TW200414803A - Organic electroluminescence element - Google Patents

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TW200414803A TW092132164A TW92132164A TW200414803A TW 200414803 A TW200414803 A TW 200414803A TW 092132164 A TW092132164 A TW 092132164A TW 92132164 A TW92132164 A TW 92132164A TW 200414803 A TW200414803 A TW 200414803A
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Masahide Matsuura
Hiroshi Yamamoto
Chishio Hosokawa
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Idemitsu Kosan Co
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Description

200414803 Ο) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於有機電致發光元件，更詳細而言係有關 發光層爲二層構造之有機電致發光元件。 【先前技術】 利用電場發光之電致發光元件（以下電致發光簡稱爲 「EL」）係自行發光，辨識性高，且爲完全固體元件， 因此具有優異之耐衝擊性等之特徵，在作爲各種顯示裝置 之發光元件用途方面受矚目。 此E L元件有發光材料使用無機化合物所成之無機e L元件與使用有機化合物所成之有機E L元件，其中，特 別是有機E L元件可大幅降低施加電壓，且全彩化容易、 消耗電力較少，可面發光，因此開發硏究作爲下一代之發 光元件使用。 有機E L元件之構成如圖3所示，係以陽極/發光層 /陰極爲基本構成。 此有機EL元件10係由陽極12與陰極13所構成之 一對電極間挾著發光層14。發光層14通常係層合多層 者。此元件1 〇光係於兩電極12、13間施加電場時，電子 由陰極13側注入，電洞由陽極12側注入。發光層14 中，電子與電洞再結合產生激發狀態，由激發狀態返回基 態時，能量以光的形態釋放。 圖4係表示圖3之有機EL元件之能量圖。圖4表示 -5- (2) (2)200414803 發光層14之能級之價電子位準EVO ( HOMO)與傳導位 準ECO(LUMO)。電子由陰極13側注入，電洞由陽極 1 2側注入，電子與電洞在發光層1 4結合產生發光。 以上述購成爲基礎，此外可適當設置電洞注入、傳輸 層或電子注入層者，例如有陽極/電洞注入、傳輸層/發 光層/陰極，或陽極/電洞注入、傳輸層/發光層/電子 注入層/陰極等之構成。 發光層爲兼具以下功能者。 (1 )注入功能：外加電場時可由陽極或電洞注入層 注入電洞，且可由陰極或電子注入層注入電子之功能 (2 )傳輸功能：以電場的力量移動注入之電荷（電 子與電洞）之功能 (3 )發光功能：提供電子與電洞再結合的場所，此 處具有連結發光之功能。 電洞注入、傳輸層具有由陽極注入電洞，將此傳送至 有機發光層之功能，也可分別製作電洞注入層/電洞傳輸 層。電子注入層具有由陰極注入電子，將此傳送至有機發 光層之功能。 爲了提高發光層之發光可添加微量之螢光分子（摻雜 劑）已爲人知。 圖5係表示添加摻雜劑之有機EL元件的能量圖。此 圖中，ECh爲主之傳導位準，EVh爲主之價電子位準， ECd爲摻雜劑之傳導位準，EVd爲摻雜劑之價電子位準。 Egh爲主之能隙（ECh與EVh之差），Egd爲摻雜劑之之 -6- (3) (3)200414803 能隙（ECd與EVd之差）。 摻雜劑可有效率接受激發之主之能量，提高發光效 率 〇 使有機E L元件之發光形成多色化的方法可大分類爲 以下3種。 (1) 使用紅色、綠色及藍色種彩色濾光片，將有機 EL元件所放射之白色發光分成三色光的方法 (2) 藉由發光層之光取出側所設置之螢光層，將藍 色EL元件所放射之藍色發光轉變成藍色光，形成多色化 的方法 (3) 在同一基板上並列藍色、紅色、綠色之發光 層，形成多色化的方法 這些方法可得到高亮度且長壽命之有機EL元件。 例如（1 )或（2 )的方法可得到藍綠色系或白色寬頻 (寬廣之光譜）之發光的有機EL元件對於初期亮度數百 nit，渴望具有數萬小時以上之亮度減半壽命的有機EL元 件。 對於這種期待因而檢討各種元件構成。 其中之一的方法如下述所提案，將有機發光層形成多 層化，可得到白色或寬頻發光的方法。 (1)將有機發光層形成二層結構，陽極側之第1發 光層爲鋁錯合物化合物所構成之藍色之發光層，陰極側之 第2發光層爲含有紅色螢光性物質之鋁錯合物化合物所構 成之紅色之發光層，取出白光的方法（參照歐洲專利第 (4) (4)200414803 0643549號說明書）。 (2)將有機發光層形成二層結構，陽極側之第1發 光層爲二苯乙烯基伸芳基系化合物所構成之藍色之發光 層，陰極側之第2發光層爲綠色發光之鋁錯合物化合物中 添加紅色螢光性物質之發光層，取出白光的方法（例如參 照美國專利第5503910號說明書）。 (3 )由鋁錯合物所構成之電子傳輸性化合物與二胺 化合物所構成之電洞傳輸性化合物之混合層所構成之發光 層中，含有香豆素、紅熒烯之摻雜劑，得到具有綠色成分 及橙色成分之發光的方法（例如參照國際公開98/08360 號之導引）。 (4)二苯乙烯基伸芳基系化合物所構成之主材料 中，摻雜兩種以上不同色系之螢光性物質，形成二層發光 層的方法（例如參照日本特開平12-6 8057號公報）。 這些先行技術係使多種摻雜劑產生同等發光，得到寬 頻發光或白色的方法，由有機EL元件之發射的光係混合 各種波長者。 但是多層層合構成之有機EL元件並非色純度高之狹 帶（寬度狹窄之光譜）發光，且壽命長的有機EL元件。 本發明係鑒於上述問題，以提供色純度高之狹帶發 光，且壽命長的有機EL元件爲目的。 【發明內容】 本發明爲了解決此問題，本發明人發現在至少具有二 -8- (5) (5)200414803 層發光層之有機EL元件中，抑制第二發光層之發光或二 層之發光層滿足一定關係時，可提高色純度及/或元件壽 命，遂完成本發明。 依據本發明可提供以下之有機電致發光元件。 〔1〕一種有機電致發光元件，其特徵係依序含有陽 極；至少由第1種主材料與第1種摻雜劑所構成之第1發 光層；至少由第2種主材料與第2種摻雜劑所構成之第2 發光層；陰極’其中該第1種主材料之能隙Eghl、第1種 摻雜劑之能隙Egdl、第2種主材料之能隙Egh2及第2種 摻雜劑之能隙Egd2滿足下述式，且由該第1發光層所產 生之發光光譜之最大發光波長之發光強度II及由該第2 發光層所產生之發光光譜之最大發光波長之發光強度12 滿足下述式，
Eg hi > Egdl Eg h2 > Egd2 Eg dl > E g d 2 II> 3.5x1 2 〔2〕如〔1〕項之有機電致發光元件，其係滿足ϊ i > 5x1 2 。 〔3〕如〔1〕或〔2〕項之有機電致發光元件，其係 Egd2 > 2.7eV。 〔4〕一種有機電致發光元件，其特徵係依序含有陽 -9 - (6) (6)200414803 極；至少由第1種主材料與第1種摻雜劑所構成之第1發 光層；至少由第2種主材料與第2種摻雜劑所構成之第2 發光層；陰極，其中該第i種主材料之能隙Eghl、第1種 ， 摻雜劑之能隙Egdl、第2種主材料之能隙Egh2及第2種 摻雜劑之能隙Egd2滿足下述式
Eghl > Egdl
Egh2 > Egd2 ·
Egdl > Egd2 > 2.7eV 〔5〕如〔1〕〜〔4〕項中任一項之有機電致發光元 件’其中該第1發光層中，該第1種摻雜劑對於該第1種 主材料之比例爲0.1〜lOmol% 。 〔6〕如〔1〕〜〔5〕項中任一項之有機電致發光元 件，其中該第2發光層中，該第2種摻雜劑對於該第2種 主材料之比例爲〇.1〜lOmol% 。 _ 〔7〕如〔1〕〜〔6〕項中任一項之有機電致發光元 件，其中該第1種主材料或第2種主材料至少其中之一爲 下述一般式（1)表示之化合物，
〔式中，Ar 1係核碳數6〜50之芳香環，X爲取代 -10- (7) 200414803 基，m爲1〜5之整數，η爲〇〜6之整數，mg2時， 可分別爲相同或不同，n^2時，X可分別爲相同或 同〕。 〔8〕如〔1〕〜〔7〕項中任一項之有機電致發光 件，其中該第1種主材料與第2種主材料相同。 〔9〕如〔1〕〜〔8〕項中任一項之有機電致發光 件，其中該第1種主材料或第2種主材料至少其中之一 下述一般式（2)表不之化合物，
Ar 不 元 元 爲
〔式中，Ai*2〜Ar4係取代或非取代之核碳數6〜50 芳香族基、取代或非取代之苯乙烯基，ρ爲1〜4之整 數，ρ 2 2時，Ar3、Α〆係可分別爲相同或不同〕。 〔10〕如〔1〕〜〔9〕項中任一項之有機電致發光 件，其中該第1發光層之膜厚爲l〇nm以上。 〔11〕如〔1〕〜〔10〕項中任一項之有機電致發 元件，其中由該第2發光層所產生之發光光譜之最大發 波長之發光強度12爲12 = 0。 〔12〕如〔1〕〜〔11〕項中任一項之有機電致發 元件，其係於該第2發光層與陰極間設置電子注入層， 之 元 光 光 光 此 -11 - (8) (8)200414803 電子注入層具有電子移動度l(T4cm2/ ( v ·秒）以上。 〔13〕如〔12〕項之有機電致發光元件，其中該電子 注入層含有由含氮雜環衍生物所構成之有機化合物。 〔I4〕如〔13〕項之有機電致發光元件，其中該由含 氮雜環衍生物所構成之有機化合物爲咪唑吡嗪衍生物及/ 或咪唑衍生物。 【實施方式】 實施發明之最佳的形態 以下詳細說明本發明。 本發明之第一種的有機電致發光元件，係依序含有陽 極；至少由第1種主材料與第1種摻雜劑所構成之第1發 光層；至少由第2種主材料與第2種摻雜劑所構成之第2 發光層；陰極，其中該第1種主材料之能隙Eghl、第1種 摻雜劑之能隙Egdl、第2種主材料之能隙Egh2及第2種 摻雜劑之能隙Egd2滿足下述式，且由該第1發光層所產 生之發光先譜之最大發光波長之發光強度II及由該第2 發光層所產生之發光光譜之最大發光波長之發光強度12 滿足下述式，
