CN1674743A - 有机电致发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种有机电致发光元件，在正穴注入电极和电子注入电极之间配置发光层，在正穴注入层和发光层之间配置有正穴输送层，其特征是：在所述正穴输送层中含有在循环伏安法测定中显示出可逆的阴极还原过程且与所述正穴输送层中的正穴输送材料相比还原电位小的电子陷阱材料；或者，其特征是：在所述电子输送层中含有在循环伏安法测定中显示出可逆的阳极氧化过程且与所述电子输送层中的电子输送材料相比氧化电位小的正穴陷阱材料。

Description

有机电致发光元件
技术领域
本发明涉及有机电致发光元件，更详细地说，涉及发光寿命特性优异的有机电致发光元件。
背景技术
有机电致发光元件(有机EL元件)，从在显示器及照明中的应用的观点来看，进行了积极广泛的开发。有机EL元件的驱动原理如下。即，从正穴注入电极及电子注入电极分别注入正穴及电子，它们在有机薄膜中被输送，在发光层中再结合而产生激发状态，由该激发状态而得到发光。
在有机EL元件的实用化过程中，最大的问题是发光寿命特性问题。在有机EL元件的劣化机构中，有机物质的电化学劣化是最重要的一点，这里，所谓有机物质的电化学劣化，是指有机物质在吸附了正穴时所生成的自由基阳离子、或有机物在吸附了电子时生成的自由基阴离子而处于不稳定的状态，导致有机物质发生化学变质。
一般地，正穴输送物质在吸附了电子的状态(自由基阴离子状态)下，处于不稳定的状态。例如，现在广泛使用的正穴输送材料NPB(N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基联苯胺)，在自由基阴离子的情况下处于不稳定的状态。
另外，电子输送物质在吸附了正穴的状态(自由基阳离子状态)下，处于不稳定的状态。例如，现在广泛使用的电子输送材料Alq(三(8-羟基喹啉)铝(III)，在自由基阳离子的情况下处于不稳定的状态。
因此，为了提高有机EL元件的寿命特性，防止有机物质的电化学劣化是有效可行的。在“Science，283号，1900页，1999年”中，报告了通过使正穴输送材料和电子输送材料的混合物作为发光层，能够提高有机EL元件的寿命特性。这样，通过由多种有机物质构成发光层而提高元件的耐久性的方法，迄今为止在学术论文和专利中已有若干报道，但是，为了推进有机EL元件的实用化，需要进一步提高发光寿命特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光寿命特性优异的有机电致发光元件。
本发明的第一方面的特征在于：是在正穴注入电极和电子注入电极之间配置发光层，在正穴注入电极和发光层之间配置有正穴输送层的有机电致发光元件，在正穴输送层中含有在循环伏安法测定中显示可逆的阴极还原过程且与正穴输送层中的正穴输送材料相比还原电位小的电子陷阱材料。
在本发明的第一方面中，在正穴输送层中含有满足上述两个条件的电子陷阱材料。
第一条件是在循环伏安法测定中能够显示可逆的阴极还原过程。这可以从在循环伏安法中测定的循环伏安曲线来判断。例如，重复约3次阴极还原过程，每次的循环伏安曲线大体重叠时，具有可逆性，可判断为显示可逆的阴极还原过程。而每次的循环伏安曲线不重合、有大的偏离时，就不具有可逆性，可判断为显示不可逆的阴极还原过程。
而且，循环伏安法中的可逆性，还可以由“A.Bard，L.R.Faulkner，Electrochemical Methods Fundamentals and Application，John Wiley&Sons；New York，2001；p240”中记述的下述尼克尔森(Nicholson)式来判定。
Ipc/Ipa＝Ipco/Ipao+0.485×Ipso/Ipao+0.086
对于上述尼克尔森式中的Ipco、Ipao、及Ipso，参照图3进行说明。图3是表示红荧烯的循环伏安曲线的图。首先，电位的绝对值增大时，还原过程进行，电流值沿箭头A的方向增大。曲线处于最下端时的电流值为Ipao，此时的电位为E1。电位的绝对值沿箭头B进一步增大，位于曲线最左端位置时的电流值为Ipso。接着，电位的绝对值沿箭头C减小，曲线上升到最上端位置时的电流值为Ipco，此时的电位为E2。材料的还原电位(Ered)由下式来决定。
