及电子传输性的有机化合物中的多环芳烃骨架采用相同的骨架,可以使它们的LUMO能级进一步接近。
作为电子传输性的有机化合物,具体地可以使用9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:DPCzPA)、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称:DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称:DNA)、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称:t-BuDNA)、9,9'-联蒽(简称:BANT)、3,3',3″-(苯-1,3,5-三基)三芘(tripyrene)(简称:TPB3)等。
在使用电子传输层106的情况下,它设置在发光层102和电子注入层107之间。电子传输层106是包含电子传输性高的物质的层。作为电子传输性高的物质,例如可以使用三(8-羟基喹啉)铝(简称:Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称:Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉)铍(简称:BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)-(4-羟基-联苯基)铝(简称:BAlq)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等。另外,除了这些以外,还可以使用双[2-(2-羟基苯基)-苯并
Figure BDA00002030492900201
唑]锌(简称:Zn(BOX)2)、双[2-(2-羟基苯基)-苯并噻唑]锌(简称:Zn(BTZ)2)等的具有
Figure BDA00002030492900202
唑类配位体、噻唑类配位体的金属配合物等。此外,除了金属配合物以外,还可以使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-
Figure BDA00002030492900203
二唑(简称:PBD)、1,3-双[5-(对-叔丁基苯基)-1,3,4-
Figure BDA00002030492900204
二唑-2-基]苯(简称:OXD-7)、红菲咯啉(简称:BPhen)、浴铜灵(简称:BCP)等。作为电子传输层优选使用具有10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质,但是,只要是其电子传输性高于空穴传输性的物质,就可以用作电子传输层。此外,电子传输层除了具有单层结构以外,还可以具有其中组合了两层以上由适合上述条件的物质形成的层而成的多层结构。电子传输层可以通过使用真空蒸镀法等来制造。
另外,作为电子传输层,还可以使用高分子化合物。例如,可以使用聚[(9,9-二已基芴-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](简称:PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(2,2'-联吡啶-6,6'-二基)](简称:PF-BPy)等。在此情况下,可以应用喷墨法、旋涂法等的溶液工艺。
注意,与第二发光层102b接触的电子传输层106优选使用具有比作为第二发光层102b的发光中心物质的第二发光物质大的能隙(或者三重态能量)的物质。通过采用这种结构,可以抑制从发光层102到电子传输层106的能量迁移,以可以实现高发光效率。
电子注入层107是包含电子注入性高的物质的层。作为电子注入性高的物质,例如优选使用氟化钙、氟化锂、氧化锂或氯化锂等的碱金属化合物、碱土金属化合物等。或者,还可以使用对三(8-羟基喹啉)铝(简称:Alq)、浴铜灵(简称:BCP)等的所谓的电子传输性材料组合了锂、镁等的碱金属或碱土金属而成的层。与阴极接触地形成电子注入层,并且通过使用电子注入层,减少载流子的注入势垒,而将载流子高效地注入到发光元件中,其结果,可以谋求实现驱动电压的降低。注意,作为电子注入层使用将具有电子传输性的物质和碱金属或碱土金属组合而成的层的结构是优选的结构,因为从阴极高效地注入电子。电子注入层可以通过使用真空蒸镀法等来制造。通过设置电子注入层107,不考虑到功函数的高低,而可以使用Al、Ag、ITO、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等各种各样的导电材料。
另外,作为EL层103的形成方法,除了上述的制造方法以外,还可以使用蒸镀法、喷墨法、旋涂法、浸渍涂布法等,而不拘泥于是湿法还是干法。
之后,形成阴极101,以完成发光元件110。作为阴极101,优选使用功函数低(具体地,3.8eV以下)的金属、合金、导电化合物、以及它们的混合物等。具体而言,可以举出属于元素周期表中第1族或第2族的金属,即锂(Li)、铯(Cs)等的碱金属、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等的碱土金属、包含它们的合金(MgAg、AlLi等);铕(Eu)、镱(Yb)等的稀土金属、以及包含它们的合金等。可以通过利用真空蒸镀法来形成由碱金属、碱土金属、包含它们的合金构成的膜。另外,包含碱金属或碱土金属的合金还可以通过溅射法来形成。另外,也可以通过喷墨法等来使银膏等成膜。此外,通过在阴极101和电子传输层106之间设置电子注入层107,不考虑到功函数的高低,而可以使用Al、Ag、ITO、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等各种各样的导电材料。
注意,作为阳极100或阴极101,也可以使用包含导电高分子(也称为导电聚合物)的导电组合物。在将导电组合物形成为阳极100或阴极101的情况下,薄膜的片电阻优选为10000Ω/□以下,波长550nm处的透光率优选为70%以上。另外,所包含的导电高分子的电阻率优选为0.1Ω·cm以下。
作为导电高分子,可以使用所谓的π电子共轭类导电高分子。例如,可以举出聚苯胺及/或其衍生物、聚吡咯及/或其衍生物、聚噻吩及/或其衍生物、它们中的两种以上的共聚物等。
作为共轭导电高分子的具体实例,可以举出聚吡咯、聚(3-甲基吡咯)、聚(3-丁基吡咯)、聚(3-辛基吡咯)、聚(3-癸基吡咯)、聚(3,4-二甲基吡咯)、聚(3,4-二丁基吡咯)、聚(3-羟基吡咯)、聚(3-甲基-4-羟基吡咯)、聚(3-甲氧基吡咯)、聚(3-乙氧基吡咯)、聚(3-辛氧基吡咯)、聚(3-羧基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧基吡咯)、聚N-甲基吡咯、聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、聚(3-丁基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二烷基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚(3-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩)、聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)、聚苯胺、聚(2-甲基苯胺)、聚(2-辛基苯胺)、聚(2-异丁基苯胺)、聚(3-异丁基苯胺)、聚(2-苯胺磺酸)、聚(3-苯胺磺酸)等。
上述导电高分子既可以以单独用于阳极100或阴极101,又可以为调节膜特性而添加有机树脂以形成导电组合物来使用。
只要可以与导电高分子相容或混合分散,有机树脂就可以是热固性树脂、热塑性树脂、或光固化性树脂。例如,可以举出聚酯类树脂如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等;聚酰亚胺类树脂如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等;聚酰胺树脂如聚酰胺6、聚酰胺6,6、聚酰胺12、聚酰胺11等;氟树脂如聚偏二氟乙烯、聚氟化乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚氯三氟乙烯等;乙烯基树脂如聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯等;环氧树脂;二甲苯树脂;芳族聚酰胺树脂;聚氨酯类树脂;聚脲类树脂;蜜胺树脂;酚醛类树脂;聚醚;丙烯酸类树脂;以及它们的共聚物等。
再者,为了调节上述导电高分子或导电组合物的电导率,也可以通过掺杂受体掺杂剂或供体掺杂剂,来改变共轭导电高分子的共轭电子的氧化还原电位。
作为受体掺杂剂,可以使用卤素化合物、有机氰基化合物、有机金属化合物等。作为卤素化合物,可以举出氯、溴、碘、氯化碘、溴化碘、氟化碘等。作为有机氰基化合物,可以使用在共轭键中包含两个以上的氰基的化合物。此外,还可以使用五氟化磷、五氟化砷、五氟化锑、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼等、盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氟硼酸、氢氟酸、高氯酸等的无机酸、有机羧酸、有机磺酸等的有机酸。作为有机羧酸及有机磺酸,可以使用上述羧酸化合物及磺酸化合物。例如,可以举出四氰基乙烯、四氰基乙烯氧化物、四氰基苯、四氰基quinodimethane、四氰基氮杂萘等。
作为供体掺杂剂,可以举出碱金属、碱土金属等。
可以通过将上述导电高分子或导电组合物溶解于水或有机溶剂(醇类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、烃类溶剂、芳香类溶剂等)并且利用湿法来形成用作阳极100或阴极101的薄膜。
对用来溶解上述导电高分子或导电组合物的溶剂没有特别的限制,使用溶解上述导电高分子及有机树脂等的高分子树脂化合物的溶剂即可。例如,可溶解于水、甲醇、乙醇、碳酸亚丙酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、环己酮、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、甲苯等单独一种或它们的混合溶剂。
可以在上述那样将导电组合物溶解于溶剂中之后,通过涂布法、涂敷法、液滴喷射法(也称为喷墨法)、印刷法等的湿法,来形成由导电组合物构成的膜。既可以进行热处理来使溶剂干燥,又可以在减压下使溶剂干燥。另外,在有机树脂具有热固化性的情况下,进一步进行加热处理,而在有机树脂具有光固化性的情况下,进行光照射处理即可。
另外,通过改变阳极100、阴极101的材料,本实施方式的发光元件可以提供各种各样的变化。例如,通过使阳极100具有透光性,得到从阳极100一侧射出光的结构,另外,通过使阳极100具有遮光性(尤其为反射性)并使阴极101具有透光性,得到从阴极101一侧射出光的结构。再者,通过使阳极100及阴极101的双方具有透光性,也可以得到从阳极一侧和阴极一侧的双方射出光的结构。
如上所述的本实施方式的发光元件可以成为能够实现长使用寿命化的发光元件。
实施方式2
在本实施方式中,作为使用实施方式1所说明的发光元件而制造的发光装置的一个例子,说明无源矩阵型发光装置及有源矩阵型发光装置。
图3A至3D和图4示出无源矩阵型发光装置的例子。
在无源矩阵型(也称为单纯矩阵型)发光装置中,并列为条形(带形)的多个阳极和并列为条形的多个阴极被设置为互相正交,并且发光层被夹住在其交叉部。从而,在被选择(施加了电压)的阳极和被选择的阴极的交叉点上的像素点亮。
图3A至3C是示出密封之前的像素部的俯视图的图,而图3D是沿着图3A至3C中的虚线A-A'切断的截面图。
在衬底601上作为基底绝缘层而形成绝缘层602。另外,若不需要基底绝缘层,则不必特意形成绝缘层602。在绝缘层602上以条形等间距地配置有多个第一电极603(参照图3A)。注意,第一电极603相当于实施方式1所示的阳极100。
另外,在第一电极603上设置有具有对应于各像素的开口部的分隔壁604。具有开口部的分隔壁604由绝缘材料(光敏或非光敏有机材料(聚酰亚胺、丙烯酸类、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂或苯并环丁烯)或SOG膜(例如,包含烷基的氧化硅膜))构成。注意,对应于各像素的开口部605成为发光区域(参照图3B)。
在具有开口部的分隔壁604上设置与第一电极603交叉并彼此平行的多个反锥形的分隔壁606(参照图3C)。根据光刻法利用未被曝光的部分作为图案而留下的正型光敏树脂,并通过调节曝光量或显影时间,以使图案下方的部分更多地受到蚀刻,来形成反锥形的分隔壁606。
在如图3C所示形成反锥形的分隔壁606之后,如图3D所示依次形成EL层607及第二电极608。另外,本实施方式所示的EL层607相当于实施方式1中所示的EL层103,至少包括发光层,并且发光层通过从阳极一侧层叠第一发光层以及接触于第一发光层的第二发光层的两层来构成。注意,在本实施方式中,第二电极608相当于实施方式1的阴极101。将具有开口部的分隔壁604及反锥形的分隔壁606加在一起的高度被设定得大于EL层607及第二电极608的膜厚度,所以如图3D所示形成分离为多个区域的EL层607、第二电极608。注意,分离为多个的区域彼此电独立。
第二电极608是在与第一电极603交叉的方向上延伸的彼此平行的条形电极。另外,在反锥形的分隔壁606上也形成EL层607的一部分及用来形成第二电极608的导电层的一部分,但是它们与EL层607及第二电极608分开。
另外,若有需要,则也可以使用密封剂等粘合剂将密封罐或玻璃衬底等的密封材料贴合到衬底601来进行密封,以将发光元件配置在被密封的空间中。因此,可以防止发光元件的退化。注意,还可以对被密封的空间填充填充剂或干燥了的惰性气体。再者,还可以对衬底和密封材料之间封入干燥剂等,以防止水分等所引起的发光元件的退化。借助于干燥剂而清除少量的水分,以充分干燥。另外,作为干燥剂,可以使用通过化学吸附来吸收水分的物质如氧化钙或氧化钡等的碱土金属的氧化物。作为其他干燥剂,也可以使用通过物理吸附来吸附水分的物质如沸石、硅胶等。