Eg hi > Egdl Eg h2 > E g d 2 Eg dl > E g d 2 II> 3.5x1 2 -12- 200414803 Ο) 圖1係本發明之有機EL元件的槪略斷面圖。 有機EL元件1係至少具有陽極2、第1發光層3、 · 第2發光層4及陰極5，這些係依此順序層合。 圖2係本發明之有機EL元件1的能量圖。 此能量圖係表示陽極2、第1發光層3、第2發光層 4及陰極5之能量位準。且也表示第1種主材料之能隙 Eghl、第1種摻雜劑之能隙Egdl、第2種主材料之能隙 Egh2及第2種摻雜劑之能隙Egd2。 能隙係相當於有機EL材料之價電子位準與傳導位準 之能量差，通常，由該材料之光吸收光譜之吸收端計算得 到。 如圖2所示，本發明之構成係將第1種摻雜劑與第2 種摻雜劑分別摻雜不同之發光層3、4中，發光層爲二層 結構，主要使含有能隙較大之摻雜劑之第1發光層產生發 光。 # 通常，一層之發光層中含有兩種摻雜劑時，這些摻雜 劑間之距離較近，因此較容易產生能量移動，通常兩種摻 雜劑分別發光或僅以能隙較小之摻雜劑產生發光。僅以能 隙較大之摻雜劑發光是極困難的。 但是僅將發光層改爲二層結構，若從先前技術的例子 判斷，因第1發光層3、第2發光層4同時發光，因此無 . 法得到色純度高之狹窄帶發光。 此原因之一係電洞與電子產生再結合之位置的問題。 -13- 200414803 Ο) 圖1係本發明之有機EL元件的槪略斷面圖。 有機EL元件1係至少具有陽極2、第1發光層3、 · 第2發光層4及陰極5，這些係依此順序層合。 圖2係本發明之有機EL元件1的能量圖。 此能量圖係表示陽極2、第1發光層3、第2發光層 4及陰極5之能量位準。且也表示第1種主材料之能隙 Eghl、第1種摻雜劑之能隙Egdl、第2種主材料之能隙 馨
Egh2及第2種摻雜劑之能隙Egd2。 能隙係相當於有機EL材料之價電子位準與傳導位準 之能量差，通常，由該材料之光吸收光譜之吸收端計算得 到。 如圖2所示，本發明之構成係將第1種摻雜劑與第2 種摻雜劑分別摻雜不同之發光層3、4中，發光層爲二層 結構，主要使含有能隙較大之摻雜劑之第1發光層產生發 光。 · 通常，一層之發光層中含有兩種摻雜劑時，這些摻雜 劑間之距離較近，因此較容易產生能量移動，通常兩種摻 雜劑分別發光或僅以能隙較小之摻雜劑產生發光。僅以能 隙較大之摻雜劑發光是極困難的。 但是僅將發光層改爲二層結構，若從先前技術的例子 ~ 判斷，因第1發光層3、第2發光層4同時發光，因此無 . 法得到色純度高之狹窄帶發光。 此原因之一係電洞與電子產生再結合之位置的問題。 •13- (10) (10)200414803 被注入發光層之電洞與電子產生再結合’隨著往陰極5側 移動，濃度漸降低’但是一部分接近陰極5。因此’陰 極5側附近也有再結合區域’造成第1發光層3(陽極2 側之發光層）、第2發光層4(陰極5側之發光層）同時 發光的原因。 本發明爲了抑制造成色純度降低之原因：含有能隙較 小之摻雜劑之發光層發光的方法係在再結合機率較高之陽 極2側設置第1發光層3， 在再結合機率較低之陰極5 側設置第2發光層4。藉此可達成主要以第1發光層3發 光，而儘可能降低第2發光層4之發光。 本發明中，第2發光層4與陰極5間設置電子注入 層，此電子注入層在電場強度（E )爲1 X 105〜106V/cm 之電場區域之電子移動度理想爲l〇_4cm2/ ( V、秒）以 上。 設置這種電子移動度之電子注入層可將發光區域更安 定，設定在第1發光層3內。因此，更可使第1發光層3 選擇性發光，得到色純度優異之狹帶發光，且明顯壽命延 長。 電子移動度之測定方法例如有Time of flight法（測 定有機膜內之電荷時間的計算方法）或由空間限制電流之 電壓特性計算的方法等〔參照 Electronic Process in Organic Crystals ( M.Pope 5 C . E . S we nb e rg ) Organic
Molcular Solids ( W.Jpnes) 〕 ° 本說明書係以Time of flight法來計算。具體而言， (12) (12)200414803 第2種摻雜劑之能隙Egd2大於2.7eV，即滿足Egd2 > 2.7eV關係。藉此可製作全彩用之色純度較高之藍色發 光的有機EL元件。
此有機EL元件係由第1發光層所產生之光之發光光 譜之最大發光波長之發光強度II與由第2發光層所產生 之光之發光光譜之最大發光波長之發光強度12滿足II > 3 ·5 X I 2的關係。滿足此關係可得到色純度優異之狹帶 發光。理想爲11 > 5 X I 2，更理想爲11 > 10 X I 2。特別理 想爲第2發光層之發光強度12爲0。 如上述，第2發光層之發光即使幾乎未參與有機EL 元件整體之發光，也可延長有機EL元件之壽命。 一般而言，能隙越小之材料，長壽命的材料越多，材 料之選擇容易。因此寬頻發光或白色發光用之EL元件比 較容易發現長壽命元件構成。 但是狹帶發光，特別是藍色發光對於長壽命材料系的 選擇困難’特別是適合全彩用途之純藍色發光材料，目前 爲止幾乎無相關的報導。本發明係延長以往純藍色發光材 料之壽命的技術。換言之，長壽命之材料鄰接於發光層， 且極力限制由該處之發光，延長EL元件之壽命的技術。 本發明之第2的有機EL元件係依序含有陽極；至少 由第1種主材料與第1種摻雜劑所構成之第〗發光層；至 少由第2種主材料與第2種摻雜劑所構成之第2發光層； 及陰極’其中該第1種主材料之能隙Egh 1、第1種摻雜劑 之能隙Egdl、第2種主材料之能隙Egh2及第2.種摻雜劑 (13) 200414803 之能隙Egd2滿足下述式
Eghl > Egdl Egh2 > Egd2 Egd > Egd2 > 2.7eV 換言之，基本之構成與上述之有機EL元件相同。 此有機EL元件係滿足Egdl>Egd2>2.7eV的關係。 因滿足此關係而與上述有機EL元件不同，即使第1發光 層及第2發光層同時發光，因皆爲藍色發光，可得到色純 度較高之藍色發光。 這種元件構成與第1發明相同可使有機EL元件之壽 命延長。 第1發光層及第2發光層所用之主材料分別可使用長 壽命之發光材料，理想爲下述一般式（1)表示之材料作 爲發光材料之主材料使用，
[1] 〔式中，Ar 1係核碳數6〜50之芳香環，X爲取代 基，m爲1〜5之整數’ η爲0〜6之整數，m^2時，Ar 可分別爲相同或不同，時，X可分別爲相同或不 同〕。 -17· (14) (14) 200414803
Ar 1之具體例有苯環、萘環、蒽環、亞聯苯環、葜 環、苊烯環、芴環、菲環、熒蒽環、醋菲烯環、三亞苯 環、芘環、窟環、丁省環、茜環、茈環、二苯並菲環、戊 省環、四亞苯環、己芬環、己省環、玉紅省環、暈苯環、 三亞萘環等。 理想爲苯環、萘環、蒽環、苊烯環、芴環、菲環、焚 恵環、三亞苯環、芘環、窟環、茈環、三亞萘環等。 更理想爲苯環、萘環、蒽環、芴環、菲環、焚蒽環、 芘環、窟環、茈環等。 X之具體例有取代或非取代之核碳數6〜50之芳基、 取代或未取代之碳數5〜50之芳香族雜環基、取代或未取 代之碳數1〜50之烷基、取代或未取代之碳數5〇之烷 氧基、取代或未取代之碳數1〜50之芳烷基、取代或非取 代之核碳數5〜50之芳氧基、取代或非取代之核碳數5〜 5〇之芳硫基、取代或未取代之碳數50之羰基、取代 或非取代之本乙燦基、鹵原子、氰基、硝基、經基等。 取代或非取代之核碳數6〜50之芳基例如有苯基、L 奈基、2-奈基、1-蒽基、2·蒽基、9·蒽基、i•菲基、2•菲 基、3-菲基、4·菲基、9-菲基、1-丁省基、2-丁省基、9-丁省基、1-芘基、2·芘基、4-芘基、2_聯苯基、3_聯苯 基、4_聯苯基、對聯三苯基基、對聯三苯基基、對 聯三苯基·2·基、間聯三苯基基、間聯三苯基-3_基、間 聯三苯基-2-基、鄰甲苯基、間甲苯基、對甲苯基、對第 三丁基苯基、對.（2_苯基丙基）苯基、3-甲基-2-萘基、 •18- (15) 200414803 4 -甲基-1-萘基、4 -甲基-1-蒽基、4’-甲基聯苯基、4”-第三 丁基對聯三苯基-4-基、2-熒蒽基、9，9-二甲基-2-熒蒽 基、3-熒蒽基等。
較理想者爲苯基、1-萘基、2·萘基、9-菲基、1-丁省 基、2-丁省基、9-丁省基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、2· 聯苯基、3 -聯苯基、4 -聯苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對 甲苯基、對第三丁基苯基、2 -熒蒽基、9，9 -二甲基-2-熒 蒽基、3-熒蒽基等。