Ered＝(E1+E2)/2
将以上从循环伏安曲线所求得的Ipco、Ipao及Ipso的值代入上述尼克尔森式，能够计算出Ipc/Ipa，该Ipc/Ipa值越接近1，越能判断可逆性越高。在本发明中，优选在1.2～0.8的范围内，更优选在1.1～0.9的范围内。
第二条件是，在循环伏安法测定中，还原电位比正穴输送层中的正穴输送材料的还原电位小。这里，所谓还原电位小，意味着还原电位的绝对值小。例如，还原电位为-1V与还原电位为-2V相比，判断为前者的还原电位小。
由于还原电位和最低空分子轨道(LUMO)的能级之间具有相关关系，所以还原电位小的，最低空分子轨道(LUMO)的能级低。
在本发明的第一方面中，正穴输送层中所含有的电子陷阱材料，由于其还原电位比正穴输送材料的还原电位小，所以其最低空分子轨道(LUMO)的能量也比正穴输送材料的能量低。因此，可以稳定地捕获从发光层逸出移动到正穴输送层中的电子，能够防止由该电子引起的正穴输送材料的破坏。而且，由于电子陷阱材料是显示可逆的阴极还原过程的材料，所以电子陷阱材料本身也不会因电子而引起劣化。
目前，虽然也进行了通过在发光层中含有电子输送材料而提高发光寿命特性的尝试，但主要是着眼于提高电荷的平衡以便不使电子从发光层逸出。而在本发明的第一方面中，考虑到完全防止电子从发光层中溢出是困难的，通过在正穴输送层中稳定地捕获从发光层溢出的电子，从而提高发光寿命特性。
本发明第一方面中的正穴输送层中的电子陷阱材料的浓度，优选在0.1～30重量％的范围内，更优选在0.5～10重量％的范围内，最优选在1～5重量％的范围内。
电子陷阱材料的浓度过高时，由于正穴输送层输送电子，所以从发光层溢出的电子的量增多，有可能使发光效率下降。而且，电子陷阱材料的浓度过低时，会有不能充分得到提高发光寿命特性这样的发明效果的情况。
电子陷阱材料，可以包含在整个正穴输送层中，也可以仅包含在正穴输送层的部分区域。
电子陷阱材料，只要是满足上述第一条件及第二条件，并无特别的限制。例如在苝衍生物、蒽醌衍生物、蒽衍生物、红荧烯衍生物等化合物中，能够列举出满足上述第一条件及第二条件的化合物。
本发明第一方面中的正穴输送层中的正穴输送材料，只要是具有正穴输送特性，并无特别的限制，可以使用大有机EL元件中作为正穴输送材料使用的材料。作为这样的正穴输送材料，例如可以列举出芳基胺等。
本发明第一方面的发光层，优选所述发光层是由基质材料和掺杂材料所构成。作为发光层的基质材料，可以列举出蒽衍生物、铝配位化合物、红荧烯衍生物、芳基胺衍生物等。
而且，作为掺杂材料，可以使用单重态发光材料，也可以使用三重态发光材料。为了得到较高的发光效率，优选采用磷光发光材料这样的三重态发光材料。作为单重态发光材料，可以列举出苝衍生物、香豆素衍生物、蒽衍生物、萘并萘衍生物、苯乙烯基苯衍生物等。而且，作为三重态发光材料(磷光发光材料)，可以列举出铱配位化合物、铂配位化合物等。
本发明第一方面的发光层，可以是仅由一层所构成，也可以是由发光色不同的2层或3层所构成。在发光层是由多层构成的情况下，例如，通过蓝色发光层和橙色发光层的组合，能够使本发明第一方面的有机EL元件成为白色发光元件。
根据本发明的第一方面，由于使侵入正穴输送层中的电子在电子陷阱材料中能够稳定地陷入，所以能够防止正穴输送材料的因电子引起的劣化。因此，可以成为发光寿命特性优异的有机EL元件，而且，还可以期待随之提高发光效率、降低驱动电压等有机EL元件特性的提高。
本发明的第二方面，是在正穴注入电极和电子注入电极之间配置发光层，在所述电子注入电极和所述发光层之间配置有电子输送层的有机EL元件，在所述电子输送层中含有在循环伏安法测定中显示可逆的阳极氧化过程且与所述电子输送层中的电子输送材料相比氧化电位小的空穴陷阱材料。
在本发明的第二方面中，在电子输送层中含有满足上述两个条件的正穴陷阱材料。
第一条件是在循环伏安法测定中能够显示可逆的阳极氧化过程。这可以从在循环伏安法中测定的循环伏安曲线来判断。例如，重复约3次阳极氧化过程，每次的循环伏安曲线大体重叠时，具有可逆性，可判断为显示可逆的阳极氧化过程。而每次的循环伏安曲线不重合、有大的偏离时，就不具有可逆性，可判断为显示不可逆的阳极氧化过程。