接下来,图4示出当在图3A至3D所示的无源矩阵型发光装置安装FPC等时的俯视图。
在图4中,构成图像显示的像素部具有彼此正交的扫描线组和数据线组。
这里,图3A至3D中的第一电极603相当于图4中的扫描线703,且图3A至3D中的第二电极608相当于图4中的数据线708,并且反锥形的分隔壁606相当于分隔壁706。在数据线708和扫描线703之间夹有图3A至3D所示的EL层607,并且由区域705表示的交叉部对应于一个像素。
另外,扫描线703在布线端部与连接布线709电连接,且连接布线709通过输入端子710连接到FPC711b。并且,数据线708通过输入端子712连接到FPC711a。
此外,若有必要,则也可以在射出面上适当地设置光学薄膜例如偏振片、或圆偏振片(包括椭圆偏振片)、相位差片(λ/4片、λ/2片)、滤色器等。另外,也可以在偏振片或圆偏振片上设置抗反射膜。例如,可以执行防眩光处理(anti-glare treatment),该防眩光处理是通过利用表面的凹凸使反射光漫射,而可以降低反射眩光的处理。
另外,虽然在图4中示出了在衬底上不设置驱动电路的例子,但是,也可以在衬底上安装具有驱动电路的IC芯片。
此外,在安装IC芯片的情况下,利用COG方式在像素部的周围(外侧)区域中分别安装数据线侧IC和扫描线侧IC,该数据线侧IC和扫描线侧IC形成有用来将各信号传送到像素部的驱动电路。作为COG方式以外的安装技术,还可以采用TCP或引线接合方式来进行安装。TCP是一种安装有IC的TAB带,并且通过将TAB带连接到形成元件的衬底上的布线来安装IC。数据线侧IC及扫描线侧IC可以使用硅衬底,也可以使用在其上形成了由TFT形成的驱动电路的玻璃衬底、石英衬底、或塑料衬底。
接着,使用图5A和5B说明有源矩阵型发光装置的例子。另外,图5A是表示发光装置的俯视图,而图5B是沿着图5A的虚线A-A'切断的截面图。根据本实施方式的有源矩阵型发光装置包括设置在元件衬底801上设置的像素部802、驱动电路部(源极侧驱动电路)803以及驱动电路部(栅极侧驱动电路)804。将像素部802、驱动电路部803及驱动电路部804用密封剂805密封在元件衬底801和密封衬底806之间。
此外,在元件衬底801上设置用于连接外部输入端子的引导布线807,该外部输入端子将来自外部的信号(例如,视频信号、时钟信号、起始信号、或者复位信号等)或电位传送到驱动电路部803及驱动电路部804。在此,示出了作为外部输入端子而设置FPC(柔性印刷电路)808的例子。注意,虽然在此仅示出了FPC,但是也可以在该FPC安装有印刷线路板(PWB)。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体,而且包括其中安装有FPC或PWB的状态。
接着,参照图5B说明截面结构。虽然在元件衬底801上形成有驱动电路部以及像素部,但是在此示出作为源极侧驱动电路的驱动电路部803和像素部802。
示出在驱动电路部803中形成有组合n沟道型TFT809和p沟道型TFT810而成的CMOS电路的例子。此外,形成驱动电路部的电路也可以由多种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外,虽然在本实施方式中,示出了将驱动电路形成在衬底上的驱动器一体型,但是并不一定要如此,也可以将驱动电路形成在外部而不形成在衬底上。
此外,像素部802由多个像素形成,该多个像素分别包括开关TFT811、电流控制TFT812和电连接到电流控制TFT812的布线(源电极或漏电极)的阳极813。注意,覆盖阳极813的端部地形成有绝缘物814。在此,绝缘物814通过采用正型光敏丙烯酸树脂来形成。
此外,为了改善层叠形成在上层的膜的覆盖性,而优选在绝缘物814的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如,在使用正型光敏丙烯酸树脂作为绝缘物814的材料的情况下,优选将绝缘物814成型为其上端部具有有曲率半径(0.2μm至3μm)的曲面。此外,因感光性的光而变得不溶于蚀刻剂的负型光敏材料或因感光性的光而变得可溶于蚀刻剂的正型光敏材料都可用于绝缘物814,并且除了有机化合物以外,还可以使用诸如氧化硅、氧氮化硅等无机化合物。
在阳极813上层叠形成有EL层815及阴极816。另外,当使用ITO膜作为阳极813,并且使用氮化钛膜和包含铝作为其主要成分的膜的叠层膜或者氮化钛膜、包含铝作为其主要成分的膜和氮化钛膜的叠层膜作为连接到阳极813的电流控制TFT812的布线时,该布线的电阻低,并且可以得到良好的与ITO膜的欧姆接触。注意,虽然在此未图示,但是阴极816电连接到作为外部输入端子的FPC808。
如上所述,发光元件由阳极813、EL层815及阴极816构成,但是,因为对发光元件的详细结构及材料已在实施方式1中进行说明,所以省略重复说明。注意,图5A和5B中的阳极813、EL层815以及阴极816分别相当于实施方式1所示的阳极100、EL层103、阴极101。
此外,虽然在图5B所示的截面图中仅图示出一个发光元件817,但是在像素部802中,以矩阵形状配置有多个发光元件。在像素部802中分别选择性地形成能够得到三种(R、G、B)发光的发光元件,而可以形成能够进行全彩色显示的发光装置。此外,也可以通过与滤色器的组合来形成能够进行全彩色显示的发光装置。
再者,通过利用密封剂805将密封衬底806和元件衬底801贴合在一起,得到在由元件衬底801、密封衬底806及密封剂805包围的空间818中具备发光元件817的结构。除了有空间818填充有惰性气体(氮、氩等)的结构以外,还有空间818填充有密封剂805的结构。
注意,优选使用环氧类树脂作为密封剂805。另外,这些材料优选为允许水分、氧尽可能地不渗入的材料。此外,作为用于密封衬底806的材料,除了玻璃衬底、石英衬底以外,还可以使用由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸等构成的塑料衬底。
如上所述,可以得到有源矩阵型发光装置。
注意,本实施方式所示的结构可以适当地组合其他实施方式所示的结构而使用。
实施方式3
在本实施方式中,参照图6A至6E而说明通过利用实施方式2所示的发光装置来完成的各种各样的电子设备以及照明设备。
作为本实施方式所示的电子设备,例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的监视器、数码相机或数码摄影机等影像拍摄装置、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等的大型游戏机等。图6A至6E示出这些电子设备以及照明设备的具体例子。
图6A示出电视装置9100的一个例子。在电视装置9100中,框体9101安装有显示部9103。由显示部9103可以显示图像,并且可以将实施方式2所示的发光装置用于显示部9103。此外,在此示出利用支持架9105支撑框体9101的结构。
可以通过利用框体9101所具备的操作开关、另行提供的遥控操作机9110进行电视装置9100的操作。通过利用遥控操作机9110所具备的操作键9109,可以进行频道和音量的操作,并且可以对显示于显示部9103上的图像进行操作。此外,也可以采用在遥控操作机9110中设置显示从该遥控操作机9110输出的信息的显示部9107的结构。
注意,电视装置9100采用具备接收机、调制解调器等的结构。通过利用接收机,可以接收一般的电视广播。再者,通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络,可以进行单向(从发送者到接收者)或双向(在发送者和接收者之间或在接收者之间等)的信息通信。
另外,因为应用上述实施方式而形成的发光装置是使用寿命长的发光装置,所以通过将其用于电视装置的显示部9103,可以提供使用寿命长的电视装置。此外,因为发光装置呈现良好的色度,所以通过将发光装置用于电视装置的显示部9103,可以显示图像质量提高了的图像。
图6B示出计算机,其包括主体9201、框体9202、显示部9203、键盘9204、外部连接端口9205、鼠标9206等。注意,计算机通过将应用上述实施方式而形成的发光装置用于其显示部9203来制造。
注意,因为应用上述实施方式而形成的发光装置是使用寿命长的发光装置,所以通过将其用于计算机的显示部9203,可以提供使用寿命长的计算机。此外,因为发光装置呈现良好的色度,所以通过将发光装置用于计算机的显示部9203,可以显示图像质量提高了的图像。
图6C示出便携式游戏机,其由框体9301和框体9302的两个框体构成,并且它们通过连接部9303连接为能够开闭。在框体9301中安装有显示部9304,而在框体9302中安装有显示部9305。此外,图6C所示的便携式游戏机还具备操作键9309、连接端子9310、传感器9311(包括测定如下因素的功能:力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转动圈数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线等)、麦克风9312等输入手段。此外,还可以具备扬声器部9306、记录介质插入部9307、LED灯9308等。当然,便携式游戏机的结构不局限于上述结构,而只要至少在显示部9304及显示部9305的双方或一方中使用通过应用上述实施方式而形成的发光装置,即可,可以采用适当地设置有其它附属设备的结构。
图6C所示的便携式游戏机具有将储存在记录介质中的程序或者数据读出并显示在显示部上的功能、通过与其他便携式游戏机之间进行无线通信以共享信息的功能。注意,图6C所示的便携式游戏机所具有的功能不局限于此,而可以具有各种各样的功能。
注意,因为应用上述实施方式而形成的发光装置实现长使用寿命化,所以通过将其用于便携式游戏机的显示部(9304、9305),可以提供使用寿命长的便携式游戏机。此外,因为发光装置呈现良好的色度,所以通过将发光装置用于便携式游戏机的显示部(9304、9305),可以显示图像质量提高了的图像。
图6D示出移动电话机的一个例子。移动电话机9500除了具备安装在框体9501中的显示部9502之外,还具备操作按钮9503、外部连接端口9504、扬声器9505、麦克风9506等。另外,移动电话机9500通过将应用上述实施方式而形成的发光装置用于显示部9502来制造。
图6D所示的移动电话机9500可以通过利用手指等触摸显示部9502来输入信息。此外,可以通过利用手指等触摸显示部9502来进行打电话或制作电子邮件等的操作。
显示部9502的画面主要有如下三种模式:第一是以图像的显示为主的显示模式;第二是以文字等信息的输入为主的输入模式;第三是混合了显示模式和输入模式的两种模式的显示及输入模式。
例如,在打电话或制作电子邮件的情况下,可以将显示部9502设定为以文字的输入为主的文字输入模式,并进行显示在画面上的文字的输入操作,即可。在此情况下,优选的是,在显示部9502的画面的大部分上显示键盘或者号码按钮。
另外,通过在移动电话机9500内部设置具有回转仪、加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置,判断移动电话机9500的方向(竖向还是横向),而可以对显示部9502的画面显示进行自动切换。
此外,通过触摸显示部9502或利用框体9501的操作按钮9503进行操作,来切换画面模式。还可以根据显示在显示部9502上的图像种类而切换画面模式。例如,当显示在显示部上的图像信号为动态图像的数据时,将画面模式切换成显示模式,而当显示在显示部上的图像信号为文字数据时,将画面模式切换成输入模式。
另外,当在输入模式中通过检测出显示部9502的光传感器所检测的信号得知在一定期间中没有利用显示部9502的触摸操作的输入时,也可以以将画面模式从输入模式切换成显示模式的方式进行控制。
显示部9502还可作为图像传感器发挥功能。例如,通过利用手掌或手指触摸显示部9502,来拍摄掌纹、指纹等,而可以进行个人识别。此外,通过在显示部中使用发射近红外光的背光灯或发射近红外光的感测光源,也可以拍摄手指静脉、手掌静脉等。
注意,因为应用上述实施方式而形成的发光装置是使用寿命长的发光装置,所以通过将其用于移动电话机的显示部9502,可以提供使用寿命长的移动电话机。此外,因为发光装置呈现良好的色度,所以通过将发光装置用于移动电话机的显示部9502,可以显示图像质量提高了的图像。
图6E示出台式照明设备,其包括照明部9401、灯罩9402、可调臂(adjustable arm)9403、支柱9404、底座(base)9405、电源9406。注意,台式照明设备通过将应用上述实施方式而形成的发光装置用于照明部9401来制造。注意,照明设备还包括天花板固定型照明设备或者壁挂型照明设备等。
注意,因为应用上述实施方式而形成的发光装置实现长使用寿命化,所以通过将其应用于台式照明设备的照明部9401,可以提供使用寿命长的台式照明设备。
图7示出将应用上述实施方式而形成的发光装置用于室内照明装置1001的例子。因为上述实施方式所示的发光装置还可以实现大面积化,所以可以用于大面积的照明装置。此外,上述实施方式所示的发光装置可以实现薄型化,所以也可以用于卷动型照明装置1002。注意,应用上述实施方式而形成的发光装置具有使用寿命长的发光元件,所以可以用于使用寿命长的照明装置。注意,如图7所示,也可以在具备室内照明装置1001的房间内同时使用图6E所说明的台式照明设备1003。
如上所述,通过应用上述实施方式所示的发光装置,可以得到电子设备、照明设备。该发光装置的应用范围极为宽,而可以应用于所有领域的电子设备。
注意,本实施方式所示的结构可以适当地组合其他实施方式所示的结构而使用。
实施例1
在示出对照元件的结果的同时说明实施例1的发光元件。
注意,将在本实施例中使用的有机化合物的分子结构示出于以下的结构式(10)至(16)。元件结构与图2同样。
Figure BDA00002030492900331
Figure BDA00002030492900341
下面,示出发光元件1、发光元件2、对照发光元件1以及对照发光元件2的制造方法。