取代或非取代之核碳數5〜50之芳香族雜環基例如有 1 -吡咯基、2 -吡咯基、3 -吡咯基、吡嗪基、2 ·吡啶基、3 -吡啶基、4 -吡啶基、1-吲哚基、2 -吲哚基、3 -吲哚基、4 -吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-異吲哚基、 2-異吲哚基、3-異吲哚基、4-異吲哚基、5-異吲哚基、6-異吲哚基、7-異吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯並呋 喃基、3 -苯並呋喃基、4 -苯並呋喃基、5 -苯並呋喃基、6-苯並呋喃基、7 -苯並呋喃基、1-異苯並呋喃基、3 -異苯並 呋喃基、4 -異苯並呋喃基、5 -異苯並呋喃基、6 -異苯並呋 喃基、7 -異苯並呋喃基、喹啉基、3 -喹啉基、4-喹啉基、 5 -喹啉基、6 -喹啉基、7 -喳啉基、8_喹啉基、1-異喹啉 基、3 -異喹啉基、4 -異喹啉基、5_異喹啉基、6-異喹啉 基、7 -異喹啉基、8 -異喹啉基、2 -喹喔啉基、5 - D奎喔啉 基、6-¾喔啉基、1-咔唑基、2 -咔唑基、3 -咔唑基、4_咔 唑基、9-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲 啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲 •19- (16) 200414803 啶基、1 -吖啶基、2 -吖啶基、3 -吖啶基、4 ·吖啶基、9 -吖 啶基、1，7-菲繞啉-2-基、1，7-菲繞啉-3-基、1，7-菲繞 啉-4-基、1，7-菲繞啉-5-基、1，7-菲繞啉-6-基、1，7 -菲 繞啉-8-基、1，7-菲繞啉-9·基、1，7-菲繞啉-10-基、1， 8-菲繞啉-2-基、1，8-菲繞啉-3-基、1，8-菲繞啉-4-基、
1，8-菲繞啉-5-基、1，8-菲繞啉-6·基、1，8-菲繞啉- 7-基、1，8-菲繞啉-9-基、1，8-菲繞啉-10-基、1，9-菲繞 啉-2-基、1，9-菲繞啉-3·基、1，9-菲繞啉-4-基、1，9·菲 繞琳-5-基、1 ’ 9-非繞琳-6·基、1 ’ 9 -非繞琳-7·基、1 ’ 9 菲繞啉-8-基、1，9-菲繞啉-10-基、1，10-菲繞啉-2-基、 1，10-菲繞啉-3-基、1，10-菲繞啉-4-基、1，10·菲繞啉-5-基、2’ 9-非繞琳-1·基、2’ 9 -非繞琳-3-基、2，9-非繞 琳-4-基、2’ 9 -非繞琳-5·基、2’ 9 -非繞琳·6-基、2，9 -非 繞啉-7-基、2，9菲繞啉-8-基、2，9-菲繞啉-10-基、2, 8-菲繞啉-1-基、2，8-菲繞啉-3·基、2，8-菲繞啉-4-基、 2，8 -菲繞琳-5 -基、2’ 8 -非繞琳-6-基、2’ 8 -非繞琳- 7· 基、2，8菲繞啉-9-基、2，8-菲繞啉-10-基、2，7·菲繞 啉-1-基、2，7-菲繞啉-3-基、2，7-菲繞啉-4-基、2，7·菲 繞啉-5-基、2，7-菲繞啉-6-基、2，7-菲繞啉-8-基、2，7 菲繞啉-9-基、2，7-菲繞啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪 基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪 基、10 -吩噻嗪基、1-吩噁嗪基、2 -吩噁嗪基、3-吩噁嗪 基、4 -吩噁嗪基、10 -吩噁嗪基、2 -噁唑基、4 -噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3_氧二氮雜茂基、2- -20- (17) (17)200414803 噻嗯基、3 -噻嗯基、2 -甲基吡咯基-1 -基、2 ·甲基吡咯基- 3- 基、2-甲基吡咯基-4-基、2-甲基吡咯基-5-基、3-甲基吡 咯基-1-基、3-甲基吡咯基-2-基、3-甲基吡咯基-4-基、3-甲基吡咯基-5-基、2-第三丁基吡咯基-4-基、3- ( 2-苯基 丙基）吡咯基-1-基、2 -甲基 1-吲哚基、4 -甲基 1-吲哚 基、2-甲基-3-D引哚基、4-甲基 3-吲哚基、2-第三丁基-1-吲哚基、4-第三丁基-1-吲哚基、2-第三丁基-3-Π引哚基、 4- 第三丁基-3-吲哚基等。 φ 取代或非取代之碳數1〜50之烷基例如有甲基、乙 基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁 基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、羥甲基、1-羥乙 基、2-羥乙基、2-羥異丁基、1，2-二羥乙基、1，3-二羥 異丙基、2，3 -二羥基第三丁基、1，2，3 -三羥丙基、氯 甲基、1-氯乙基、2-氯乙基、2-氯異丁基、1，2-二氯乙 基、1，3-二氯異丙基、2，3·二氯第三丁基、1，2，3-三 氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴乙基、2-溴異丁基、 <1 1，2-二溴乙基' 1，3-二溴異丙基、2，3·二溴基第三丁 基、1，2，3-三溴丙基、碘甲基、1-碘乙基、2-碘乙基、 2-碘異丁基、1，2·二碘乙基、1，3-二碘異丙基、2，3-二 碘第三丁基、1，2，3-三碘丙基、胺甲基、1-胺乙基、2-胺乙基、2-胺異丁基、1，2·二胺乙基、1，3-二胺異丙 基、2，3 -二胺基第三丁基、1，2，3 -三胺丙基、氰甲 基、1-氰乙基、2-氰乙基、2-氰異丁基、1，2-二氰乙基、 1，3-二氰異丙基、2，3-二氰基第三丁基、1，2，3-三氰 -21 - (18) (18)200414803 丙基、硝基甲基、1-硝基乙基、2-硝基乙基、2-硝基異丁 基、1，2·二硝基乙基、1，3-二硝基異丙基、2，3-二硝 基第三丁基、1，2，3 -三硝基丙基、環丙基、環丁基、環 戊基、環己基、4-甲基環己基、1-金剛烷基、2-金剛烷 基、1-原菠烷基、2-原菠烷基等。 取代或非取代之碳數1〜50之烷氧基係以-OY表示之 基，Y例如有甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二 丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、正己基、正庚基、正 辛基、羥甲基、1-羥乙基、2-羥乙基、2-羥異丁基、1，2-二羥乙基、1，3 -二羥異丙基、2，3 -二羥基第三丁基、 1，2，3 -三羥丙基、氯甲基、1-氯乙基、2 -氯乙基、2 -氯 異丁基、1，2-二氯乙基、1，3-二氯異丙基、2，3-二氯 第三丁基、1，2，3-三氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴 乙基、2-溴異丁基、1，2-二溴乙基、1，3-二溴異丙基、 2，3-二溴第三丁基、1，2，3-三溴丙基、碘甲基、1-碘 乙基、2·碘乙基、2-碘異丁基、1，2-二碘乙基、1，3-二 碘異丙基、2，3 -二碘第三丁基、1，2，3 -三碘丙基、胺 甲基、1_胺乙基、2-胺乙基、2-胺異丁基、1，2-二胺乙 基、1，3·二胺異丙基、2，3·二胺基第三丁基、1，2，3-三胺丙基、氰甲基、1-氰乙基、2-氰乙基、2-氰異丁基、 1，2-二氰乙基、1，3-二氰異丙基、2，3-二氰基第三丁 基、1，2，3-三氰丙基、硝基甲基、1-硝基乙基、2-硝基 乙基、2-硝基異丁基、1，2·二硝基乙基、1，3-二硝基異 丙基、2，3 -二硝基第三丁基、1，2，3 -三硝基丙基等。 -22- (19) (19)200414803 取代或非取代之碳數1〜50之芳烷基例如有苄基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、1-苯基異丙基、2-苯基異丙基、 苯基第三丁基、α-萘基甲基、l-α-萘基乙基、2-萘基 乙基、l-α-萘基異丙基、2-α-萘基異丙基、/3-萘基甲 基、萘基乙基、2-/3-萘基乙基、1-/3-萘基異丙基、 2-/S-萘基異丙基、1-吡咯基甲基、2-(1-吡咯基）乙基、 對甲基苄基、間甲基苄基、鄰甲基苄基、對氯苄基、間氯 苄基、鄰氯T基、對溴T基、間溴T基、鄰溴氯苄基、對 碘苄基、間碘苄基、鄰碘苄基、對羥基T基、間羥基T 基、鄰羥基苄基、對胺基T基、間胺基T基、鄰胺基T 基、對硝基T基、間硝基苄基、鄰硝基苄基、對氰基苄 基、間氰基T基、鄰氰基T基、1-羥基-2-苯基異丙基、1-氯-2-苯基異丙基等。 取代或非取代之核原子數5〜50芳氧基係以-OY’表 示，Y’例如有苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽 基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3·菲基、4-菲基、9-菲 基、1-丁省基、2-丁省基、9-丁省基、1-芘基、2-芘基、 4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、對聯三苯基-4-基、對聯三苯基-3-基、對聯三苯基-2-基、間聯三苯基-4 · 基、間聯三苯基-3-基、間聯三苯基-2-基、鄰甲苯基、間 甲苯基、對甲苯基、對第三丁基苯基、對（2-苯基丙基） 苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、 4’-甲基聯苯基、4”-第三丁基對聯三苯基-4-基、2-吡咯 基、3 · 咯基、 嗪基、2 -吼啶基、3 - 口比啶基、4 - D比啶 -23- (20) 200414803