而且，循环伏安法中的可逆性，还可以由“A.Bard，L.R.Faulkner，Electrochemical Methods Fundamentals and Application，John Wiley&Sons；New York，2001；p240”中记述的下式尼克尔森式来判定。
Ipc/Ipa＝Ipco/Ipao+0.485×Ipso/Ipao+0.086
对于上述尼克尔森式中的Ipco、Ipao、及Ipso，参照图15进行说明。图1 5是表示m-MTDAT的循环伏安曲线的图。首先，电位的绝对值增大时，氧化过程进行，电流值沿箭头A的方向增大。曲线处于最上端时的电流值为Ipao，此时的电位为E1。电位的绝对值沿箭头B进一步增大，位于曲线最右端位置时的电流值为Ipso。接着，电位的绝对值沿箭头C减小，曲线下降到最下端位置时的电流值为Ipco，此时的电位为E2。材料的氧化电位(Eox)由下式来决定。
Eox＝(E1+E2)/2
将以上从循环伏安曲线所求得的Ipco、Ipao及Ipso的值代入上述尼克尔森式，能够计算出Ipc/Ipa，该Ipc/Ipa值越接近1，越能判断可逆性高。在本发明中，优选在1.2～0.8的范围内，更优选在1.1～0.9的范围内。
第二条件是，在循环伏安法测定中，氧化电位比电子输送层中的电子输送材料的氧化电位小。这里，所谓氧化电位小，意味着氧化电位的绝对值小。
由于氧化电位和最高被占分子轨道(HOMO)的能级之间具有相关关系，所以氧化电位小的，最高被占分子轨道(HOMO)的能级高。
在本发明的第二方面中，电子输送层中所含有的正穴陷阱材料，由于其氧化电位比电子输送材料的氧化电位小，所以其最高被占分子轨道(HOMO)的能量也比电子输送材料的能量高。因此，可以稳定地捕获从发光层逸出移动到电子输送层中的正穴，能够防止由该正穴引起的电子输送材料的破坏。而且，由于正穴陷阱材料是显示可逆的阳极氧化过程的材料，所以正穴陷阱材料本身也不会因正穴而引起劣化。
目前，为了不使正穴从发光层中逸出，进行了提高电荷的平衡、设置正穴阻止层等尝试。在本发明的第二方面中，考虑到完全防止正穴从发光层中溢出是困难的，通过在电子输送层中稳定地捕获从发光层溢出的正穴，从而提高发光寿命特性。
本发明第二方面中的电子输送层中的正穴陷阱材料的浓度，优选在0.1～30重量％的范围内，更优选在0.5～10重量％的范围内，最优选在1～5重量％的范围内。
正穴陷阱材料的浓度过高时，由于电子输送层输送正穴，所以从发光层溢出的正穴的量增多，有可能使发光效率下降。而且，正穴陷阱材料的浓度过低时，会有不能充分得到提高发光寿命特性这样的发明效果的情况。
正穴陷阱材料，可以包含在整个电子输送层中，也可以仅包含在电子输送层的部分区域。
正穴陷阱材料，只要是满足上述第一条件及第二条件，并无特别的限制。例如在MTDATA衍生物、TPD(N，N’-二(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基联苯胺)衍生物、NPB衍生物、三苯基胺衍生物、酞菁衍生物、红荧烯衍生物、二茂铁衍生物等化合物中，能够列举出满足上述第一条件及第二条件的化合物。
根据本发明的第二方面，由于使侵入电子输送层中的正穴在正穴陷阱材料中能够稳定地陷入，所以能够防止电子输送材料的因正穴引起的劣化。因此，可以得到发光寿命特性优异的有机EL元件，而且，还可以期待随之提高发光效率、降低驱动电压等有机EL元件特性的提高。
附图说明
图1是表示本发明第一方面的实施例中制作的有机EL元件的剖面图。
图2是表示本发明第一方面的实施例中制作的有机EL元件的亮度-时间特性的图。
图3是表示红荧烯的阴极还原过程的循环伏安曲线图。
图4是表示tBuDPN的阴极还原过程的循环伏安曲线图。
图5是表示DBzR的阴极还原过程的循环伏安曲线图。
图6是表示苝的阴极还原过程的循环伏安曲线图。
图7是表示蒽醌的阴极还原过程的循环伏安曲线图。
图8是表示NPB的阴极还原过程的循环伏安曲线图。
图9是表示CBP的阴极还原过程的循环伏安曲线图。