首先,准备玻璃衬底,其上作为阳极100以110nm的膜厚度形成有由铟锡硅氧化物(ITSO)构成的膜。以2mm平方的大小露出其表面的方式使用聚酰亚胺膜覆盖ITSO表面的四周,并且将电极面积设定为2mm×2mm。作为用来在该衬底上形成发光元件的预处理,用水洗涤衬底表面,在200℃下焙烧1小时,然后进行370秒的UV臭氧处理。之后,将衬底引入在其内部压力降低到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中,在真空蒸镀装置内的加热室中在170℃下进行30分钟的真空焙烧。然后,将衬底放置冷却30分钟左右。
随后,将衬底固定到设置在真空蒸镀装置内的支架,以使形成有ITSO的面朝下。
在将真空蒸镀装置内的压力降低到10-4Pa之后,将结构式(10)所表示的4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称:NPB)和氧化钼(Ⅵ)共蒸镀以满足NPB:氧化钼(Ⅵ)=4:1(质量比),从而形成空穴注入层104。将其膜厚度设定为50nm。注意,共蒸镀是一种将多种不同的物质从各自不同的蒸发源同时蒸发的蒸镀法。接着,将NPB蒸镀为10nm,以形成空穴传输层105。
再者,在空穴传输层105上形成第一发光层102a。
对发光元件1及发光元件2来说,通过共蒸镀作为第一发光物质的上述结构式(11)所表示的4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)和作为空穴传输性的有机化合物的上述结构式(12)所表示的4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBANB)来形成第一发光层102a。对第一发光层102a中它们的质量比来说,在发光元件1中,以PCBAPA:PCBANB=1:0.5的方式进行成膜,并且在发光元件2中,以PCBAPA:PCBANB=1:2的方式进行成膜(都是质量比)。此外,在对照发光元件1中,蒸镀PCBAPA并以其为第一发光层102a,并且在对照发光元件2中,蒸镀PCBANB并以其为第一发光层102a。在各发光元件中,将第一发光层102a的膜厚度设定为25nm。
接着,在各发光元件的第一发光层102a上通过共蒸镀作为电子传输性的有机化合物的上述结构式(13)所表示的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)和作为第二发光物质的上述结构式(14)所表示的4-(1-萘基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNAPA)来形成第二发光层102b。由此,形成由第一发光层102a和第二发光层102b构成的发光层102。注意,将第二发光层102b中的CzPA和PCBNAPA的质量比设定为CzPA:PCBNAPA=1:0.1,并且将第二发光层102b的膜厚度设定为30nm。
接着,通过将上述结构式(15)所表示的三(8-羟基喹啉)铝(Ⅲ)(简称:Alq)蒸镀为10nm,并且将上述结构式(16)所表示的红菲咯啉(简称:BPhen)蒸镀为15nm,来形成电子传输层106。再者,通过在电子传输层106上将氟化锂形成为1nm,来形成电子注入层107。最后,将铝形成为200nm而作为阴极101,以完成发光元件。在上述的蒸镀过程中,作为蒸镀都使用电阻加热法。
将如上所述制造的发光元件1、发光元件2、对照发光元件1及对照发光元件2的元件结构示出于表1。在此,发光元件1及发光元件2是具有实施方式1所记载的结构的发光元件。此外,对照发光元件1具有设置有由作为第一发光物质的PCBAPA构成的第一发光层102a的结构,并且对照发光元件2具有设置有由作为空穴传输性的有机化合物的PCBANB构成的第一发光层102a的结构。
表1
*混合比都是重量比
在对通过上述方式而得到的发光元件1、发光元件2、对照发光元件1以及对照发光元件2在氮气氛的手套箱内进行密封工作以使这些发光元件不暴露于大气之后,对这些发光元件的工作特性进行测定。注意,在室温(保持为25℃的气氛)下进行测定。
图8示出各发光元件的电流密度-亮度特性,图9示出电压-亮度特性,图10示出亮度-外量子效率特性。此外,表2示出1000cd/m2附近的各发光元件的电压、外量子效率、色度以及发光峰值波长。
表2
Figure BDA00002030492900381
根据图10及表2,发光元件1及发光元件2得到比对照发光元件1高的外量子效率。此外,发光元件1及发光元件2得到其色度比对照发光元件1良好的蓝色发光。可以认为这是因为如下缘故:在发光元件1及发光元件2中,第一发光层102a包含第一发光物质(在本实施例中,是PCBAPA)和空穴传输性的有机化合物(在本实施例中,是PCBANB),所以在第一发光层102a中控制电子的传输,而在第一发光层和第二发光层的界面附近形成发光区域,另一方面,在第一发光层由第一发光物质的单膜构成的对照发光元件1中,在第一发光层102a中容易进行电子的传输,而可能会在第一发光层102a的整个区域中形成发光区域。
此外,对所制造的发光元件1、发光元件2、对照发光元件1以及对照发光元件2进行可靠性测试。在可靠性测试中,在起始亮度为1000cd/m2且电流密度为一定的条件下,驱动这些元件,并且,每经过一定时间,测定亮度。图11示出通过可靠性测试而得到的结果。在图11中,横轴表示通电时间(小时),而纵轴表示在每个时间中的相对于起始亮度的亮度的比例,即归一化亮度(%)。
根据图11,在930小时的驱动后,发光元件1也保持起始亮度的76%的亮度,并且,发光元件2也保持起始亮度的72%的亮度。另一方面,930小时的驱动后的对照发光元件1保持起始亮度的71%的亮度,但是对照发光元件2退化到起始亮度的65%的亮度。因而,可知如下事实:发光元件1及发光元件2与本实施例所示的对照发光元件、尤其是对照发光元件2相比,不容易发生时间的经过所引起的亮度的降低,而使用寿命长。
在发光元件1及发光元件2中,第一发光层102a包含具有与第二发光层102b所包含的电子传输性的有机化合物(在本实施例中,是CzPA)相同程度的LUMO能级的第一发光物质,所以在第二发光层102b和第一发光层102a之间容易进行电子的传输。另一方面,对第一发光层102a由空穴传输性的有机化合物的单膜构成的对照发光元件2来说,注入势垒高,而不容易注入电子,所以在第一发光层102a和第二发光层102b的界面蓄积电子,而发生发光元件的历时退化。
根据上述事实,本实施例所示的发光元件1及发光元件2可以成为实现了发光效率的改善及长使用寿命化的发光元件。此外,本实施例所示的发光元件1及发光元件2也可以成为色纯度高的发光元件。
实施例2
在本实施例中,在示出对照元件的结果的同时说明具有与实施例1不同的结构的发光元件。此外,将在本实施例中使用的有机化合物的分子结构示出于以下的结构式(17)。注意,省略对于已在其他实施例中示出分子结构的有机化合物的记载。元件结构与实施例1同样,而参照图2。
下面,示出本实施例的发光元件3、发光元件4、发光元件5以及对照发光元件3的制造方法。注意,本实施例所示的对照发光元件1以与实施例1所示的对照发光元件1同样的制造方法来制造。
发光元件3、发光元件4、发光元件5以及对照发光元件3都直到形成空穴传输层105为止与实施例1所示的发光元件1、2及对照发光元件1、2同样地制造。
接着,在各发光元件中,在空穴传输层105上形成第一发光层102a。对发光元件3、发光元件4及发光元件5来说,通过共蒸镀作为第一发光物质的4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)和作为空穴传输性的有机化合物的上述结构式(17)所表示的4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBA1BP)来形成第一发光层102a。对第一发光层102a中它们的质量比来说,在发光元件3中,以PCBAPA:PCBA1BP=1:0.5的方式进行成膜,并在发光元件4中,以PCBAPA:PCBA1BP=1:1的方式进行成膜,并且在发光元件5中,以PCBAPA:PCBA1BP=1:2的方式进行成膜(都是质量比)。此外,在对照发光元件3中,蒸镀PCBA1BP并以其为第一发光层102a。在各发光元件中,将第一发光层102a的膜厚度设定为25nm。
接着,在第一发光层102a上层叠第二发光层102b,以形成由第一发光层102a及第二发光层102b构成的发光层102。之后,在发光层102上按顺序层叠电子传输层106、电子注入层107以及阴极101,以完成发光元件或者对照发光元件。这些层与实施例1所示的发光元件1、2以及对照发光元件1、2同样地制造。
将如上所述制造的发光元件3、发光元件4、发光元件5、对照发光元件1及对照发光元件3的元件结构示出于表3。在此,发光元件3、发光元件4及发光元件5是具有实施方式1所记载的结构的发光元件。此外,对照发光元件1具有设置有由作为第一发光物质的PCBAPA构成的第一发光层102a的结构,并且对照发光元件2具有设置有由作为空穴传输性的有机化合物的PCBA1BP构成的第一发光层102a的结构。
表3
*混合比都是重量比
在对通过上述方式而得到的发光元件3、发光元件4、发光元件5、对照发光元件1以及对照发光元件3在氮气氛的手套箱内进行密封工作以使这些发光元件不暴露于大气之后,对这些发光元件的工作特性进行测定。注意,在室温(保持为25℃的气氛)下进行测定。
图12示出各发光元件的电流密度-亮度特性,图13示出电压-亮度特性,图14示出亮度-外量子效率特性。此外,表4示出1000cd/m2附近的各发光元件的电压、外量子效率、色度以及发光峰值波长。
表4
Figure BDA00002030492900431
根据图14及表4,发光元件3、发光元件4及发光元件5得到比对照发光元件1高的外量子效率。此外,发光元件3、发光元件4及发光元件5得到其色度比对照发光元件1良好的蓝色发光。可以认为这是因为如下缘故:在发光元件3、发光元件4及发光元件5中,第一发光层102a包含第一发光物质(在本实施例中,是PCBAPA)和空穴传输性的有机化合物(在本实施例中,是PCBA1BP),所以在第一发光层102a中控制电子的传输,而在第一发光层和第二发光层的界面附近形成发光区域,另一方面,在第一发光层由第一发光物质的单膜构成的对照发光元件1中,在第一发光层中容易进行电子的传输,而可能会在第一发光层102a的整个区域中形成发光区域。
此外,对所制造的发光元件3、发光元件4、发光元件5、对照发光元件1以及对照发光元件3进行可靠性测试。在可靠性测试中,在将起始亮度设定为1000cd/m2且电流密度为一定的条件下,驱动这些元件,并且,每经过一定时间,测定亮度。图15示出通过可靠性测试而得到的结果。在图15中,横轴表示通电时间(小时),而纵轴表示在每个时间中的相对于起始亮度的亮度的比例,即归一化亮度(%)。
根据图15,即便在930小时的驱动后,发光元件3也保持起始亮度的78%的亮度,并且,发光元件4及发光元件5也保持起始亮度的75%的亮度。另一方面,930小时的驱动后的对照发光元件1保持起始亮度的71%的亮度,但是对照发光元件3退化到起始亮度的64%的亮度。因而,可知如下事实:发光元件3、发光元件4及发光元件5与本实施例所示的对照发光元件、尤其是对照发光元件3相比,不容易发生时间的经过所引起的亮度的降低,而使用寿命长。
在发光元件3、发光元件4及发光元件5中,第一发光层102a包含具有与第二发光层102b所包含的电子传输性的有机化合物(在本实施例中,是CzPA)相同程度的LUMO能级的第一发光物质,所以在第二发光层102b和第一发光层102a之间容易进行电子的传输。另一方面,对第一发光层102a由空穴传输性的有机化合物的单膜构成的对照发光元件3来说,注入势垒高,而不容易注入电子,所以在第一发光层102a和第二发光层102b的界面蓄积电子,而发生发光元件的历时退化。
根据上述事实,本实施例所示的发光元件3、发光元件4及发光元件5可以成为实现了发光效率的改善及长使用寿命化的发光元件。此外,本实施例所示的发光元件3、发光元件4及发光元件5也可以成为色纯度高的发光元件。
实施例3
在本实施例中,说明具有与实施例1、实施例2不同的结构的发光元件。注意,在本实施例中使用的有机化合物是已在其他实施例中示出分子结构的有机化合物,所以省略其记载。元件结构与实施例1同样,而参照图2。
以下说明本实施例的发光元件6的制造方法。注意,直到形成空穴传输层105为止与实施例1所示的发光元件1同样地制造。
接着,在空穴传输层105上,通过共蒸镀作为第一发光物质的4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)和作为空穴传输性的有机化合物的4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBANB)来形成第一发光层102a。对第一发光层102a中它们的质量比来说,以PCBAPA:PCBANB=1:1的方式进行成膜(质量比)。将第一发光层102a的膜厚度设定为25nm。
接着,在第一发光层102a上层叠第二发光层102b,以形成由第一发光层102a及第二发光层102b构成的发光层102。之后,在发光层102上按顺序层叠电子传输层106、电子注入层107以及阴极101,以完成发光元件6。这些层与实施例1所示的发光元件1同样地制造。
将如上所示制造的发光元件6的元件结构示出于表5。
表5
Figure BDA00002030492900451
*混合比都是重量比
在对通过上述方式而得到的发光元件6在氮气氛的手套箱内进行密封工作以使该发光元件不暴露于大气之后,对该发光元件的工作特性进行测定。注意,在室温(保持为25℃的气氛)下进行测定。
图16示出发光元件的电流密度-亮度特性,图17示出电压-亮度特性,图18示出亮度-外量子效率特性。此外,表6示出1000cd/m2附近的发光元件的电压、外量子效率、色度以及发光峰值波长。
表6
Figure BDA00002030492900461
根据图18及表6可知,发光元件6得到高的外量子效率。此外,根据表6,发光元件6得到色度良好的蓝色发光。可以认为这是因为如下缘故:在发光元件6中,第一发光层102a包含第一发光物质(在本实施例中,是PCBAPA)和空穴传输性的有机化合物(在本实施例中,是PCBANB),所以在第一发光层102a中控制电子的传输,而在第一发光层和第二发光层的界面附近形成发光区域。