基、2 - D引D朵基、3 - D引D朵基、4 - D引D朵基、5 - D引D朵基、6 - D引D朵 基、7 -吲哚基、1 -異吲哚基、3 -異吲哚基、4 -異吲哚基、 5-異吲哚基、6-異吲哚基、7-異吲哚基、2-呋喃基、3-呋 喃基、2 -苯並呋喃基、3 -苯並呋喃基、4 -苯並呋喃基、5-苯並呋喃基、6 -苯並呋喃基、7 -苯並呋喃基、1-異苯並呋 喃基、3 -異苯並呋喃基、4 -異苯並呋喃基、5 -異苯並呋喃 基、6-異苯並呋喃基、7-異苯並呋喃基、2-喹啉基、3-D奎 啉基、4 - D奎啉基、5 -暗啉基、6 - 口奎啉基、7 · 〇奎啉基、8 -喹 啉基、1 -異D奎啉基、3 -異喧啉基、4 -異喹啉基、5 -異D奎啉 基、6 -異喧琳基、7 -異哇琳基、8·異D奎琳基、2-喧喔琳 基、5 -喧喔啉基、6 -D奎喔啉基、1-咔唑基、2 -咔唑基、3-咔唑基、4 -咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-非卩定基、6 -非D定基、7 -非D定基、8 -非陡基、9 ·非D定基、1 0 · 菲啶基、1 -吖啶基、2 -吖啶基、3 -吖啶基、4 ·吖啶基、9 · 口丫 B疋基、1’ 7 -非繞琳-2-基、1’ 7 -非繞琳-3-基、1’ 7 -非 繞啉-4-基、1，7-菲繞啉-5·基、1，7-菲繞啉-6-基、1，7-菲繞啉-8-基、1，7-菲繞啉-9·基、1，7-菲繞啉-10-基、 1 ’ 8-非繞琳-2-基、1 ’ 8 -非繞琳-3 -基、1 ’ 8·非繞琳- 4-基、1，8-菲繞啉-5-基、1，8·菲繞啉-6·基、1，8-菲繞啉-7-基、1，8-菲繞啉-9-基、1，8-菲繞啉-10·基、1，9-菲繞 啉-2-基、1，9-菲繞啉-3-基、1，9-菲繞啉-4-基、1，9-菲 繞啉-5-基、1，9·菲繞啉-6·基、1，9-菲繞啉-7-基、1，9 菲繞啉-8·基、1，9-菲繞啉-10-基、1，10-菲繞啉-2-基、 1，10-菲繞啉-3-基、1，10-菲繞啉-4·基、1，10·菲繞啉- -24· (21) 200414803 5-基、2，9-菲繞啉-1-基、2，9-菲繞啉-3-基、2，9 -菲繞 琳-4-基、2，9 -非繞琳-5-基、2’ 9-非繞琳-6-基、2’ 9 -非 繞啉-7-基、2，9菲繞啉-8·基、2，9·菲繞啉-10-基、2,
8 -菲繞啉-1 -基、2，8 -菲繞啉-3 -基、2，8 -菲繞啉-4 -基、 2，8-菲繞啉-5-基、2，8-菲繞啉-6-基、2，8-菲繞啉- 7-基、2，8菲繞啉-9-基、2，8 -菲繞啉-10-基、2，7-菲繞 啉-1-基、2，7-菲繞啉-3-基、2，7-菲繞啉-4-基、2，7-菲 繞啉-5-基、2，7-菲繞啉-6-基、2，7-菲繞啉-8-基、2，7 菲繞啉-9-基、2，7 -菲繞啉-10 -基、1-吩嗪基、2 -吩嗪 基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪 基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪 基、2 -噁唑基、4 -噁唑基、5 ·噁唑基、2 _噁二唑基、5 -噁 二唑基、3-氧二氮雜茂基、2-噻嗯基、3-噻嗯基、2-甲基 吡咯基-1-基、2 -甲基吡咯基-3-基、2 -甲基吡咯基·4·基、
2 -甲基吡咯基-5 -基、3 -甲基吡咯基-1·基、3 -甲基吡咯基-2-基、3-甲基吡咯基-4-基、3·甲基吡咯基-5-基、2-第三丁 基吡咯基-4-基、3- (2-苯基丙基）吡咯基-1-基、2-甲基 1- 吲哚基、4-甲基1-吲哚基、2-甲基-3-D引哚基、4-甲基3-吲哚基、2-第三丁基-1-吲哚基、4-第三丁基-1-吲哚基、 2- 第三丁基-3-D引哚基、4-第三丁基吲哚基等。 取代或非取代之核原子數5〜50之硫芳基係以-SY”表 示，Υ”例如有苯基、1-萘基、2-萘基、1·蒽基、2-蒽 基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3·菲基、4-菲基、9-菲 基、1-丁省基、2-丁省基、9-丁省基、1·芘基、2-芘基、 -25- (22) 200414803
4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、對聯三苯基-4-基、對聯三苯基-3-基、對聯三苯基-2-基、間聯三苯基-4-基、間聯三苯基-3-基、間聯三苯基-2-基、鄰甲苯基、間 甲苯基、對甲苯基、對第三丁基苯基、對（2-苯基丙基） 苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、 4’-甲基聯苯基、4”·第三丁基對聯三苯基-4-基、2-吡咯 基、3 - 〇比咯基、吡嗪基、2 -吼啶基、3 · 〇比啶基、4 - D比啶 基、2 -吲哚基、3 ·吲哚基、4 -吲哚基、5 -吲哚基、6 -吲哚 基、7 _吲哚基、1 _異吲哚基、3 -異吲哚基、4 ·異吲哚基、
5 -異吲哚基、6 -異吲哚基、7 _異吲哚基、2 -呋喃基、3 -呋 喃基、2 -苯並呋喃基、3 -苯並呋喃基、4 -苯並呋喃基、5-苯並呋喃基、6 -苯並呋喃基、7 -苯並呋喃基、1-異苯並呋 喃基、3 -異苯並呋喃基、4 -異苯並呋喃基、5 -異苯並呋喃 基、6 -異苯並呋喃基、7_異苯並呋喃基、2 -喹啉基、3-D奎 啉基、4 - D奎啉基、5 - D奎啉基、6 - 口奎啉基、7 -喹啉基、8 - 口奎 啉基、1-異喹啉基、3 -異喹啉基、4 -異喹啉基、5 -異D奎啉 基、6 -異喹啉基、7 ·異喹啉基、8 ·異D奎啉基、2 -喹喔啉 基、5 -Π奎喔啉基、6 -_喔啉基、1-昨哗基、2 -昨哗基、3-咔唑基、4 -咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1 -吖啶基、2 -吖啶基、3 -吖啶基、4 -吖啶基、9 -吖啶基、1，7-菲繞啉-2-基、1，7-菲繞啉-3-基、1，7 -菲 繞啉-4-基、1，7-菲繞啉-5-基、1，7-菲繞啉-6·基、1，7· 菲繞啉-8-基、1，7-菲繞啉-9-基、1，7·菲繞啉-10-基、 •26· (23) 200414803 1，8 -菲繞啉-2 -基、1，8 -菲繞啉-3 -基、1，8 -菲繞啉-4 -基、1 ’ 8-非繞琳-5-基、1 ’ 8-非繞咐-6-基、1 ’ 8-非繞琳_ 7 -基、1，8 -菲繞啉-9 -基、1，8 -菲繞啉-1 0 ·基、1，9 -菲繞 啉-2 -基、1，9 -菲繞啉-3 -基、1，9 -菲繞啉-4 -基、1，9 -菲 繞啉-5-基、1，9-菲繞啉-6-基、1，9-菲繞啉-7-基、1，9 菲繞啉-8-基、1，9 -菲繞啉-10-基、1，10 -菲繞啉-2-基、
1，1 〇 -菲繞啉-3 -基、1，1 0 -菲繞啉-4 -基、1，1 0 -菲繞啉-5-基、2，9-菲繞啉-1-基、2，9-菲繞啉-3-基、2，9 -菲繞 啉-4-基、2，9 -菲繞啉-5-基、2，9-菲繞啉-6-基、2，9 -菲 繞啉-7·基、2，9菲繞啉-8-基、2，9 -菲繞啉-10-基、2， 8-菲繞啉-1-基、2，8-菲繞啉-3-基、2，8-菲繞啉-4-基、 2，8-菲繞啉-5-基、2，8-菲繞啉-6-基、2，8-菲繞啉- 7-基、2，8菲繞啉-9-基、2，8-菲繞啉-10-基、2，7·菲繞 啉-1-基、2，7-菲繞啉-3-基、2，7-菲繞啉-4-基、2，7·菲 繞啉-5-基、2，7-菲繞啉-6-基、2，7-菲繞啉·8·基、2，7 菲繞啉-9-基、2，7-菲繞啉-10-基、1-吩嗪基、2·吩嗪 基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪 基、1 -吩噁嗪基、2 -吩噁嗪基、3 -吩噁嗪基、4 -吩噁嗪 基、2-噁唑基、4·噁唑基、5·噁唑基、2-噁二唑基、5-噁 二唑基、3 -氧二氮雜茂基、2-噻嗯基、3-噻嗯基、2 -甲基 吡咯基-1-基、2 -甲基吡咯基-3·基、2 -甲基吡咯基-4 -基、 2-甲基吡咯基-5-基、3-甲基吡咯基-1-基、3-甲基吡咯基-2-基、3-甲基吡咯基-4-基、3-甲基吡咯基-5-基、2-第三丁 基吡咯基-4-基、3- (2-苯基丙基）吡咯基-1-基、2-甲基 -27- (24) (24)200414803 1 - 口引卩朵基、4 -甲基1-卩引卩朵基、2 -甲基- 3- D引卩朵基、4 -甲基3_ 吲哚基、2-第三丁基-1-吲哚基、4-第三丁基-1-吲哚基、 2-第三丁基-3-D引哚基、4-第三丁基-3-吲哚基等。 取代或非取代之碳數 1〜50之羰基係以-COOZ表 示，Ζ例如有甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二 丁基、異丁基、第三丁基、正戊基、正己基、正庚基、正 辛基、羥甲基、1-羥乙基、2-羥乙基、2-羥異丁基、1，2-二羥乙基、1，3 -二羥異丙基、2，3 -二羥基第三丁基、 1，2，3 -三羥丙基、氯甲基、1-氯乙基、2 -氯乙基、2 -氯 異丁基、1，2-二氯乙基、1，3-二氯異丙基、2，3-二氯 第三丁基、1，2，3-三氯丙基、溴甲基、1-溴乙基、2-溴 乙基、2-溴異丁基、1，2-二溴乙基、1，3-二溴異丙基、 2，3 -二溴第三丁基、1，2，3 -三溴丙基、碘甲基、1-碘 乙基、2-碘乙基、2-碘異丁基、1，2-二碘乙基、1，3-二 碘異丙基、2，3 -二碘第三丁基、1，2，3 -三碘丙基、胺 甲基、1-胺乙基、2-胺乙基、2-胺異丁基、1，2-二胺乙 基、1，3 -二胺異丙基、2，3 -二胺基第三丁基、1，2，3-三胺丙基、氰甲基、1-氰乙基、2-氰乙基、2-氰異丁基、 1，2-二氰乙基、1，3-二氰異丙基、2，3-二氰基第三丁 基、1，2，3·三氰丙基、硝基甲基、1-硝基乙基、2-硝基 乙基、2-硝基異丁基、1，2-二硝基乙基、1，3-二硝基異 丙基、2，3-二硝基第三丁基、1，2，3-三硝基丙基等。 取代或非取代之苯乙烯基例如有2-苯基-1-乙烯基、 2，2 -二苯基-1-乙烯基、1，2，2 -三苯基-1-乙烯基等。 •28- (25)200414803 鹵基例如有氟、氯、溴、碘等。 m爲1〜2，η爲0〜4較佳。 一般式〔1〕之化合物之具體例如下。