图10是表示本发明第一方面的其它实施例中制作的有机EL元件的剖面图。
图11是表示本发明第一方面的其它实施例中制作的有机EL元件的亮度-时间特性的图。
图12是表示本发明第一方面的其它实施例中制作的有机EL元件的驱动电压-时间特性的图。
图13是表示本发明第二方面的实施例中制作的有机EL元件的剖面图。
图14是表示本发明第二方面的实施例中制作的有机EL元件的亮度-时间特性的示意图。
图15是表示m-MTDATA的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图16是表示NPB的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图17是表示红荧烯的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图18是表示tBuDPN的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图19是表示DBzR的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图20是表示二茂铁的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图21是表示BCP的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图22是表示9-苯基咔唑的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
具体实施方式
以下利用实施例具体地说明本发明，但本发明并不限于下述的实施例。
首先，对本发明的第一方面的实施例加以说明。
[循环循环伏安曲线的测定]
对于红荧烯、tBuDPN、DBzR、苝、蒽醌、NPB及CBP等化合物，分别测定了循环伏安曲线。
在循环伏安曲线中，在溶解有对象化合物的有机溶剂中插入工作电极、对电极及参照电极，在工作电极和对电极之间施加电压，测定电位和电流量的变化。作为所使用的测定仪器，是ポテンショスタッ卜(北斗电工社制造的“HA-501”)及ファンクションジエネレ一タ一(北斗电工社制造的“HB-104”)。
使化合物溶解为10-3mol/L，使作为支持电解质的叔丁基全氯铵溶解为10-1mol/L，作为溶剂使用了THF(四氢呋喃)，由此调制了样品，其它条件如下：
扫描速度：100mV/秒
扫描次数：3次
工作电极：铂板
对电极：铂线
参照电极：Ag/AgNO3乙腈溶液
图3是表示红荧烯的阴极还原过程的循环伏安曲线图。红荧烯具有以下结构。
Figure A20051005892100121
rubrene
图4是表示tBuDPN的阴极还原过程的循环伏安曲线图。tBuDPN是5，12-二(4-叔丁基苯基)萘并萘，其具有以下结构。
tBuDPN
图5是表示DBzR的阴极还原过程的循环伏安曲线图。DBzR是5，12-二(4-(6-甲基苯并噻唑-2-基)苯基)-6，11-二苯基萘并萘，其具有以下结构。
Figure A20051005892100132
DBzR
图6是表示苝的阴极还原过程的循环伏安曲线图。苝具有以下结构。
苝
图7是表示蒽醌的阴极还原过程的循环伏安曲线图。蒽醌具有以下结构。
蒽醌
图8是表示NPB的阴极还原过程的循环伏安曲线图。NPB是N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基联苯胺，其具有以下结构。
NPB
图9是表示CBP的阴极还原过程的循环伏安曲线图。CBP是4，4’-二(9-卡唑基)-联苯，其具有以下结构。
CBP
对于上述各化合物，从它们的循环伏安曲线图，可求出上述还原电位及Ipc/Ipa，如表1所示。
表1
化合物名称     还原电位V vs Ag/Ag+   阴极还原过程的可逆性Ipc/Ipa
    红荧烯     -1.91     0.97
    tBuDPN     -1.96     0.97
    DBzR     -1.81     1.06