此外,对所制造的发光元件6进行可靠性测试。在可靠性测试中,在将起始亮度设定为1000cd/m2且电流密度为一定的条件下,驱动该元件,并且,每经过一定时间,测定亮度。图19示出通过可靠性测试而得到的结果。在图19中,横轴表示通电时间(小时),而纵轴表示在各个时间中的相对于起始亮度的亮度的比例,即归一化亮度(%)。
根据图19可知:即便在1100小时的驱动后,发光元件6也保持起始亮度的86%的亮度,发光元件6不容易发生时间的经过所引起的亮度的降低,而使用寿命长。可以认为这是因为如下缘故:在发光元件6中,第一发光层102a包含具有与第二发光层102b所包含的电子传输性的有机化合物(在本实施例中,是CzPA)相同程度的LUMO能级的第一发光物质,所以在第二发光层102b和第一发光层102a之间容易进行电子的传输,而抑制电子蓄积在界面的现象。
根据上述事实,本实施例所示的发光元件6可以成为实现了发光效率的改善及长使用寿命化的发光元件。此外,本实施例所示的发光元件6也可以成为色纯度高的发光元件。
实施例4
在本实施例中,说明在其他实施例中使用的材料。
《PCBAPA的合成例》
下面,记载在实施例1至实施例3中使用的结构式(11)所表示的4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)的合成方法的一个例子。
[步骤1:9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸的合成]
将9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸的合成图解示出于以下的反应式(a-1)。
Figure BDA00002030492900471
将10g(31mmol)的3-溴-9-苯基-9H-咔唑放在500mL的三口烧瓶中,并且对烧瓶的内部进行氮气置换。将150mL的四氢呋喃(THF)加入烧瓶中,来使3-溴-9-苯基-9H-咔唑溶解。将该溶液冷却到-80℃。从注射器将20mL(32mmol)的正丁基锂(1.58mol/L己烷溶液)滴下而加入该溶液中。在滴下结束后,以相同温度搅拌该溶液1小时。在搅拌之后,将3.8mL(34mmol)的硼酸三甲酯加入该溶液中,并且在将温度退回室温的同时搅拌大约15小时。搅拌后,将大约150mL的稀盐酸(1.0mol/L)加入该溶液中,并且搅拌1小时。搅拌后,利用乙酸乙酯萃取该混合物的水层,将萃取溶液和有机层混合在一起,利用饱和碳酸氢钠进行洗涤。利用硫酸镁使有机层干燥,干燥后对该混合物进行自然过滤。当浓缩所得到的滤液时,得到淡褐色的油状物。当对该油状物进行减压干燥时,以86%的收率得到7.5g的目的物的淡褐色固体。
[步骤2:4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯基胺(简称:PCBA)的合成]
将PCBA的合成图解示出于以下的反应式(a-2)。
Figure BDA00002030492900481
将6.5g(26mmol)的4-溴二苯基胺、7.5g(26mmol)的在步骤1中合成的9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸、400mg(1.3mmol)的三(邻甲苯基)膦放在500mL的三口烧瓶中,并且对烧瓶的内部进行氮气置换。对该混合物加入100mL的甲苯、50mL的乙醇、14mL的碳酸钾水溶液(0.2mol/L)。通过在减压下进行搅拌的同时对该混合物进行脱气,脱气后加入67mg(30mmol)的醋酸钯(Ⅱ)。对该混合物进行100℃且10小时的回流。回流后,利用甲苯萃取该混合物的水层,将萃取溶液和有机层混合在一起,利用饱和食盐水进行洗涤。当利用硫酸镁使有机层干燥,干燥后对该混合物进行自然过滤,浓缩所得到的滤液时,得到淡褐色的油状物。通过硅胶柱色谱(展开溶剂:己烷:甲苯=4:6)精制该油状物,利用二氯甲烷和己烷的混合溶剂使精制后得到的白色固体重结晶,以45%的收率得到4.9g的目的物的白色固体。
注意,通过核磁共振法(NMR)测定在上述步骤2中得到的白色固体。下面示出1H NMR的测定结果。根据测定结果,可以知道如下事实:得到作为用来合成PCBAPA的原料的PCBA。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=7.08-7.14(m,3H),7.32-7.72(m,33H),7.88(d,J=7.8Hz,2H),8.19(d,J=7.8Hz,1H),8.37(d,J=1.5Hz,1H)。
[步骤3:PCBAPA的合成]
将PCBAPA的合成图解示出于以下的反应式(a-3)。
Figure BDA00002030492900491
将7.8g(12mmol)的9-(4-溴苯基)-10-苯基蒽、4.8g(12mmol)的PCBA、5.2g(52mmol)的叔丁醇钠放在300mL的三口烧瓶中,并且对烧瓶的内部进行氮气置换。对该混合物加入60mL的甲苯、0.30mL的三(叔丁基)膦(10wt%己烷溶液)。在减压下进行搅拌的同时对该混合物进行脱气,脱气后加入136mg(0.24mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)。对该混合物进行100℃且3小时的搅拌。搅拌后,对该混合物加入大约50mL的甲苯,经过Celite(セライト)(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855)、氧化铝、Florisil(フロリジ一ル)(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:540-00135)进行抽滤。浓缩所得到的滤液,而得到黄色固体。通过利用甲苯和己烷的混合溶剂使该固体重结晶,以75%的收率得到6.6g的目的物的PCBAPA的淡黄色固体。通过梯度升华法(train sublimation method)对所得到的3.0g的淡黄色粉末状固体进行升华精制。作为升华精制条件,在8.7Pa的压力且3.0mL/min的氩气流量下,以350℃加热PCBAPA。在升华精制后,以90%的收率得到2.7g的PCBAPA的淡黄色固体。
通过核磁共振法(NMR)测定所得到的固体。下面表示1H NMR的测定结果。根据测定结果,可以知道如下事实:得到PCBAPA。
1H NMR(DMSO-d6,300MHz):δ=7.08-7.14(m,3H),7.32-7.72(m,33H),7.88(d,J=7.8Hz,2H),8.19(d,J=7.8Hz,1H),8.37(d,J=1.5Hz,1H)。
《PCBANB的合成例》
下面,记载在实施例1及实施例3中使用的结构式(12)所表示的4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBANB)的合成方法的一个例子。
[步骤1:3-(4-溴苯基)-9-苯基-9H-咔唑的合成]
将3-(4-溴苯基)-9-苯基-9H-咔唑的合成图解示出于以下的反应式(b-1)。
Figure BDA00002030492900501
将3.7g(9.9mmol)的3-碘-9-苯基-9H-咔唑、2.0g(9.9mmol)的4-溴苯基硼酸、0.61g(2.0mmol)的三(邻甲苯基)膦放在200mL的三口烧瓶中,并且对该混合物加入50mL的1,2-二甲氧基乙烷(简称:DME)和10mL的2mol/L碳酸钾水溶液。通过在减压下搅拌该混合物的同时进行脱气,脱气后,对烧瓶的内部的气氛进行氮气置换。
对该混合物加入0.11g(0.50mmol)的醋酸钯(Ⅱ)。以80℃搅拌该混合物9.5小时。搅拌后,将该混合物冷却到室温,然后利用水进行两次洗涤。利用甲苯萃取所得到的水层两次,将萃取液和有机层混合在一起,利用饱和食盐水进行洗涤。利用硫酸镁使有机层干燥,对该混合物进行自然过滤,并且浓缩滤液。
将所得到的油状物溶于大约20mL的甲苯,并且使该溶液经过Celite(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855)、氧化铝、Florisil(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:540-00135)进行抽滤。利用硅胶柱色谱(展开溶剂:甲苯:己烷=1:4)精制通过浓缩所得到的滤液而得到的固体,其结果以49%的收率得到1.9g的目的物的白色粉末状固体。
[步骤2:4-(1-萘基)二苯胺的合成]
将4-(1-萘基)二苯胺的合成图解示出于以下的反应式(b-2)。
Figure BDA00002030492900511
将12g(50mmol)的4-溴二苯胺、8.6g(50mmol)的1-萘基硼酸、22mg(0.1mmol)的醋酸钯(Ⅱ)、60mg(0.2mmol)的三(邻甲苯基)膦放在200mL的三口烧瓶中,并且对该混合物加入50mL的甲苯、20mL的乙醇、35mL的2mol/L碳酸钾水溶液。通过在减压下搅拌该混合物的同时进行脱气,然后,在氮气氛下以90℃加热搅拌2小时。
在搅拌后,对该混合物加入100mL的甲苯,并且使该混合物经过Florisil(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:540-00135)、Celite(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855),进行过滤。利用水洗涤所得到的滤液,加入硫酸镁进行干燥。对该混合物进行过滤,并且通过利用硅胶柱色谱(展开溶剂:甲苯:己烷:乙酸乙酯=1:8:1)精制通过浓缩所得到的滤液而得到的化合物。对通过浓缩所得到的馏分而得到的化合物加入甲醇并照射超声波,进行重结晶,其结果以20%的收率得到3.0g的目的物的白色粉末。
[步骤3:4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBANB)的合成]
将PCBANB的合成图解示出于以下的反应式(b-3)。
Figure BDA00002030492900521
将1.2g(3.0mmol)的3-(4-溴苯基)-9-苯基-9H-咔唑、0.9g(3.0mmol)的4-(1-萘基)二苯基胺、0.5g(5.0mmol)的叔丁醇钠、6.0mg(0.01mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)放在50mL的三口烧瓶中,并且对该混合物加入15mL的脱水二甲苯。通过在减压下进行搅拌的同时对该混合物进行脱气,脱气后加入0.06mL(0.03mmol)的三(叔丁基)膦(10wt%己烷溶液)。在氮气氛下以120℃对该混合物进行4.5小时的加热搅拌。
在搅拌后,对该混合物加入250mL的甲苯,并且使该混合物经过Florisil(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:540-00135)、硅胶、氧化铝、Celite(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855),进行过滤。利用水洗涤所得到的滤液,加入硫酸镁进行干燥。使该混合物经过Florisil(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:540-00135)、氧化铝、硅胶、Celite(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855),进行过滤,而得到滤液。浓缩所得到的滤液,加入丙酮和甲醇并照射超声波,进行重结晶,其结果以82%的收率得到1.5g的目的物的白色粉末。
利用硅胶薄层色谱(TLC)而得到的Rf值(展开溶剂:乙酸乙酯:己烷=1:10)为如下:目的物为0.34,3-(4-溴苯基)-9-苯基-9H-咔唑为0.46,并且4-(1-萘基)二苯基胺为0.25。
通过核磁共振法(NMR)测定在上述步骤3中得到的化合物。下面表示1H NMR的测定结果。根据测定结果,可以知道如下事实:得到PCBANB。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.07(t,J=6.6Hz,1H),7.25-7.67(m,26H),7.84(d,J=7.8Hz,1H),7.89-7.92(m,1H),8.03-8.07(m,1H),8.18(d,J=7.8Hz,1H),8.35(d,J=0.9Hz,1H)。
《PCBNAPA的合成例》
下面,记载在实施例1至实施例3中使用的结构式(14)所表示的4-(1-萘基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNAPA)的合成方法的一个例子。
[步骤1:4-(1-萘基)苯胺的合成]
将4-(1-萘基)苯胺的合成图解示出于以下的反应式(c-1)。
Figure BDA00002030492900531
将5.0g(29mmol)的4-溴苯胺、5.0g(29mmol)的1-萘基硼酸、0.45mg(1.5mmol)的三(邻甲苯基)膦放在500mL的三口烧瓶中,对烧瓶的内部进行氮气置换。对该混合物加入100mL的甲苯、50mL的乙醇、31mL的碳酸钾水溶液(2mol/L)。在对烧瓶的内部进行减压的同时进行搅拌来进行脱气。脱气后,使混合物的温度成为60℃,然后加入66.2mg(0.29mmol)的醋酸钯(Ⅱ)。以80℃对该混合物进行2.3小时的回流。回流后,对该混合物加入甲苯和水,将有机层和水层分离,利用甲苯萃取水层两次。将该萃取溶液和有机层混合在一起,利用饱和食盐水进行洗涤,利用硫酸镁进行干燥。对该混合物进行自然过滤,去掉硫酸镁,浓缩滤液,以得到油状物。使该油状物经过Florisil(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:540-00135)、Celite(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855)、氧化铝进行抽滤,而得到滤液。浓缩所得到的滤液,其结果以40%的收率得到2.5g的目的物的油状物。
[步骤2:4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯基胺(缩写:PCBNA)的合成]