-29- (26)200414803
-30- (27)200414803
-31 - 200414803
-32- (29) 200414803
本發明之有機EL元件爲了簡單蒸鍍時，第1種主材 料與第2種主材料可相同。 第1發光層與第2發光層所使用之摻雜劑可分別使用 -33- (30) 200414803 習知之長壽命之發光材料，理想爲一般式〔2〕表示之材 料作爲發光材料之摻雜劑材料使用較佳。
〔式中，Ar2〜Ar4係取代或非取代之核碳數6〜5〇之 芳香族基、取代或非取代之苯乙烯基，p爲之整 數，p^2時，Ar3、A"係可分別爲相同或不同〕。 取代或非取代之核碳數6〜50之芳基例如有苯基 萘基、2-萘基、1-蒽基、2·蒽基、蒽基、i 押S、2 -菲 基、3_菲基、4-菲基、9_菲基、^丁省基、2· J 基、9、 丁省基、1-芘基、2 -芘基、4 -芘基、2 -聯苯其 棊、3·聯苯 基、4_聯苯基、對聯三苯基-4_基、對聯三苯
一 +鸯_ 3 -基、對 聯三苯基-2-基、間聯三苯基-4-基、間聯三苯 •基、間 聯三苯基-2-基、鄰甲苯基、間甲苯基、對 — 本基、對第 二丁基本基、對- (2 -苯基丙基）苯基、3·甲甚 τ鸯-2 -萘基、 4_甲基-1-萘基、4_甲基-i•蒽基、4乂甲基聯苯 〜 丁基對聯三苯基·4·基、2-熒蒽基、9，9-—由甘 一甲基熒蒽 基、3-熒蒽基等。 較理想者爲苯基、i·萘基、2·萘基、9_菲 非基、1-丁省 基、2-丁省基、9-丁省基、^芘基、2·芘基 比基、2 _ -34- (31) (31)200414803 聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、鄰甲苯基、間甲苯基、對 甲苯基、對第三丁基苯基、2-熒蒽基、9，9-二甲基-2-熒 蒽基、3-熒蒽基等。 取代或非取代之苯乙烯基例如有2-苯基-1-乙烯基、 2，2-二苯基-1-乙烯基、1，2，2-三苯基-1-乙烯基等。 一般式〔2〕之化合物之具體例及其他摻雜劑適合之 化合物例如下述。式中Me爲甲基，Et爲乙基。
-35· (32)200414803
-36- (33) 200414803
37 (34)200414803
-38- (35)200414803
•39- (36)200414803
-40- (37)200414803
-41 - (38)200414803
Me -42 - (39)200414803
OMe OMe MeO
OMe
〇Et EtO
OMe OEt COOMe OEt COOMe
-43 (40)200414803
-44- (41)200414803
Me
ό -45- (42)200414803
第1種摻雜劑對於第1種主材料之比例爲o.l〜10m〇l °/〇 ，特別理想爲 1〜lOmol% 。小於O.lmol%時，無法得 到充分之發光，而超過l〇mol%時，產生濃度消光，發光 -46- (43) (43)200414803 效率有降低的疑慮。 第2種摻雜劑對於第2種主材料之比例爲0.1〜l0m()1 °/〇 ，特別理想爲0 · 1〜5 m ο 1 % 。 第1發光層之膜厚爲l〇nm以上，特別理想爲10nm 〜40nm。未達l〇nm時，充分濃度之電洞會到達第2發光 層，造成第2發光層過度發光，有影響色純度的疑慮。因 此，第1發光層可比第2發光層厚。 第2發光層可配合第1發光層來調整，理想爲10nm 〜40nm，特別理想爲l〇nm〜30nm。 形成發光層的方法可使用例如蒸鍍法、旋轉塗佈法、 Langmuir Brozet法（LB法）等公知方法。發光層特別是 以分子堆積膜爲佳。 此處所謂分子堆積法係指由氣相狀態之材料化合物所 沈澱形成的薄膜或由溶液狀態或液相狀態之材料化合物固 化所形成的膜，通常此分子堆積膜係與LB法所形成之薄 膜（分子累積膜）在凝集構造、高次構造上之差異，或可 藉由所造成之功能性之差異來區別。 又，如日本特開昭57-5 178 1號所揭示，將樹脂等之 粘結劑與材料化合物溶解於溶劑中形成溶液後，使用旋轉 塗佈法等將此溶液製成薄膜，可形成發光層。 本發明之有機EL元件之構成及發光層以外之構成要 件如下述說明。 在不影響本發明之作用效果時，第1發光層與第2發 光層之間，陽極與第1發光層之間或第2發光層與陰極之 -47 - (44) (44)200414803 間可夾雜其他之有機層或無機層。 本發明之有機E L元件之構成例如有 (1) 陽極/第1發光層/第2發光層/陰極 . (2) 陽極/電洞注入層/第1發光層/第2發光層 /陰極 (3) 陽極/發光層/電子注入層/陰極 (4) 陽極/電洞注入層/第1發光層/第2發光層 /電子注入層/陰極 · (5) 陽極/有機半導體層/第1發光層/第2發光 層/陰極 (6) 陽極/有機半導體層/電子障壁層/第1發光 層/第2發光層/陰極 (7) 陽極/有機半導體層/第1發光層/第2發光 層/附著改善層/陰極 (8) 陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/第1發光層 /第2發光層/電子注入層/陰極 φ (9) 陽極/絕緣層/第1發光層/第2發光層/絕 緣層/陰極 (10) 陽極/無機半導體層/絕緣層/第1發光層/ 第2發光層/絕緣層/陰極 (11) 陽極/有機半導體層/絕緣層/第1發光層/ 第2發光層/絕緣層/陰極 · (12) 陽極/絕緣層/電洞注入層/電洞傳輸層/第 1發光層/第2發光層/絕緣層/陰極 • 48 · (45) (45)200414803 (13 )陽極/絕緣層/電洞注入層/電洞傳輸層/第 1發光層/第2發光層/電子注入層/陰極等之結構。 其中通常使用（8 )之構成較佳，但不受此限定。 (1 )透光性基板 本發明之有機EL元件係製作於透光性基板上。此透 光性基板係支撐有機EL元件的基板，其透光性爲400〜 700nm之可見光範圍之光的穿透率爲50%以上平滑之基板 較佳。 _ 具體而言，例如有玻璃板、聚合物板等。玻璃板例如 有鈉鈣玻璃、含鋇•緦之玻璃、鉛玻璃、鋁矽酸玻璃、硼 矽酸玻璃、鋇硼矽酸玻璃、石英等。又，聚合物板例如有 聚碳酸酯、丙烯酸、聚對苯二甲酸乙二酯、聚硫醚、聚碾 等。 (2 )陽極 本發明之有機EL元件之陽極係擔任將電洞注入電洞 傳輸層或發光層之功能者’具有4.5 eV以上之功函數者 · 更具效果。本發明用之陽極材料之具體例有氧化銦錫 (ITO )、氧化錫（NESA )、金、銀、鉑、銅等。陰極可 使用例如用於電子之陽極材料之具體例：氧化銦錫 (ITO )、氧化錫（NESA)、金、銀、鉑、銅等。陰極係 將電子注入電子傳輸層或發光層爲目的，功函數較低之材 料較佳。 這些電極物質可以蒸Μ '法或濺鍍法等形成薄膜來製作 陽極。 •49- (46) (46)200414803 如上述由陽極取出發光層之發光時，陽極對於發光之 穿透率大於10%較佳。又，陽極之薄片電阻爲數百Ω/口 以下較佳。陽極之膜厚係因材料而異，但是通常爲10nm 〜Ιμιη，較佳爲10〜200nm之範圍。 (3 )電洞注入、傳輸層 電洞注入、傳輸層係幫助電洞注入於發光層，並且傳 輸至發光區域的層，電洞移動度較大，離子化能通常較低 爲5 · 5eV以下。這種電洞注入、傳輸層理想爲以較低之 電場強度將電洞傳輸至發光層之材料，電洞之移動度例如 於外力□ 1〇4〜106V/cm之電場時，至少爲10_4cm2/V ·秒爲 佳。 形成電洞注入、傳輸層之材料只要具有前述理想特性 者即可，無特別限定，可使用以往光傳導材料中，常作爲 電洞之電荷傳輸材料使用者，或選擇常用於有機E L元件 之電洞注入層之公知物中任意者。 具體例如有三唑衍生物（參照美國專利3，112，197 號說明書等），噁二唑衍生物（參照美國專利3，189, 44 7號說明書等），咪唑衍生物（參照日本特公昭37 一 16096號公報等），聚芳烷衍生物（參照美國專利3， 615，40 2號說明書，同第3，820，989號說明書，同第 3，542，5 44號說明書，特公昭45 — 555號公報，同51— 10983號公報，特開昭5 1 — 93224號公報，同55 — : 7105 號公報，同56 — 4148號公報，同55 — 108667號公報，同 55 — 15 695 3號公報，同56 — 36656號公報等），吡唑啉 (47) (47)200414803 衍生物及吡唑酮衍生物（參照美國專利第3，1 8 0 ’ 7 2 9號 說明書，同第4，278，746號說明書，特開昭55— 88064 號公報，同55— 88065號公報，同49— 105537號公報， 同 55— 51086 號公報，同 56— 80051 號公報，56— 88141 號公報，同57— 45545號公報，同54— 112637號公報， 同55— 74546號公報等），苯二胺衍生物（參照美國專利 第3，615，404號說明書，特公昭51— 10105號公報，同 46 — 37 12號公報，同 47 — 25336號公報，特開昭 54 — 53 435號公報，同54 — 1 10536號公報，同54 — 1 