    苝     -2.08     1.08
    蒽醌     -1.59     0.99
    NPB     -2.30     不可逆
    CBP     -2.27     不可逆
从图8及图9可知，NPB及CBP在阴极还原过程中是不可逆的。而从图3～图7可知，红荧烯、tBuDPN、DBzR、苝、蒽醌在阴极还原过程中表现出可逆性。而且，如表1所示，Ipc/Ipa的值在0.97～1.08的范围内。
[有机EL元件的制作]
(实施例1)
制作了具有图1所示结构的有机EL元件。图1所示的有机EL元件是，在正穴注入电极1上，设置有阳极缓冲层2，在其上形成正穴输送层3，在其上设置发光层4。在发光层4上设置有正穴阻止层5及电子输送层6，在电子输送层6上设置有电子注入电极7。还有，该有机EL元件，是在玻璃基板上制作的。正穴注入电极1是由ITO(铟锡氧化物)所形成，在其上形成使用CFx的阳极缓冲层2(厚度为0.1nm)。在其上使用作为正穴输送材料的NPB，形成作为电子陷阱材料的含有5重量％的tBuDPN的正穴输送层3(厚度为50nm)。在其上形成由含有6.5重量％的Ir(ppy)3的CBP所构成的发光层4(厚度为25nm)。Ir(ppy)3是三(2-苯基吡啶)铱(III)，其具有以下结构。
Figure A20051005892100161
Ir(ppy)3
正穴阻止层5(厚度为10nm)是由BAlq所形成的。BAlq是二(2-甲基-8-羟基喹啉)-4-苯基酚铝(III)，具有以下结构。
Figure A20051005892100171
BAlq
电子输送层6(厚度为40nm)是由Alq所形成的。Alq是三-(8-羟基喹啉)铝(III)，其具有以下结构。
Alq
电子注入电极7是由LiF(厚度为0.5nm)和Al(厚度为200nm)的层叠结构所形成的。
阳极缓冲层CFx由等离子体CVD法所形成。
其它各层是由真空蒸镀法形成的。
(比较例1)
除了在正穴输送层3中不含作为电子陷阱材料的tBuDPN之外，其余与上述实施例1同样，制作了有机EL元件。
(比较例2)
除了由CBP取代tBuDPN作为正穴输送层3中所包含的电子陷阱材料，其余与上述实施例1同样，制作了有机EL元件。
(初期特性的评价)
对于实施例1、比较例1和比较例2的各有机EL元件，测定了色度和发光效率，如表2所示。
表2
    驱动电压(20mA/cm2·V) 色度   发光效率(cd/A)
    实施例1     7.6   (0.297，0.634)     37.2
    比较例1     7.7   (0.296，0.628)     30.3
    比较例2     7.4   (0.295，0.632)     28.2
从表2所示的结果可知，实施例1的有机EL发光元件，与比较例1及比较例2的有机EL元件相比，显示出较高的发光效率。
[亮度-时间特性的测定]
对于实施例1、比较例1及比较例2的各有机EL元件，评价了其亮度-时间特性，评价结果如图2所示。
从图2的结果可知，本发明第一方面的实施例1的有机EL元件，与比较例1及比较例2的有机EL元件相比，发光寿命特性优异。
[白色发光元件的制作]
(实施例2)
作为发光层，制作了层叠橙色发光层及蓝色发光层而形成的白色发光的有机EL元件。
图10是表示该白色发光的有机EL元件的剖面图。如图10所示，该有机EL元件，在正穴注入电极11上设置有阳极缓冲层12，在其上设置正穴输送层13。在正穴输送层13上，层叠设置橙色发光层14及蓝色发光层15。在这些发光层14及15上设置电子输送层16，在电子输送层16上设置有电子输入电极17。还有，该有机EL元件是在玻璃基板上制作的。
与实施例1同样，正穴注入电极11是由ITO(铟锡氧化物)所形成，阳极缓冲层12(厚度为1nm)是由CFx所形成。
正穴输送层13(厚度为110nm)是由作为电子陷阱材料的含有5重量％的红荧烯的NPB所构成。
橙色发光层14(厚度为50nm)，是使用80重量％的NPB和20重量％的tBuDPN作为基质材料，含有3重量％的DBzR作为掺杂材料。