将PCBNA的合成图解示出于以下的反应式(c-2)。
Figure BDA00002030492900541
将0.8g(2.0mmol)的3-(4-溴苯基)-9-苯基-9H-咔唑、0.6g(6.0mmol)的叔丁醇钠放在50mL的三口烧瓶中,对烧瓶的内部进行氮气置换。对该混合物加入溶于4mL甲苯中的0.4g(2.0mmol)的4-(1-萘基)苯胺后,加入1.8mL的甲苯、0.1mL的三(叔丁基)膦(10wt%己烷溶液)。将该混合物的温度成为60℃,然后加入37mg(0.06mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)。以80℃搅拌该混合物3小时。搅拌后,对混合物加入甲苯,并且经过Celite(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855)、氧化铝进行抽滤,而得到滤液。通过利用硅胶柱色谱(展开溶剂:己烷:甲苯=3:2)精制通过浓缩所得到的滤液而得到的固体。浓缩所得到的馏分,其结果以63%的收率得到0.7g的目的物的褐色固体。
注意,通过核磁共振法(NMR)测定在上述步骤2中得到的固体。下面表示1H NMR的测定结果。根据测定结果,可以知道如下事实:得到PCBNA。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=7.25-7.70(m,23H),7.84(d,J=7.8Hz,1H),7.91(d,J=7.2Hz,1H),8.03(d,J=8.1Hz,1H),8.12(d,J=7.2Hz,1H),8.34(s,1H)。
[步骤3:4-(1-萘基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(缩写:PCBNAPA)的合成]
将PCBNAPA的合成图解示出于以下的反应式(c-3)。
Figure BDA00002030492900561
将0.45g(1.1mmol)的9-(4-溴苯基)-10-苯基蒽、0.4g(4.3mmol)的叔丁醇钠放在50mL的三口烧瓶中,并且对烧瓶的内部进行氮气置换。对该混合物加入0.8g(1.4mmol)的溶解于10mL的甲苯的PCBNA,然后加入4.3mL的甲苯、0.1mL的三(叔丁基)膦(10wt%己烷溶液)。将该混合物的温度成为60℃,然后加入23mg(4.0mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)。以80℃搅拌该混合物2小时。搅拌后,经过Florisil(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:540-00135)、Celite(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855)、氧化铝进行抽滤,得到滤液。通过利用硅胶柱色谱(展开溶剂:己烷:甲苯=3:7)精制通过浓缩所得到的滤液而得到的固体,并且浓缩所得到的馏分,而得到目的物的黄色固体。通过利用甲苯和己烷的混合溶剂使所得到的固体重结晶,以85%的收率得到1.07g的目的物的淡黄色粉末状固体。
利用梯度升华法对所得到的0.84g的黄色固体进行升华精制。作为升华精制条件,在4.5Pa的压力且5mL/min的氩气流量下,以380℃加热淡黄色固体。在升华精制后,以91%的收率得到0.76g的目的物的黄色棱镜结晶。
通过核磁共振法(NMR)测定在上述步骤3中得到的化合物。下面表示1H NMR的测定结果。根据测定结果,可以知道如下事实:得到PCBNAPA。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ=7.28-7.66(m,31H),7.70-7.78(m,6H)7.85-7.94(m,4H),8.09-8.12(m,1H),8.20(d,J=7.8Hz,1H),8.40(d,J=1.2Hz,1H)。
《PCBA1BP的合成例》
下面,记载在实施例2中使用的结构式(17)所表示的4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBA1BP)的合成方法的一个例子。
将4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBA1BP)的合成图解示出于以下的反应式(d-1)。
Figure BDA00002030492900571
将2.0g(4.9mmol)的4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯胺(简称:PCBA)、1.1g(4.9mmol)的4-溴联苯、2.0g(20mmol)的叔丁醇钠放在100mL的三口烧瓶中,并且对烧瓶的内部进行氮气置换。对该混合物加入50mL的甲苯、0.30mL的三(叔丁基)膦(10wt%己烷溶液)。在减压下进行搅拌的同时对该混合物进行脱气,脱气后加入0.10g的双(二亚苄基丙酮)钯(0)。
接着,对该混合物进行80℃且5小时的加热搅拌。搅拌后,对该混合物加入甲苯,使该混合物经过Celite(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:531-16855)、氧化铝、Florisil(日本和光纯药工业株式会社、目录号码:540-00135)进行抽滤,而得到滤液。依次利用饱和碳酸钠水溶液、饱和食盐水而洗涤所得到的滤液。对有机层加入硫酸镁进行干燥。干燥后,对该混合物进行抽滤,去掉硫酸镁,得到滤液。
通过利用硅胶柱色谱来精制通过浓缩所得到的滤液而得到的化合物。柱色谱通过首先利用甲苯:己烷=1:9的混合溶剂作为展开溶剂,接着利用甲苯:己烷=3:7的混合溶剂作为展开溶剂来进行。利用氯仿和己烷的混合溶剂使通过浓缩所得到的馏分而得到的固体重结晶,其结果以84%的收率得到收量为2.3g的粉末状白色固体。
利用梯度升华法对所得到的1.2g的白色固体进行升华精制。在7.0Pa的减压下,将氩流量设定为3mL/min,以280℃进行20小时的升华精制。收量为1.1g,并且收率为89%。
通过核磁共振法(NMR)测定所得到的化合物。下面表示1H NMR的测定结果。根据测定结果,可以知道如下事实:得到PCBA1BP。
1H NMR(DMSO-d6,300MHz):δ(ppm)=7.05-7.20(m,7H),7.28-7.78(m,21H),8.34(d,J=7.8Hz,1H),8.57(s,1H)。
实施例5
在本实施例中,测定用于在实施例1至3中制造的发光元件1至6以及对照发光元件1至3中的材料的HOMO能级以及LUMO能级。
(测定例1:PCBAPA)
在本测定例中,测定结构式(11)所表示的PCBAPA的HOMO能级以及LUMO能级。注意,在发光元件1至6以及对照发光元件1中使用PCBAPA而作为第一发光物质。当在大气中利用光电子能谱法(日本理研计器株式会社制造的AC-2)测定PCBAPA的薄膜状态下的电离电位时,其为5.40eV。其结果,知道如下事实:HOMO能级为-5.40eV。再者,当使用PCBAPA的薄膜的吸收能谱的数据,从假定为直接跃迁的Tauc曲线算出吸收端,以该吸收端为光学能隙进行估计时,该能隙为2.82eV。当从所得到的能隙的值和HOMO能级算出LUMO能级时,其为-2.58eV。
(测定例2:PCBANB)
在本测定例中,测定结构式(12)所表示的PCBANB的HOMO能级以及LUMO能级。注意,在发光元件1、2、6以及对照发光元件2中使用PCBANB而作为空穴传输性的有机化合物。当在大气中利用光电子能谱法(日本理研计器株式会社制造的AC-2)测定PCBANB的薄膜状态下的电离电位时,其为5.44eV。其结果,知道如下事实:HOMO能级为-5.44eV。再者,当使用PCBANB的薄膜的吸收能谱的数据,从假定为直接跃迁的Tauc曲线算出吸收端,以该吸收端为光学能隙进行估计时,该能隙为3.25eV。当从所得到的能隙的值和HOMO能级算出LUMO能级时,其为-2.19eV。
(测定例3:PCBA1BP)
在本测定例中,测定结构式(17)所表示的PCBA1BP的HOMO能级以及LUMO能级。注意,在发光元件3至5以及对照发光元件3中使用PCBA1BP而作为空穴传输性的有机化合物。当在大气中利用光电子能谱法(日本理研计器株式会社制造的AC-2)测定PCBA1BP的薄膜状态下的电离电位时,其为5.42eV。其结果,知道如下事实:HOMO能级为-5.42eV。再者,当使用PCBA1BP的薄膜的吸收能谱的数据,从假定为直接跃迁的Tauc曲线算出吸收端,以该吸收端为光学能隙进行估计时,该能隙为3.21eV。当从所得到的能隙的值和HOMO能级算出LUMO能级时,其为-2.21eV。
(测定例4:PCBNAPA)
在本测定例中,测定结构式(14)所表示的PCBNAPA的HOMO能级以及LUMO能级。注意,在发光元件1至6以及对照发光元件1至3中使用PCBNAPA而作为第二发光物质。当在大气中利用光电子能谱法(日本理研计器株式会社制造的AC-2)测定PCBNAPA的薄膜状态下的电离电位时,其为5.47eV。其结果,知道如下事实:HOMO能级为-5.47eV。再者,当使用PCBNAPA的薄膜的吸收能谱的数据,从假定为直接跃迁的Tauc曲线算出吸收端,以该吸收端为光学能隙进行估计时,该能隙为2.92eV。当从所得到的能隙的值和HOMO能级算出LUMO能级时,其为-2.55eV。
(测定例5:CzPA)
在本测定例中,测定结构式(13)所表示的CzPA的HOMO能级以及LUMO能级。注意,在发光元件1至6以及对照发光元件1至3中使用CzPA而作为电子传输性的有机化合物。当在大气中利用光电子能谱法(日本理研计器株式会社制造的AC-2)测定CzPA的薄膜状态下的电离电位时,其为5.64eV。其结果,知道如下事实:HOMO能级为-5.64eV。再者,当使用CzPA的薄膜的吸收能谱的数据,从假定为直接跃迁的Tauc曲线算出吸收端,以该吸收端为光学能隙进行估计时,该能隙为2.95eV。当从所得到的能隙的值和HOMO能级算出LUMO能级时,其为-2.69eV。
实施例6
在本实施例中,说明具有与实施例1、实施例2以及实施例3不同的结构的发光元件。将在本实施例中使用的有机化合物的分子结构示出于以下的结构式(18)。注意,省略对于已在其他实施例中示出分子结构的有机化合物的记载。元件结构与实施例1同样,而参照图2。
Figure BDA00002030492900611
下面,示出本实施例的发光元件7及8的制造方法。注意,直到形成空穴传输层105为止与实施例1中的发光元件1同样地制造。
接着,在空穴传输层105上,通过共蒸镀作为第一发光物质的4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)和作为空穴传输性的有机化合物的上述结构式(18)所表示的4,4'-二(1-萘基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNBB)来形成第一发光层102a。对第一发光层102a中的它们的质量比来说,在发光元件7中,以PCBAPA:PCBNBB=1:1的方式进行成膜,并且在发光元件8中,以PCBAPA:PCBNBB=1:2的方式进行成膜(都是质量比)。将第一发光层102a的膜厚度设定为25nm。
接着,在各发光元件的第一发光层102a上,通过共蒸镀作为电子传输性的有机化合物的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)和作为第二发光物质的4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)来形成第二发光层102b。由此,形成由第一发光层102a和第二发光层102b构成的发光层102。注意,在本实施例中,作为第一发光物质和第二发光物质,使用相同的化合物。将第二发光层102b中的CzPA和PCBAPA的质量比设定为CzPA:PCBAPA=1:0.1,并且将第二发光层102b的膜厚度设定为30nm。
接着,在发光层102上依次层叠电子传输层106、电子注入层107以及阴极101,以完成发光元件7以及发光元件8。这些层与实施例1所示的发光元件1同样地制造。
将如上所述制造的发光元件7以及发光元件8的元件结构示出于表7。
表7
Figure BDA00002030492900631
*混合比都是重量比
在对通过上述方式而得到的发光元件7及发光元件8在氮气氛的手套箱内进行密封工作以使这些发光元件不暴露于大气之后,对这些发光元件的工作特性进行测定。注意,在室温(保持为25℃的气氛)下进行测定。
图20示出发光元件的电流密度-亮度特性,图21示出电压-亮度特性,图22示出亮度-外量子效率特性。此外,表8示出1000cd/m2附近的发光元件的电压、外量子效率、色度以及发光峰值波长。
表8
Figure BDA00002030492900641
根据图22及表8,知道如下事实:发光元件7及发光元件8得到高的外量子效率。此外,根据表8,发光元件7及发光元件8得到其色度良好的蓝色发光。可以认为这是因为如下缘故:在发光元件7及发光元件8中,第一发光层102a包含第一发光物质(在本实施例中,是PCBAPA)和空穴传输性的有机化合物(在本实施例中,是PCBNBB),所以在第一发光层102a中控制电子的传输,而在第一发光层和第二发光层的界面附近形成发光区域。
此外,对所制造的发光元件7及发光元件8进行可靠性测试。在可靠性测试中,在将起始亮度设定为1000cd/m2且电流密度为一定的条件下,驱动这些元件,并且,每经过一定时间,测定亮度。图23示出通过可靠性测试而得到的结果。在图23中,横轴表示通电时间(小时),而纵轴表示在各个时间中的相对于起始亮度的亮度的比例,即归一化亮度(%)。
根据图23,即便在1000小时的驱动后,发光元件7也保持起始亮度的75%的亮度,并且,发光元件8也保持起始亮度的76%的亮度,而知道如下事实:本实施例所示的发光元件不容易发生时间的经过所引起的亮度的降低,而使用寿命长。在发光元件7及发光元件8中,第一发光层102a包含具有与第二发光层102b所包含的电子传输性的有机化合物(在本实施例中,是CzPA)相同程度的LUMO能级的第一发光物质,并且,作为第一发光物质和第二发光物质而使用相同的化合物,所以在第二发光层102b和第一发光层102a之间容易进行电子的传输,抑制电子蓄积在界面的现象,而实现了发光元件的长使用寿命化。