1 9925號 公報等），芳胺衍生物（參照美國專利第3，567，450號 說明書，同第3，180，703號說明書，同第3，240，597 號說明書，同第3，658，520號說明書，同第4，232， 103號說明書，同第4，175，961號說明書，同第4, 012，376號說明書，特公昭49— 35 702號公報，同39 — 2 75 77號公報’特開昭 55 — 144250號公報，同 56 — 119132號公報，同56 — 22437號公報，西德專利第1， 110，518號說明書等），胺基取代芳基丙烯醯芳烴衍生 物（參照美國專利第3，526，501號說明書等），噁唑衍 生物（美國專利第3，257，203號說明書所揭示者），苯 乙烯基蒽衍生物（參照日本特開昭56-46 23 4號公報 等），芴衍生物（參照特開昭54 - 110837號公報等）， 腙衍生物（參照美國專利第3，7 17，4 6 2號說明書，特開 昭54 — 59 143號公報’同55 — 5 2063號公報，同55 — 52064號公報，同55— 46760號公報，同55— 85495號公 (48) (48)200414803 報，同57— 11350號公報，同57— 148749號公報，特開 平2 — 3 11591號公報等），芪衍生物（參照特開昭61 — 210363號公報，同第6 1 - 22845 1號公報，同6 1 — 14642 號公報，同61— 72255號公報，同62— 47646號公報，同 62 — 36674 號公報，同 62- 10652 號公報，同 62— 30255 號公報，同60— 93455號公報，同60— 94462號公報，同 60 — 174749號公報，同60— 175052號公報等），矽胺烷 衍生物（美國專利第 4，950，950號說明書），聚矽烷 (特開平2 — 20 4996號公報），陰離子系共聚物（特開平 2 — 282263號公報），特開平1一 211399號公報所揭示之 導電性高分子低聚物（特別是噻吩低聚物）等。 電洞注入層之材料可使用上述者，較理想者爲 啉化 合物（日本特開昭63 - 2956965號公報等所揭示者），芳 香族第三級胺化合物及苯乙烯基胺化合物（參照美國專利 第4’ 127’ 412號說明書’特開召53— 27033號公報，同 54 — 58445 號公報，同 54 - 149634 號公報，同 54 — 64299 號公報，同55— 79450號公報，同’ 55— 144250號公報， 同56— 119132號公報’同61— 295558號公報，同61 — 98353號公報’同63 — 295695號公報等），特別理想爲 使用芳香族第三級胺化合物。 美國專利第5061569號公報記載之分子內具有2個縮 合芳香環，例如4，4’-雙〔Ν·(1·萘基）-N_苯胺基〕聯苯 (以下簡稱爲「ct-NPD」），或日本特開平4 — 308688號公報 所記載之三苯胺單元連結成3個星芒型之4，4，，4”，-三 •52- (49) (49)200414803 (N- ( 3 -甲基苯基）-N_苯胺基）三苯胺（以下簡稱爲 MTDATA)等。 除了前述發光層之材料所示之芳香族二亞甲基系化合 物外’ P型-S 1、P型-S i C等之無機化合物也可作爲電洞注 入層之材料使用。 將上述化合物例如以真空蒸鍍法、旋轉塗佈法、鑄膜 法、LB法等公知之方法，形成薄膜化可製成電洞注入、 傳輸層。電涧注入、傳輸層之膜厚並無特別限制，通常爲 5 nm〜5 μιη。此電洞注入、傳輸層係在電洞傳輸帶域中含 有本發明之化合物時，可以上述材料之一種或二種以上所 構成之一層所構成，或層合與上述電洞注入、傳輸層不同 之化合物所構成之電洞注入、傳輸層者。 有機半導體層係幫助電洞注入或電子注入於發光層的 層’理想爲具有1(T 1GS/cm以上之導電率者。這種有機半 導體層之材料例如可使用含噻吩低聚物或日本特開平8-193191號公報所揭示之含芳胺低聚物等之導電性低聚 物、含芳胺樹枝狀聚合物等之導電性樹枝狀聚合物。 (4 )電子注入層 電洞注入層係幫助電子注入發光層的層，電子移動度 大，而附著改善層係於此電子注入層中，特別是與陰極之 附著良好之材料所構成的層。電子注入層所用之材料可使 用8-羥基喹啉或其衍生物之金屬錯合物或含氮雜環衍生 物。 上述8 -羥基喹啉或其衍生物之金屬錯合物之具體例 -53- (50) 200414803 爲含有8-羥基喹啉（一般爲8-喹啉酚或8-羥基喹啉）之螯 合物之金屬螯合物羥基化合物。 例如發光材料項所記載之Alq可作爲電子注入材料使 用。 含氮雜環衍生物例如有噁二唑衍生物等。 噁二唑衍生物例如有以下述一般式〔3〕〜〔5〕表示 之電子傳達化合物。
Ar5
Ar
Ar9
[4] [5]
(式中 Ar5,、 Ar6,、 Ar7,、 Ar9,、 Ar10,、 A r 1 3 ’係分別爲取代或非取代之芳基，彼此可相同或不 同’ Ar8’、 Ar11’、 Ar 1 2，係分別爲取代或非取代之伸芳 基，彼此可相同或不同）。 芳基例如有苯基、聯苯基、蒽基、茈基、芘基，伸芳 基例如有伸苯基 '伸聯苯基、伸蒽基、伸茈基、伸芘基 等。取代基例如有碳數1〜1〇之烷基、碳數1〜1〇之烷氧 基或氰基等。此電子傳達化合物爲薄膜形成性者較佳。 -54- (51)200414803 此電子傳達化合物之具體例有下述所列舉者。
1逃〜般
其他之含氮雜環衍生物之有機化合物例如有τ 式〔6〕表示之化合物。
HAr—L1—Ar14 - Ar15 问 (式中HAr係可具有取代基之碳數3〜4〇之含氮雜 環基，L1爲單鍵、可具有取代基之碳數6〜之伸芳 基、可具有取代基之碳數3〜60之雜伸芳基或可具有取代 基之伸芴基，Ar 14係可具有取代基之碳數6〜6〇之2價之 芳烴基’ Ar、係可具有取代基之碳數6〜60之芳基或可具 有取代基之碳數3〜60之雜芳基）。 -55- (52) 200414803 上述式〔6〕之化合物可藉由日本特願2003-004139 號之方法來合成。 此一般式〔6〕之含氮雜環衍生物之有機化合物中， 較佳者爲咪唑吡嗪衍生物、咪唑衍生物。 咪唑吡嗪衍生物例如有下述一般式〔7〕表示之化合 物0
(式中 A1〜A3係氮原子或碳原子，R爲可具有取代 基之碳數6〜60之芳基、或可具有取代基之碳數3〜60之 雜芳基、碳數1〜20之烷基、碳數1〜20之鹵烷基、碳數 1〜20之烷氧基、q爲〇〜5之整數，q爲2以上時，多數 之R可相同或不同，相鄰之多數之R基彼此鍵結可形成 碳環芳香環。Ar16爲可具有取代基之碳數6〜60之芳基、 可具有取代基之碳數3〜60之雜芳基，Ar 17爲氫原子、碳 數1〜20之烷基、碳數1〜2〇之鹵烷基、碳數丨〜20之烷 氧基、可具有取代基之碳數6〜60之芳基、可具有取代基 之碳數3〜60之雜芳基，（但是Ar16、Ar17其中之一爲可 具有取代基之碳數10〜60之縮合環基、可具有取代基之 碳數3〜60之）。l2、L3係分別爲單鍵、可具有取代基之 -56- (53) 200414803 碳數6〜6〇之縮合環、可具有取代基之碳數3〜6〇之雜縮 合環或可具有取代基之伸芴基）。 上述式〔7〕之化合物可藉由日本特願2〇〇3_〇〇5184 號之方法來合成。 咪唑衍生物例如有下述〜般式〔8〕或〔8〕表示之化 合物。
(式中R1爲氫原子、可具有取代基之碳數6〜60之 芳基、可具有取代基之吡啶基、可具有取代基之喹啉基、 可具有取代基之碳數1〜20之烷基、或可具有取代基之碳 數1〜20之烷氧基，r爲0〜4之整數，R2爲可具有取代 基之碳數6〜60之芳基、可具有取代基之吡啶基、可具有 取代基之喹啉基、可具有取代基之碳數1〜20之烷基或可 具有取代基之碳數1〜20之烷氧基，R3爲氫原子、可具 -57- (54) (54)200414803 有取代基之碳數6〜60之芳基、可具有取代基之吡啶基、 可具有取代基之哇啉基、可具有取代基之碳數卜2〇之烷 基或可具有取代基之碳數1〜2〇之烷氧基，L4爲可具有 取代基之碳數6〜60之伸芳基、可具有取代基之伸吡啶 基' 可具有取代基之伸哇琳基、可具有取代基之㈣基， Ar18爲可具有取代基之碳數6〜6〇之伸芳基、可具有取代 基之伸吡啶基、可具有取代基之伸喹啉基，Αρ9爲可具 有取代基之碳數6〜60之芳基、可具有取代基之吡啶基、 可具有取代基之D|啉基、可具有取代基之碳數1〜2〇之烷 基或可具有取代基之碳數1〜20之烷氧基）。 上述式〔8〕之化合物可藉由日本特願2003-67847號 之方法來合成。 含氮雜環衍生物之有機化合物之具體例如下述。 -58- (55) 200414803