蓝色发光层15(厚度为40nm)，是使用93重量％的TBADN和7重量％的NPB作为基质材料，含有1重量％的TBP作为掺杂材料。TBADN是2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽，其具有以下结构。
TBADN
TBP是2，5，8，11-四叔丁基苝，其具有以下结构。
Figure A20051005892100192
TBP
电子输送层16(厚度为10nm)，与实施例1同样由Alq所构成。电子注入层17也与实施例1同样，由LiF(厚度为1nm)和Al(厚度为200nm)的层叠结构所形成。阳极缓冲层CFx是由等离子体CVD法形成的。其它各层是由真空蒸镀法形成的。
如本实施例这样，在层叠橙色发光层和蓝色发光层而形成的白色发光元件的情况下，在与正穴输送层相邻的橙色发光层中，优选使用与正穴输送层的正穴输送材料相同的化合物作为基质材料。
(比较例3)
除了在正穴输送层13中不含作为电子陷阱材料红荧烯之外，其余与上述实施例2同样，制作了有机EL元件。
[初期特性的评价]
对实施例2和比较例3的各有机EL元件，测定了色度、发光效率及电力效率，测定的结果如表3所示，另外，驱动电流为20mA/cm2。
表3
  驱动电压(V)     色度   发光效率(cd/A)   电力效率(Im/W)
  实施例2     7.5   (0.30，0.34)     9.6     4.0
  比较例3     7.5   (0.29，0.32)     9.7     4.1
从表3的结果可知，实施例2的有机EL元件及比较例3的有机EL元件，几乎表现出相同程度的发光效率和电力效率。
[亮度-时间特性及驱动电压-时间特性的测定]
对于实施例2及比较例3的各有机EL元件，评价了亮度-时间特性及驱动电压-时间特性，亮度-时间特性的评价结果如图11所示。驱动电压-时间特性的评价结果如图12所示。在图12所示的驱动电压-时间特性的评价试验中，在各元件中通过电流，使初期亮度为10000nit，测定了持续通过该一定电流时的亮度和电压的变化。
从图11所示的结果可知，本发明第一方面的实施例2的有机EL元件，与比较例3的有机EL元件相比，发光寿命特性更为优异。
而且，如图12所示的结果可知，本发明第一方面的实施例2的有机EL元件，与比较例3的有机EL元件相比，能够维持低的驱动电压。
接着，对本发明第二方面的实施例加以说明。
[循环伏安曲线的测定]
对于m-MTDATA、NPB、红荧烯、tBuDPN、DBzR、二茂铁、BCP及9-苯基咔唑的各化合物，测定了循环伏安曲线。
在循环伏安曲线中，在溶解有对象化合物的有机溶剂中插入工作电极、对电极及参照电极，在工作电极和对电极之间施加电压，测定电位和电流量的变化。作为所使用的测定仪器，是ポテンショスタッ卜(北斗电工社制造的“HA-501”)及ファンクションジエネレ一タ一(北斗电工社制造的“HB-104”)。
使化合物溶解为10-3mol/L，使作为支持电解质的叔丁基全氯铵溶解为10-1mol/L，作为溶剂使用了二氯甲烷，由此调制了样品，其它条件如下：
扫描速度：100mV/秒
扫描次数：3次
工作电极：铂板
对电极：铂线
参照电极：Ag/AgNO3乙腈溶液
图15是表示m-MTDATA的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。m-MTDATA是{3-甲基苯基-(苯基)-氨基}4，4’，4”-三(三苯胺)，其具有以下结构。
Figure A20051005892100221
m-MTDATA
图16是表示NPB的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图17是表示红荧烯的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图18是表示tBuDPN的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图19是表示DBzR的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。