根据上述事实,本实施例所示的发光元件7及发光元件8可以成为实现了发光效率的改善及长使用寿命化的发光元件。此外,本实施例所示的发光元件7及发光元件8也可以成为色纯度高的发光元件。
实施例7
在本实施例中,说明在其他实施例中使用的材料。
《PCBNBB的合成例》
下面,示出在实施例6中使用的结构式(18)所表示的4,4'-二(1-萘基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNBB)的合成例。
[步骤1:4,4'-二溴三苯胺的合成]
将4,4'-二溴三苯胺的合成图解示出于以下的反应式(K-1)。
Figure BDA00002030492900651
在500mL的三角烧瓶中,使12g(50mmol)的三苯胺溶于乙酸乙酯为250mL的混合溶剂,然后对此加入18g(100mmol)的N-溴代琥珀酰亚胺(简称:NBS),在室温下搅拌24小时。反应结束后,利用水洗涤该混合液,加入硫酸镁,去掉水分。对该混合液进行过滤,浓缩所得到的滤液而进行干燥固化,以99%的收率得到收量为20g的目的物的白色固体。
[步骤2:4,4'-二(1-萘基)三苯胺的合成]
将4,4'-二(1-萘基)三苯胺的合成图解示出于以下的反应式(K-2)。
将6.0g(15mmol)的4,4'-二溴三苯胺、5.2g(30mmol)的1-萘基硼酸、2.0mg(0.01mmol)的醋酸钯(Ⅱ)、6.0mg(0.02mmol)的三(邻甲苯基)膦放在100mL的三口烧瓶中,并且对该混合物加入20mL的甲苯、5mL的乙醇、20mL的2mol/L碳酸钾水溶液。通过在减压下搅拌该混合物的同时进行脱气,然后,在氮气氛下以90℃加热搅拌4.5小时,发生反应。
反应后,对该反应混合物加入150mL的甲苯,并且使其悬浮液经过Florisil、Celite进行过滤。利用水洗涤所得到的滤液,加入硫酸镁,去掉水分。使其悬浮液经过Florisil、氧化铝、硅胶、Celite进行过滤,得到滤液。浓缩所得到的滤液,加入甲醇并照射超声波,然后进行重结晶,其结果以86%的收率得到收量为6.4g的目的物的白色粉末。
利用硅胶薄层色谱(TLC)而得到的Rf值(展开溶剂:乙酸乙酯:己烷=1:10)为如下:目的物为0.53,4,4'-二溴三苯胺为0.69。
[步骤3:4-溴-4',4″-二(1-萘基)三苯胺的合成]
将4-溴-4',4″-二(1-萘基)三苯胺的合成图解示出于以下的反应式(K-3)。
在300mL的三角烧瓶中,使6.4g(13mmol)的4,4'-二-(1-萘基)三苯胺溶于150mL的乙酸乙酯,然后对此加入2.3g(13mmol)的N-溴代琥珀酰亚胺(简称:NBS),在室温下搅拌24小时。反应结束后,利用水洗涤该混合液,加入硫酸镁,去掉水分。对该混合液进行过滤,浓缩所得到的滤液。在对此加入甲醇并照射超声波后,进行重结晶,然后进行利用硅胶柱色谱(展开溶剂:甲苯:己烷=1:5)的精制。以22%的收率得到收量为1.6g的目的物的白色粉末。
[步骤4:4,4'-二(1-萘基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNBB)的合成]
将4,4'-二(1-萘基)-4″-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺的合成图解示出于以下的反应式(K-4)。
Figure BDA00002030492900672
将1.4g(2.5mmol)的4-溴-4',4″-二(1-萘基)三苯胺、0.7g(2.5mmol)的9-苯基-9H-咔唑-3-基-硼酸、4.0mg(0.02mmol)的醋酸钯(Ⅱ)、6.0mg(0.02mmol)的三(邻甲苯基)膦放在50mL的三口烧瓶中,并且对该混合物加入20mL的甲苯、5mL的乙醇、2.5mL的2mol/L碳酸钾水溶液。通过在减压下搅拌该混合物的同时进行脱气,然后,在氮气氛下以90℃加热搅拌6.5小时,发生反应。
反应后,对该反应混合物加入150mL的甲苯,并且使其悬浮液经过Florisil、Celite进行过滤。利用水洗涤所得到的滤液,加入硫酸镁,去掉水分。使其悬浮液经过Florisil、氧化铝、硅胶、Celite进行过滤,得到滤液。浓缩所得到的滤液,进行利用硅胶柱色谱(展开溶剂:甲苯:己烷=1:4)的精制。浓缩所得到的馏分,加入甲醇并照射超声波,然后进行重结晶,其结果以22%的收率得到收量为0.4g的目的物的白色粉末。
通过核磁共振法(NMR)测定在上述步骤4中得到的化合物。下面表示1H NMR的测定数据。根据测定结果,可以知道如下事实:得到PCBNBB。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.28-7.72(m,30H),7.85(d,J=7.8Hz,2H),7.90-7.93(m,2H),8.06-8.09(m,2H),8.19(d,J=7.5Hz,1H),8.38(d,J=1.5Hz,1H)。
此外,当在大气中利用光电子能谱法(日本理研计器株式会社制造的AC-2)测定PCBNBB的薄膜状态下的电离电位时,其为5.46eV。其结果,知道如下事实:HOMO能级为-5.46eV。再者,当使用PCBNBB的薄膜的吸收能谱的数据,从假定为直接跃迁的Tauc曲线算出吸收端,以该吸收端为光学能隙进行估计时,该能隙为3.15eV。当从所得到的能隙和HOMO能级算出LUMO能级时,其为-2.31eV。
本说明书根据2009年1月21日在日本专利局受理的日本专利申请编号2009-011410而制作,所述申请内容包括在本说明书中。
附图标记说明
100        阳极
101        阴极
102        发光层
102a       第一发光层
102b       第二发光层
103        EL层
104        空穴注入层
105        空穴传输层
106        电子传输层
107        电子注入层
110        发光元件
122        HOMO能级
124        HOMO能级
128        HOMO能级
142        LUMO能级
144        LUMO能级
146        LUMO能级
148        LUMO能级
601        衬底
602        绝缘层
603        电极
604        分隔壁
605        开口部
606        分隔壁
607        EL层
608        电极
703        扫描线
705        区域
706        分隔壁
708        数据线
709        连接布线
710        输入端子
711a       FPC
711b       FPC
712        输入端子
801        元件衬底
802        像素部
803        驱动电路部
804        驱动电路部
805        密封剂
806        密封衬底
807        布线
808        FPC
809        n沟道型TFT
810        p沟道型TFT
811        开关TFT
812        电流控制TFT
813        阳极
814        绝缘物
815        EL层
816        阴极
817        发光元件
818        空间
1001       照明装置
1002       照明装置
1003       台式照明设备
9100       电视装置
9100        电视装置
9101        框体
9103        显示部
9105        支持架
9107        显示部
9109        操作键
9110        远程操作机
9201        主体
9202        框体
9203        显示部
9204        键盘
9205        外部连接端口
9206        鼠标
9301        框体
9302        框体
9303        连结部
9304        显示部
9305        显示部
9306        扬声器部
9307        记录介质插入部
9308        LED灯
9309        操作键
9310        连接端子
9311        传感器
9312        麦克风
9401        照明部
9402        伞
9403        可调臂
9404        支柱
9405        底座
9406        电源
9500        携带电话机
9501        框体
9502        显示部
9502        显示部
9503        操作按钮
9504        外部连接端口

Claims (28)

1.一种发光元件,包括:
第一电极;
形成在所述第一电极上的第一发光层;
与所述第一发光层接触地形成在所述第一发光层上的第二发光层;以及
形成在所述第二发光层上的第二电极,
其中,所述第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,
所述第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物,
并且,所述空穴传输性的有机化合物包括芳基胺骨架并且不包括三环、四环、五环、或者六环的芳烃骨架。
2.根据权利要求1所述的发光元件,其中,所述第一发光层和所述第二发光层发出相同颜色的光。
3.根据权利要求1所述的发光元件,其中,来自所述第一发光层及所述第二发光层的发射光谱的最大峰值位于430nm以上且470nm以下的波长。
4.一种包括根据权利要求1所述的发光元件的发光装置。
5.一种包括根据权利要求4所述的发光装置的电子设备。
6.一种发光元件,包括:
第一电极;
形成在所述第一电极上的第一发光层;
与所述第一发光层接触地形成在所述第一发光层上的第二发光层;以及
形成在所述第二发光层上的第二电极,
其中,所述第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,
所述第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物,
并且,所述空穴传输性的有机化合物的最低空分子轨道能级和所述第一发光物质的最低空分子轨道能级之差大于0.3eV。
7.根据权利要求6所述的发光元件,其中,所述第一发光层和所述第二发光层发出相同颜色的光。
8.根据权利要求6所述的发光元件,其中,来自所述第一发光层及所述第二发光层的发射光谱的最大峰值位于430nm以上且470nm以下的波长。
9.一种包括根据权利要求6所述的发光元件的发光装置。
10.一种包括根据权利要求9所述的发光装置的电子设备。
11.一种发光元件,包括:
第一电极;
形成在所述第一电极上的第一发光层;
与所述第一发光层接触地形成在所述第一发光层上的第二发光层;以及
形成在所述第二发光层上的第二电极,
其中,所述第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,
所述第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物,
所述空穴传输性的有机化合物是包括芳基胺骨架的化合物,
并且,所述第一发光物质及所述第二发光物质分别是包括三环、四环、五环、或者六环的芳烃骨架及芳基胺骨架的化合物。
12.根据权利要求11所述的发光元件,其中,所述第一发光层中的所述第一发光物质的比例为30wt%以上且70wt%以下。
13.根据权利要求11所述的发光元件,其中,所述第一发光层和所述第二发光层发出相同颜色的光。
14.根据权利要求11所述的发光元件,其中,来自所述第一发光层及所述第二发光层的发射光谱的最大峰值位于430nm以上且470nm以下的波长。
15.一种包括根据权利要求11所述的发光元件的发光装置。
16.一种包括根据权利要求15所述的发光装置的电子设备。
17.一种发光元件,包括:
第一电极;
形成在所述第一电极上的第一发光层;
与所述第一发光层接触地形成在所述第一发光层上的第二发光层;以及
形成在所述第二发光层上的第二电极,
其中,所述第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,
所述第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物,
所述空穴传输性的有机化合物是以下的通式(1)所表示的化合物,
所述第一发光物质及所述第二发光物质分别是以下的通式(2)所表示的化合物,
在所述通式(1)中,A表示取代或无取代的苯基和取代或无取代的萘基中的任一个,并且R1及R2分别表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基、取代或无取代的咔唑基中的任一个,
Figure FDA00002030492800041
在通式(2)中,B表示三环、四环、五环、或者六环的芳烃骨架,并且R3及R4分别表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基、取代或无取代的咔唑基中的任一个。
18.根据权利要求17所述的发光元件,其中,所述第一发光层中的所述第一发光物质的比例为30wt%以上且70wt%以下。
19.根据权利要求17所述的发光元件,其中,所述第一发光层和所述第二发光层发出相同颜色的光。
20.根据权利要求17所述的发光元件,其中,来自所述第一发光层及所述第二发光层的发射光谱的最大峰值位于430nm以上且470nm以下的波长。
21.一种包括根据权利要求17所述的发光元件的发光装置。
22.一种包括根据权利要求21所述的发光装置的电子设备。
23.一种发光元件,包括:
第一电极;
形成在所述第一电极上的第一发光层;