本發明中，電子注入層係在電場強度（E) 106V/cm之區域內’電子移動度爲l〇4cm2/(V 上較佳。這種具有電子移動度之有機化合物用於 層，可降低有機EL元件之驅動電壓。 發光區域可位移至陽極側之第1發光層，因 第2發光層之發光，可得到色純度更優之窄帶發 率且長壽命。 因此，電子注入層可使用電子移動度較高之 例如有上述含氮雜環衍生物之有機化合物，特別 嗪衍生物及/或咪唑衍生物。 爲1〇4〜 •秒）以 電子注入 此可控制 光，局效 化合物， 是咪唑吡 (56) (56)200414803 上述化合物必要時可爲層合、混合等形態形成電子注 入層。 本發明之理想的形態爲在傳輸電子之區域或在陰極與 有機層之界面區域含有還原性摻雜劑的元件。還原性摻雜 劑係指可還原電子傳輸性化合物之物質。因此只要具有一 定還原性者皆可使用，例如可使用選自鹼金屬、鹼土金 屬、稀土金屬、鹼金屬之氧化物、鹼金屬之鹵化物、鹼土 金屬之氧化物、鹼土金屬之鹵化物、稀土金屬之氧化物或 稀土金屬之鹵化物、鹼金屬之有機錯合物、鹼土金屬之有 機錯合物、稀土金屬之有機錯合物所成群中之至少一種的 物質。 更具體而言，理想之還原性摻雜劑例如有選自由Na (功函數：2.36eV) 、K(功函數：2.28eV) 、Rb (功函 數：2.16eV)及Cs(功函數：1.95eV)所成群之至少一 種的鹼金屬，或選自由 Ca(功函數：2.9eV) 、Sr (功函 數·· 2·0〜2.5eV)及Ba(功函數：2.52eV)所成群之至少 一種鹼土金屬，功函數2.9eV以下者特別理想。其中較理 想之還原性摻雜劑爲選自由K、Rb及Cs所成群之至少一 種鹼金屬，更理想爲Rb或Cs，最理想爲Cs。 這些鹼金屬還原能力高，少量添加於電子注入區域可 提高有機E L元件之發光亮度或達成長壽命化。功函數 2.9 e V以下之還原性摻雜劑理想爲這些2種以上之鹼金屬 之組合，特別是含有C s之組合，例如C s與N a、C s與 K、Cs與Rb、或Cs與Na、K之組合。組合Cs可有效發 -60- (57) (57)200414803 揮還原能力，添加於電子注入區域，可提高有機E L元件 之發光亮度或達成長壽命化。 本發明係在陰極與有機層之間可再設置以絕緣體或半 導體所構成之電子注入層。藉此可有效防止漏電流，提高 電子注入性。這種絕緣體例如可使用選自由鹼金屬硫化 物、鹼土金屬硫化物、鹼金屬之鹵化物及鹼土金屬之鹵化 物所成群之至少一種之金屬化合物。電子注入層爲以這些 之金屬硫化物等所構成時，可進一步提高電子注入性。具 體而言，理想之鹼金屬硫化物例如有Li20、LiO、Na2S、 Na2Se及 NaO。理想之鹼土金屬硫化物例如有 CaO、 BaO、SrO、BeO、BaS及 CaSe。理想之鹼金屬之鹵化物 例如有LiF、NaF、KF、LiCl、KC1及NaCl等。理想之鹼 土金屬之鹵化物例如有CaF2、BaF2、SrF2、MgF2及BeF2 等之氟化物或氟化物以外之鹵化物。 可設置電子傳輸層。構成電子傳輸層之半導體例如含 有 Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、 Si、Ta、Sb及Zn之至少一種元素的氧化物、氮化物或氧 化氮化物等之一種單獨或二種以上之組合。構成電子傳輸 層之無機化合物爲微結晶或非晶質之絕緣性薄膜較理想。 電子傳輸層以這些絕緣性薄膜所構成時，可形成更均質之 薄膜，因此可減少暗點等之像素缺陷。這種無機化合物例 如有上述之鹼金屬硫化物、鹼土金屬硫化物、鹼金屬之鹵 化物及鹼土金屬之鹵化物等。 (5 )陰極 -61 · (58) (58)200414803 陰極可使用以功函數小（4eV以下）之金屬、合金、電 傳導性化合物及其混合物作爲電極物質者。這種電極物質 之具體例有鈉、鈉·鉀合金、鎂、鋰、鎂·銀合金、鋁/氧 化鋁、鋁/鋰合金、銦、稀土金屬等。 此陰極可將這些電極物質以蒸鍍或濺鍍等方法形成薄 膜來製作。 由陰極取出從發光層之發光時，陰極對於發光之穿透 率爲大於1 〇 %較佳。 參 又，作爲陰極之薄片電阻爲數百Ω/□以下較佳，膜 厚通常爲l〇nm〜Ιμιη，較佳爲50〜200nm。 (6 )絕緣層 有機E L元件係將電場施加於超薄膜，因此容易因漏 電流或短路造成像素缺陷。爲了防止此現象，在一對電極 間插入絕緣性之薄膜層較佳。 絕緣層所用的材料例如有氧化錕、氟化鋰、氧化鋰、 氟化鉋、氧化鉋、氧化鎂、氟化鎂、氧化鈣、氟化鈣、氮 €1 化鋁、氧化鈦、氧化矽、氧化鍺、氮化矽、氮化硼、氧化 鉬、氧化釕、氧化釩等，也可使用這些之混合物或層合 物。 以上述材料及方法形成陽極、發光層，視需要形成電 洞注入層及必要時形成電子注入層，再形成陰極可製作有 機E L元件。也可由陰極至陽極，與前述相反順序製作有 機E L元件。 以下說明在透光性基板上依序設置陽極/電洞注入層 •62- (59) (59)200414803 /發光層/電子注入層/陰極之構成的有機E L元件的製 作例。 首先，藉由蒸鍍法或濺鍍法等方法在適當之透光性基 板上形成Ιμπι以下，較佳爲1〇〜200nm之膜厚之由陽極 材料所構成的薄膜，製作陽極。 其次，在此陽極上設置電洞注入層。電洞注入層之形 成如前述，藉由真空蒸鍍法、旋轉塗佈法、鑄膜法、LB 法等方法來形成，但是從易取得均質膜，且不易產生針孔 等觀點而言，藉由真空蒸鍍法來形成較佳。以真空蒸鍍法 形成電洞注入層時，其蒸鍍條件係因使用之化合物（電洞 注入層之材料）、目的之電洞注入層之結晶構造或再結合 構造等而異，但一般理想條件爲蒸鍍源溫度50〜45 0°C， 真空度 1〇·7〜l(T3t〇rr、蒸鍍速度〇 · 〇1〜50nm/秒、基板 溫度-50〜300°C、膜厚5nm〜5μπι之範圍。 其次，在電洞注入層上設置發光層之發光層的形成也 可使用所要之有機發光材料，藉由真空蒸鍍法、濺鍍法、 旋轉塗佈法、鑄膜法等方法，使有機發光材料形成薄膜來 製作’但由易取得均質膜，且不易產生針孔等之觀點而 言’較理想爲藉由真空蒸鍍法來形成。藉由真空蒸鍍法形 成發光層時，其蒸鍍條件係因使用之化合物而異，但一般 可選擇與電洞注入層相同的條件範圍。 其次，此發光層上設置電子注入層。與電洞注入層、 發光層相同，爲了得到均質膜，藉由真空蒸鍍法形成較 佳。蒸鍍條件可選擇與電洞注入層、發光層相同之條件範 -63- (60) (60)200414803 圍。 最後層合陰極可得到有機E L元件。 陰極係由金屬所構成，因此可使用蒸鍍法、'濺鍍法。 但是爲了避免底層之有機物質在製膜時損傷，使用真空蒸 鍍法較佳。 上述之有機E L元件之製作係在一次真空吸引下，由 陽極至陰極一貫製作爲佳。 本發明之有機E L元件之各層的形成方法無特別限 定。可使用以往公知之真空蒸鍍法、旋轉塗佈法等形成方 法。有機薄膜層可使用真空蒸鍍法、分子線蒸鍍法（MB E 法）或溶解於溶媒之溶液的浸漬法、旋轉塗佈法、鑄膜 法、棒塗法、輥塗法等之塗佈法之公知的方法來形成。 本發明之有機E L元件之各有機薄膜層的厚度無特別 限定，一般薄膜太薄時，易產生針孔等之缺陷，相反地， 太厚時，需要高的外加電壓，效率差，因此理想爲數nm 〜1 μ m之範圍。 對有機EL元件外加直流電壓時，若以陽極爲+、陰 極爲一之極性，外加5〜40 V之電壓時，可觀測到發光。 又，以相反極性即使外加電壓也不會產生電流，完全不發 光。外加交流電壓時，僅在陽極爲+、陰極爲-之極性 時，可觀測到均勻之發光。外加之交流波形可爲任意波 本發明之有機EL元件可產生色純度優之狹帶發光， 特別是作爲藍色發光之元件。且壽命已改善。 -64· (61) (61)200414803 【實施方式】 〔實施例〕 以下詳細說明本發明之實施例，但是本發明不受這_ 實施例所限定。 各實施例所使用之化合物之特性及製作之元件係以T 述方法評價。 (1 )能隙：由苯中之吸收光譜之吸收端測定。具H 而言，使用市售之可見紫外分光光度計，測定吸收光譜， 從吸收光譜開始上升之波長來計算。 (2 )亮度：以分光放射亮度計（CS-1000、Minolta 製）測定。 (3)極大發光波長之發光強度：使用與製作EL元 件相同條件分別製作第1發光層及第2發光層，使用市售 之螢光測定裝置測定各單層膜之螢光光譜。由所得之第1 發光層之螢光光譜，測定在第1發光層之極大發光波長a 時之第1發光層之螢光強度la。同樣的，由所得之第2發 光層之螢光光譜，測定在第2發光層之極大發光波長b時 之第1發光層之螢光強度lb。 第1發光層與第2發光層之極大發光波長離很遠時， EL元件之發光光譜之a、b之波長的發光強度la、lb分別 近似於II、12。 第1發光層與第2發光層之極大發光波長很接近時’ EL元件整體之發光光譜可假設爲第1發光層之發光光譜 •65- (62) (62)200414803 與第2發光層之發光光譜之和。 因此，測定第1發光層之螢光光譜之波長a、b之螢 光強度Ua、lib。同樣的，測定第2發光層之螢光光譜之 波長a、b之螢光強度I2a、I2b。II、12滿足下式。
Ia = Il 氺 Ila+ 12 氺 I2a Ib = Il * Ilb+ 12 氺 I2b 由上述式得到II、12之比。 (4 )發光效率：藉由使用萬用表所測得之電流密度 値與亮度（lOOnit )來計算。 (5) C.I.E色度座標：與（2)同樣測定所得。 (6) 亮度減半壽命：測定在初期亮度lOOOnit、定電 流條件下進行封裝之元件（室溫）。 (7 )電子移動度：利用Time of flight法計算所得。 具體而言，測定ITO/有機層（電子注入層等，層厚1〜 · 2 μιη ) /A1之構成者之光照射所產生之過渡電流的時間特 性（過渡時間特性），以下述式計算電子移動度。 電子移動度=(有機層厚）2/ (過渡時間特性、電場 強度） 實施例所使用之化合物如下。 -66- (63)200414803
TPD2 3 2
TBDB D 1
·67· (64)200414803
D2
實施例1 將 25 mm X
-68- (65) (65)200414803 基板（ZIOMATIC公司製）置於異丙醇中進行超音波淸洗 5分鐘後，以UV臭氧淸洗30分鐘。 將淸洗後之含透明電極線之玻璃基板安裝於真空蒸鍍 裝置之基板架上’首先在形成透明電極線側之面上，形成 膜厚60nm之Ν，Ν’-雙（N，N，-二苯基-4-胺基苯基）· Ν，Ν-二苯基-4，4’-二胺基-1，1’-聯苯膜（以下簡稱爲 「TPD23 2膜」），以覆蓋上述透明電極。 在形成TPD232膜後，在TPD232膜上，形成膜厚 20nm之Ν，Ν，Ν，，Ν’-四（4-聯苯基）-二胺聯苯膜（以 下簡稱爲「TBDB膜」）。此TBDB膜具有電洞傳輸層的 功能。 蒸鍍第1發光層之主材料Η1與第1種摻雜劑D1，使 D1 : Η1之比成爲1.0 : 20 (重量比），形成膜厚20nm之 層（第1種摻雜劑約5 ·4莫耳％ )。此層具有第2發光層 的功能。 蒸鍍第2發光層之主材料Η1與第2種摻雜劑D2，使 D2 : Η1成爲 1.0 : 20 (重量比），形成膜厚20nm之層 (第2種摻雜劑約5 · 7莫耳％ )。此層具有第2發光層的 功能。 此膜上形成膜厚l〇nm之Alq膜。此Alq膜具有電子 注入層的功能。