图20是表示二茂铁的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。二茂铁具有以下结构。
Figure A20051005892100222
二茂铁
图21是表示BCP的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。BCP是2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲绕啉，其具有以下结构。
图22是表示9-苯基咔唑的阳极氧化过程的循环伏安曲线图。9-苯基咔唑具有以下结构。
9-苯基咔唑
对于上述各化合物，从它们的循环伏安曲线图，可求出上述氧化电位及Ipc/Ipa，如表4所示。
图4
化合物     氧化电位V vs Ag/Ag+   阳极氧化过程的可逆性Ipc/Ipa
    m-MTDATA     0.08     1.00
    NPB     0.48     1.00
    红荧烯     0.55     1.00
    tBuDPN     0.61     1.04
    DBzR     0.61     1.02
    二茂铁     0.08     1.04
    BCP     1.31     不可逆
    9-苯基咔唑     1.04     不可逆
从图21及图22可知，BCP及9-苯基咔唑在阳极氧化过程中是不可逆的。而从图15～图20可知，m-MTDATA、NPB、红荧烯、tBuDPN、DBzR及二茂铁在阳极氧化过程中表现出可逆性。而且，如表4所示，Ipc/Ipa的值在1.00～1.04的范围内。
[有机EL元件的制作]
(实施例3)
制作了具有图13所示结构的有机EL元件。图13所示的EL元件是，在正穴注入电极21上设置有阳极缓冲层22，在其上设置正穴输送层23，在其上设置发光层24。在发光层24上设置有电子输送层25，在电子输送层25上设置有电子注入电极26，还有，该有机EL元件是在玻璃基板上制作的。正穴注入电极21是由ITO(铟锡氧化物)所形成，在其上形成使用CFx的阳极缓冲层22(厚度为0.1nm)。在其上形成有使用了作为正穴输送材料的NPB的正穴输送层23(厚度为50nm)。在其上形成由Alq所构成的发光层24(厚度为30nm)。
电子输送层25(厚度为20nm)，使用作为电子输送材料的BCP，含有5重量％的作为正穴陷阱材料的m-MTDATA。
电子注入电极26(厚度为200nm)是由Al形成的。
阳极缓冲层CFx是由等离子体CVD法形成的。
其它各层是由真空蒸镀法形成的。
(比较例4)
除了在电子输送层25中不含作为正穴陷阱材料的m-MTDATA之外，其余与上述实施例3同样，制作了有机EL元件。
(比较例5)
除了由9-苯基咔唑取代m-MTDATA作为电子输送层25中所包含的正穴陷阱材料，其余与上述实施例3同样，制作了有机EL元件。
[初期特性的评价]
对于实施例3、比较例4和比较例5的各有机EL元件，测定了色度和发光效率，如表5所示。
表5
    驱动电压(20mA/cm2·V) 色度   发光效率(cd/A)
    实施例3     11.2   (0.331，0.564)     3.4
    比较例4     12.0   (0.314，0.560)     2.8
    比较例5     11.4   (0.316，0.563)     2.2
从表5所示的结果可知，实施例3的有机EL发光元件，与比较例4及比较例5的有机EL元件相比，显示出相对较高的发光效率。
[亮度-时间特性的测定]
对于实施例3、比较例4及比较例5的各有机EL元件，评价了其亮度-时间特性，评价结果如图14所示。
从图14的结果可知，本发明第二方面的实施例3的有机EL元件，与比较例4及比较例5的有机EL元件相比，发光寿命特性优异。

Claims (22)

1.一种有机电致发光元件，在正穴注入电极和电子注入电极之间配置发光层，在所述正穴注入电极和所述发光层之间配置有正穴输送层，其特征在于：