与所述第一发光层接触地形成在所述第一发光层上的第二发光层;
形成在所述第二发光层上的第二电极,
其中,所述第一发光层包括第一发光物质及空穴传输性的有机化合物,
所述第二发光层包括第二发光物质及电子传输性的有机化合物,
所述空穴传输性的有机化合物是以下的通式(3)所表示的化合物,
所述第一发光物质及所述第二发光物质分别是以下的通式(4)所表示的化合物,
Figure FDA00002030492800051
在通式(3)中,A表示取代或无取代的苯基和取代或无取代的萘基中的任一个,R5表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个,并且R6表示碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个,
在通式(4)中,B表示三环、四环、五环、或者六环的芳烃骨架,R7表示氢、碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个,并且R8表示碳数为1至4的烷基、取代或无取代的苯基、取代或无取代的萘基中的任一个。
24.根据权利要求23所述的发光元件,其中,所述第一发光层中的所述第一发光物质的比例为30wt%以上且70wt%以下。
25.根据权利要求23所述的发光元件,其中,所述第一发光层和所述第二发光层发出相同颜色的光。
26.根据权利要求23所述的发光元件,其中,来自所述第一发光层及所述第二发光层的发射光谱的最大峰值位于430nm以上且470nm以下的波长。
27.一种包括根据权利要求23所述的发光元件的发光装置。
28.一种包括根据权利要求27所述的发光装置的电子设备。
CN201210296067.5A 2009-01-21 2010-01-20 发光元件、发光装置及电子设备 Expired - Fee Related CN102832349B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-011410 2009-01-21
JP2009011410 2009-01-21
CN201010004670.2A CN101789495B (zh) 2009-01-21 2010-01-20 发光元件、发光装置及电子设备

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010004670.2A Division CN101789495B (zh) 2009-01-21 2010-01-20 发光元件、发光装置及电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102832349A true CN102832349A (zh) 2012-12-19
CN102832349B CN102832349B (zh) 2016-01-06

Family

ID=42336206

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210296067.5A Expired - Fee Related CN102832349B (zh) 2009-01-21 2010-01-20 发光元件、发光装置及电子设备
CN201010004670.2A Active CN101789495B (zh) 2009-01-21 2010-01-20 发光元件、发光装置及电子设备

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010004670.2A Active CN101789495B (zh) 2009-01-21 2010-01-20 发光元件、发光装置及电子设备

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8324615B2 (zh)
JP (2) JP5751755B2 (zh)
KR (2) KR101998738B1 (zh)
CN (2) CN102832349B (zh)
TW (2) TWI528862B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109148710A (zh) * 2018-09-26 2019-01-04 云谷(固安)科技有限公司 一种有机发光二极管和显示面板
TWI731494B (zh) * 2013-05-16 2021-06-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103265474B (zh) * 2007-12-21 2015-12-09 株式会社半导体能源研究所 蒽衍生物和发光材料,发光元件,发光器件及使用发光器件的电子器件
TWI528862B (zh) * 2009-01-21 2016-04-01 半導體能源研究所股份有限公司 發光元件,發光裝置以及電子裝置
JP5617202B2 (ja) * 2009-07-24 2014-11-05 三菱化学株式会社 有機化合物、電荷輸送材料、有機電界発光素子用組成物、有機電界発光素子、有機elディスプレイ及び有機el照明
CN102208552A (zh) * 2011-05-20 2011-10-05 电子科技大学 一种白光有机电致发光器件及其制备方法
JP5858689B2 (ja) * 2011-08-31 2016-02-10 キヤノン株式会社 表示装置
KR102126087B1 (ko) * 2011-10-11 2020-06-23 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자 기기, 조명 장치, 및 피렌계 화합물
CN104093696B (zh) 2012-02-10 2017-03-29 出光兴产株式会社 芳香族胺衍生物、有机电致发光元件和电子设备
TWI540779B (zh) * 2012-05-30 2016-07-01 友達光電股份有限公司 有機發光裝置
KR20140043551A (ko) * 2012-09-24 2014-04-10 삼성디스플레이 주식회사 유기발광소자, 이를 포함하는 유기발광 표시패널 및 유기발광 표시패널의 제조방법
CN104124393A (zh) * 2013-04-24 2014-10-29 海洋王照明科技股份有限公司 一种有机电致发光器件及其制备方法
JP6807647B2 (ja) * 2016-03-02 2021-01-06 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置、静脈認証システム、および透過型静脈認証システム
US11217757B2 (en) * 2018-03-12 2022-01-04 Universal Display Corporation Host materials for electroluminescent devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006101018A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Composite material, material for light-emitting element, light-emitting element, light-emitting device and electronic device
CN101083307A (zh) * 2006-06-02 2007-12-05 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光器件以及电子器具
US20080261075A1 (en) * 2006-12-04 2008-10-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light Emitting Element, Light Emitting Device, and Electronic Device

Family Cites Families (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5061569A (en) 1990-07-26 1991-10-29 Eastman Kodak Company Electroluminescent device with organic electroluminescent medium
JPH06158038A (ja) * 1992-11-17 1994-06-07 Pioneer Electron Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3287344B2 (ja) * 1998-10-09 2002-06-04 株式会社デンソー 有機el素子
JP4320811B2 (ja) 1998-12-07 2009-08-26 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP3589960B2 (ja) * 1999-09-16 2004-11-17 株式会社デンソー 有機el素子
TW545080B (en) 2000-12-28 2003-08-01 Semiconductor Energy Lab Light emitting device and method of manufacturing the same
SG2009086778A (en) 2000-12-28 2016-11-29 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Luminescent device
TW518909B (en) 2001-01-17 2003-01-21 Semiconductor Energy Lab Luminescent device and method of manufacturing same
TW519770B (en) 2001-01-18 2003-02-01 Semiconductor Energy Lab Light emitting device and manufacturing method thereof
CN101397649B (zh) 2001-02-01 2011-12-28 株式会社半导体能源研究所 能够将有机化合物沉积在衬底上的装置
SG118110A1 (en) 2001-02-01 2006-01-27 Semiconductor Energy Lab Organic light emitting element and display device using the element
US20030010288A1 (en) 2001-02-08 2003-01-16 Shunpei Yamazaki Film formation apparatus and film formation method
TW582121B (en) 2001-02-08 2004-04-01 Semiconductor Energy Lab Light emitting device
US7432116B2 (en) 2001-02-21 2008-10-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method and apparatus for film deposition
SG118118A1 (en) 2001-02-22 2006-01-27 Semiconductor Energy Lab Organic light emitting device and display using the same
US6998487B2 (en) 2001-04-27 2006-02-14 Lg Chem, Ltd. Double-spiro organic compounds and organic electroluminescent devices using the same
US6603150B2 (en) 2001-09-28 2003-08-05 Eastman Kodak Company Organic light-emitting diode having an interface layer between the hole-transporting layer and the light-emitting layer
CN100433404C (zh) 2001-11-22 2008-11-12 佳能株式会社 发光元件、其制作方法以及发光设备
US7232617B2 (en) 2003-02-04 2007-06-19 Cityu Research Limited Electroluminescent devices
JP2004335122A (ja) 2003-04-30 2004-11-25 Takasago Internatl Corp 発光素子
JP4464070B2 (ja) 2003-05-15 2010-05-19 出光興産株式会社 アリールアミン化合物及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
JP4547599B2 (ja) 2003-10-15 2010-09-22 奇美電子股▲ふん▼有限公司 画像表示装置
TW200541401A (en) 2004-02-13 2005-12-16 Idemitsu Kosan Co Organic electroluminescent device
JP2005235403A (ja) 2004-02-17 2005-09-02 Hitachi Displays Ltd 有機・el表示装置
EP1725632B1 (en) 2004-03-19 2014-04-30 LG Chem, Ltd. Organic electroluminescence devices comprising new materials for injecting holes
JP4393249B2 (ja) 2004-03-31 2010-01-06 株式会社 日立ディスプレイズ 有機発光素子,画像表示装置、及びその製造方法
US8188315B2 (en) 2004-04-02 2012-05-29 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Organic light emitting device and flat panel display device comprising the same
KR100573137B1 (ko) 2004-04-02 2006-04-24 삼성에스디아이 주식회사 플루오렌계 화합물 및 이를 이용한 유기 전계 발광 소자
US7192659B2 (en) 2004-04-14 2007-03-20 Eastman Kodak Company OLED device using reduced drive voltage
WO2005109542A1 (en) 2004-05-11 2005-11-17 Lg Chem. Ltd. Organic electronic device
US8927114B2 (en) 2004-11-30 2015-01-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element and electronic device using the same
US20070216292A1 (en) 2004-12-06 2007-09-20 Satoshi Seo Composite Material Including organic Compound And Inorganic Compound Light-Emitting Element And Light-Emitting Device Using The Composite Compound, And Manufacturing Method Of The Light-Emitting Element
US7745019B2 (en) 2005-04-28 2010-06-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element and light emitting device and method of manufacturing light emitting element
KR100672535B1 (ko) 2005-07-25 2007-01-24 엘지전자 주식회사 유기 el 소자 및 그 제조방법
KR100806812B1 (ko) 2005-07-25 2008-02-25 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기 el 소자 및 그 제조방법
WO2007013537A1 (en) 2005-07-27 2007-02-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Anthracene derivative, material for light emitting element, light emitting element, light emitting device, and electronic appliance
JP5041752B2 (ja) 2005-07-27 2012-10-03 株式会社半導体エネルギー研究所 アントラセン誘導体、発光素子用材料、発光素子、発光装置及び電子機器
US20070145888A1 (en) 2005-11-16 2007-06-28 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Aromatic amine derivatives and organic electroluminescence device using the same
JP4943199B2 (ja) * 2006-03-21 2012-05-30 株式会社半導体エネルギー研究所 オキサジアゾール誘導体
US9112170B2 (en) 2006-03-21 2015-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device
KR101084100B1 (ko) 2006-06-01 2011-11-16 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광소자
WO2007148660A1 (ja) 2006-06-22 2007-12-27 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 複素環含有アリールアミン誘導体を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
CN101506163B (zh) 2006-08-30 2012-05-02 株式会社半导体能源研究所 合成蒽衍生物的方法和蒽衍生物、发光元件、发光装置、电子装置
WO2008062363A2 (en) 2006-11-22 2008-05-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system and display device
JP5133259B2 (ja) 2006-11-24 2013-01-30 出光興産株式会社 芳香族アミン誘導体及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
KR101426717B1 (ko) 2006-12-04 2014-08-06 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기
US7723722B2 (en) 2007-03-23 2010-05-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic compound, anthracene derivative, and light-emitting element, light-emitting device, and electronic device using anthracene derivative
EP1973386B8 (en) 2007-03-23 2016-01-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device and electronic device
KR101579918B1 (ko) * 2007-04-25 2015-12-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 유기 화합물, 안트라센 유도체, 및 안트라센 유도체를 사용한 발광소자, 발광장치, 및 전자 기기
US7816859B2 (en) 2007-04-30 2010-10-19 Global Oled Technology Llc White light tandem OLED
JP2008300503A (ja) 2007-05-30 2008-12-11 Sony Corp 有機電界発光素子および表示装置
TWI479712B (zh) * 2007-10-19 2015-04-01 Semiconductor Energy Lab 發光裝置
KR102340209B1 (ko) 2007-12-03 2021-12-17 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 카바졸 유도체, 및 카바졸 유도체를 사용하는 발광 소자, 발광 장치 및 전자 기기
CN102942492B (zh) 2008-05-16 2015-04-29 株式会社半导体能源研究所 三芳基胺衍生物、发光装置及电子设备
TWI528862B (zh) * 2009-01-21 2016-04-01 半導體能源研究所股份有限公司 發光元件,發光裝置以及電子裝置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006101018A1 (en) * 2005-03-23 2006-09-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Composite material, material for light-emitting element, light-emitting element, light-emitting device and electronic device
CN101083307A (zh) * 2006-06-02 2007-12-05 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光器件以及电子器具
US20080261075A1 (en) * 2006-12-04 2008-10-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light Emitting Element, Light Emitting Device, and Electronic Device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI731494B (zh) * 2013-05-16 2021-06-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備
US11462701B2 (en) 2013-05-16 2022-10-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
TWI801899B (zh) * 2013-05-16 2023-05-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備
CN109148710A (zh) * 2018-09-26 2019-01-04 云谷(固安)科技有限公司 一种有机发光二极管和显示面板
CN109148710B (zh) * 2018-09-26 2020-08-18 云谷(固安)科技有限公司 一种有机发光二极管和显示面板

Also Published As

Publication number Publication date
JP5751755B2 (ja) 2015-07-22
TWI528862B (zh) 2016-04-01
KR20100085839A (ko) 2010-07-29
TW201311043A (zh) 2013-03-01
US8324615B2 (en) 2012-12-04
JP5788031B2 (ja) 2015-09-30
US20130161593A1 (en) 2013-06-27
CN101789495B (zh) 2015-09-02
US9147854B2 (en) 2015-09-29
CN102832349B (zh) 2016-01-06
JP2010192431A (ja) 2010-09-02
KR20120103524A (ko) 2012-09-19
CN101789495A (zh) 2010-07-28
KR101998738B1 (ko) 2019-07-10
US20100181562A1 (en) 2010-07-22
TWI583253B (zh) 2017-05-11
KR101424797B1 (ko) 2014-07-31
TW201043086A (en) 2010-12-01
JP2014099641A (ja) 2014-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101789495B (zh) 发光元件、发光装置及电子设备
US11968889B2 (en) Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
JP6802889B2 (ja) 混合材料および発光素子
CN101414665B (zh) 发光装置
CN101399315B (zh) 发光元件、照明装置、发光装置及电子设备
CN109689636A (zh) 有机化合物、发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
CN105742515A (zh) 发光元件、发光装置、照明装置以及电子设备
JP5773638B2 (ja) 縮合多環化合物及びこれを用いた有機発光素子
CN116655611B (zh) 一种电子传输材料及制备方法和有机电致发光装置
CN101875652A (zh) 三唑衍生物、使用其的发光元件、发光装置、照明装置及电子设备
CN117024287B (zh) 一种发光辅助材料及其制备方法、有机电致发光器件及有机电致发光装置
CN107641096A (zh) 有机化合物、发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
CN101978784B (zh) 发光元件、发光装置及电子装置
CN113675350A (zh) 组合物、含其的有机发光器件、显示设备、摄像设备、电子设备、照明设备和移动物体
CN116514752B (zh) 一种发光辅助材料及制备方法与其在有机电致发光器件中的应用
CN113517408A (zh) 组合物、含其的有机发光器件、显示设备、摄像设备、电子设备、照明设备和移动物体
CN107266346A (zh) 一种联苯二胺类有机电致发光化合物及其有机电致发光器件
KR20210040255A (ko) 유기 화합물, 유기발광소자, 표시장치, 촬상 장치, 조명 장치 및 이동체

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160106