在所述正穴输送层中含有在循环伏安法测定中显示出可逆的阴极还原过程且与所述正穴输送层中的正穴输送材料相比还原电位小的电子陷阱材料。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述正穴输送层中的所述电子陷阱材料的浓度在0.1～30重量％的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述正穴输送材料是芳基胺衍生物。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述电子陷阱材料是红荧烯衍生物。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述电子陷阱材料是苝衍生物。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述电子陷阱材料是蒽醌衍生物。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述发光层由基质材料和掺杂材料构成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述发光层仅由一层构成。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述发光层由发光色不同的2层或3层所构成。
10.根据权利要求7～9中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述发光层的基质材料是蒽衍生物、铝配位化合物、红荧烯衍生物或芳基胺衍生物。
11.根据权利要求7～11中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：与所述正穴输送层相邻的发光层的基质材料是与所述正穴输送层的正穴输送材料相同的化合物。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：作为所述发光层，是将蓝色发光层和橙色发光层进行层叠而设置的白色发光元件。
13.根据权利要求7～12中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：作为所述掺杂材料，包含磷光发光材料。
14.一种有机电致发光元件，在正穴注入电极和电子注入电极之间配置发光层，在所述电子注入电极和所述发光层之间配置有电子输送层，其特征在于：
在所述电子输送层中含有在循环伏安法测定中显示出可逆的阳极氧化过程且与所述电子输送层中的电子输送材料相比氧化电位小的正穴陷阱材料。
15.根据权利要求14所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述电子输送层中的所述空穴陷阱材料的浓度在0.1～30重量％的范围内。
16.根据权利要求14所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述发光层由基质材料和掺杂材料构成。
17.根据权利要求14所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述发光层仅由一层构成。
18.根据权利要求14所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述发光层由发光色不同的2层或3层所构成。
19.根据权利要求16所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述发光层的基质材料是蒽衍生物、铝配位化合物、红荧烯衍生物或芳基胺衍生物。
20.根据权利要求16所述的有机电致发光元件，其特征在于：与所述正穴输送层相邻的发光层的基质材料是与所述正穴输送层的正穴输送材料相同的化合物。
21.根据权利要求14所述的有机电致发光元件，其特征在于：作为所述发光层，是将蓝色发光层和橙色发光层进行层叠而设置的白色发光元件。
22.根据权利要求16所述的有机电致发光元件，其特征在于：作为所述掺杂材料，包含磷光发光材料。
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