Alq之電子移動度爲5xl(T6cm2/(V·秒）（E = 5x 105V/cm ) 〇 此後將還原性摻雜物之Li(Li源：saesgetter公司製）與 -69- (66) (66)200414803
Alq進行二元蒸鍍，形成作爲電子注入層（陰極）之Alq:Li 膜（膜厚l〇nm)。此Alq:Li膜上蒸鑛金屬A1，形成金屬陰 極，製作有機EL元件。 實施例2 除了第1發光層之膜厚改成l〇nm，且Dl: H1之比 改成0.3 : 10 (重量比），第2發光層之膜厚改成30nm ’ 且D2: H1之比改成I.4: 30(重量比）外’其餘同實施 例1製作有機EL元件（第1種摻雜劑約3 ·3莫耳％ ’第 2種摻雜劑約5.3莫耳％ )。 實施例3 除了第1發光層之膜厚改成20nm，且D1 : H1之比 改成0.5:20(重量比），第2發光層之膜厚改成20nm’ 且D2:H1之比改成1.0:20(重量比）外，其餘同實施 例1製作有機EL元件（第1種摻雜劑約2 · 8莫耳％ ’第 2種摻雜劑約5.7莫耳％ )。 實施例4 除了第1發光層之膜厚改成20nm，使用D2取代 D1，且D2:H1之比改成1.〇:20(重量比），第2發光 層之膜厚改成20nm ’使用D3取代D2，且D3: H1之比 改成1.0 : 20 (重量比）外，其餘同實施例1製作有機EL 元件（第1種摻雜劑約5.7莫耳％ ，第2種摻雜劑約4.8 -70- (67) (67)200414803 莫耳％ )。 實施例5 除了使用ETM-020取代形成電子注入層之Alcl外’ 其餘同實施例1製作有機EL元件。 ETM-020之電子移動度爲 4x 1 (T4cm2/ ( V ·秒） (E = 5xl05V/cm) 〇 比較例1 除了第1發光層之膜厚改成20nm，且D1 : H1之比 改成1.0:20(重量比），第2發光層之膜厚改成20 nm， 且不使用D2外，其餘同實施例1製作有機EL元件（第1 種摻雜劑約5.4莫耳！’第2種摻雜劑爲〇莫耳％ )。 比較例2 除了第1發光層之膜厚改成20nm ’使用D2取代 D1，且D2:H1之比改成1.〇:20(重量比），第2發光 層之膜厚改成20nm，且不使用D2外，其餘同實施例1製 作有機EL元件（第1種摻雜劑約5.7莫耳％ ，第2種摻 雜劑爲〇莫耳％ )。 比較例3 除了第1發光層之膜厚改成2〇nm，使用D2取代 D1，且D2:H1之比改成1.〇:2〇(重量比），第2發光 -71 - (68) (68)200414803 層之膜厚改成20nm，且D1 : HI之比改成1·0 : 20 (重羹 比）不使用D2外，其餘同實施例1製作有機EL元件 (第1種摻雜劑約5 · 7莫耳％ ，第2種摻雜劑約5 ·4莫耳 % ) 〇 比較例4 除了第1發光層之膜厚改成20nm ’使用D3取代 D1，且D3 : H1之比爲1.0 : 20 (重量比）’第2發光層 之膜厚爲20nm，且不使用D2外，其餘同實施例1製作有 機EL元件（第1種摻雜劑約4·8莫耳％ ，第2種摻雜劑 爲〇莫耳％ )。 比較例5 除了第1發光層之膜厚改成20nm ’使用D3取代 D1，且D3 : H1之比爲1.0 : 20 (重量比）’第2發光層 之膜厚爲20nm，且D2 ·· H1之比改成1·〇 : 20 (重量比） 外，其餘同實施例1製作有機EL元件（第1種摻雜劑約 4 · 8莫耳％ ，第2種摻雜劑約5.7莫耳％ )。 比較例6 除了將第2發光層改成與第1發光層相同之構成外’ 其餘同實施例5製作有機EL元件。 測定實施例1〜5及比較例1〜6所製作之有機E L兀 件之各有機EL元件之發光層的構成、由第1發光層所產 •72· (69) (69)200414803 生之發光光譜之最大發光波長之發光強度（II)及由該第 2發光層所產生之發光光譜之最大發光波長之發光強度 (12)之比（11/12)、初期發光效率、C.I.E色度座標及 亮度減半壽命。結果如表1所示。 表1 第一發光層 (Egh/Egdl) 第二發光層 (Egh/Egd2) 11/ 12 發光效率 (cd/A) C.I.E 色度座標 亮度減 半壽命 實施例 1 H1/D1 (3.0eV/2.9eV) H1/D2 (3.0eV/2.8eV) 80/20 6.7 0.15,0.17 3,000 實施例 2 Hl/Dl (3.0eV/2.9eV) H1/D2 (3.0eV/2.8eV) 55/45 7.4 0.15,0.20 3,500 實施例 3 Hl/Dl (3.0eV/2.9eV) H1/D2 (3.0eV/2.8eV) 80/20 6.3 0.15,0.16 2,500 比較例 1 Hl/Dl (3.0eV/2.9eV) HI (3.0eV) 100/0 5.3 0.15,0.15 1,500 比較例 2 H1/D2 (3.0eV/2.8eV) HI (3.0eV) 100/0 11.5 0.16,0.31 3,700 比較例 3 H1/D2 (3.0eV/2.8eV) Hl/Dl (3.0eV/2.9eV) 100/0 11.9 0.16,0.30 2,900 實施例 4 H1/D2 (3.0eV/2.8eV) H1/D3 (3.0eV72.6eV) 90/10 6.8 0.25,0.26 13,000 比較例 4 H1/D3 (3.0eV/2.6eV) HI (3.0eV) 100/0 8.2 0.50,0.48 15,000 比較例 5 H1/D3 (3.0eV/2.6eV) H1/D2 (3.0eV/2.8eV) 100/0 8.3 0.49,0.48 14,000 實施例 5 H1/D2 (3.0eV/2.8eV) H1/D3 (3.0eV/2.6eV) 100/0 13.5 0.16,0.31 8,000 比較例 6 H1/D2 (3.0eV/2.8eV) H1/D2 (3.0eV/2.8eV) 100/0 10.0 0.16,0.31 1,500 由表1得知，僅使用能隙較大之摻雜劑之有機EL元 件，雖然色純度良好，但是發光效率低，亮度減半壽命 短。相反的，僅使用能隙較小之摻雜劑之有機EL元件， 雖然發光效率高，亮度減半壽命也長，但是色純度差，不 適用於全彩用途。 但是本發明之有機EL元件相較於僅使用能隙較大之 -73- (70) (70)200414803 摻雜劑之有機EL元件而言，本發明同時改善壽命、發光 效率，且色純度幾乎未改變，因此非常適用於全彩用途。 實施例5及實施例6中，電子注入層使用電子移動度 較高之 ETM-020，可以僅使第 1發光層產生發光 (12 = 0 )。此時第1種摻雜劑與第2種摻雜劑之能隙因滿 足本發明之要件，可明顯提高亮度減半壽命，可知本發明 之效果非常大。 產業上之利用性 依據本發明時，可提供色純度高之狹帶發光，且壽命 長的有機EL元件。 圖示簡單說明】 圖1係本發明之有機EL元件的槪略斷面圖 圖2係本發明之有機EL元件的能量圖。 圖3係一般之有機EL元件的槪略斷面圖。 圖4係有機EL元件的能量圖。 圖5係添加摻雜劑之有機EL元件的能量圖 [主要元件對照表] 10 有機EL元件 12 陽極 13 陰極 14 發光層 -74-

Claims (1)

  1. (1) (1)200414803 拾、申請專利範圍 1. 一種有機電致發光元件，其特徵係依序含有陽極； 至少由第1種主材料與第1種摻雜劑所構成之第i發光 層；至少由第2種主材料與第2種摻雜劑所構成之第2發 光層；陰極，其中該第1種主材料之能隙Eghl、第1種摻 雜劑之能隙Egdl、第2種主材料之能隙Egh2及第2種摻 雜劑之能隙Egd2滿足下述式，且由該第1發光層所產生 之發光光譜之最大發光波長之發光強度II及由該第2發 光層所產生之發光光譜之最大發光波長之發光強度12滿 足下述式， Eghl> Egdl Egh2> Egd2 Egd 1 > Egd2 II > 3.5x1 2 2·如申請專利範圍第i項之有機電致發光元件，其係 滿足 11 > 5 XI 2。 3 ·如申請專利範圍第1或2項之有機電致發光元件， 其係 Egd2 > 2.7eV。 4· ~種有機電致發光元件，其特徵係依序含有陽極； 至少由第1種主材料與第1種摻雜劑所構成之第1發光 層；至少由第2種主材料與第2種摻雜劑所構成之第2發 光層；陰極’其中該第1種主材料之能隙Eghl、第1種摻 -75- (2) (2)200414803 雜劑之能隙Egdl、第2種主材料之能隙Egh2及第2種摻 雜劑之能隙Egd2滿足下述式 Eghl > Egdl Egh2> Egd2 Egdl > Egd2 > 2.7eV 5. 如申請專利範圍第1或4項之有機電致發光元件’ 其中該第1發光層中，該第1種摻雜劑對於該第1種主材 料之比例爲0.1〜lOmol% 。 6. 如申請專利範圍第1或4項之有機電致發光元件， 其中該第2發光層中，該第2種摻雜劑對於該第2種主材 料之比例爲〇 · 1〜1 〇 m ο 1 % 。 7·如申請專利範圍第1或4項之有機電致發光元件， 其中該第1種主材料或第2種主材料至少其中之一爲下述 一般式（1)表示之化合物，
    〔式中’ Ar 1係核碳數6〜50之芳香環，X爲取代 基，m爲1〜5之整數，^爲〇〜6之整數，m^2時， 可分別爲相同或不同，n^2時，X可分別爲相同或不 同〕。 8.如申請專利範圍第1或4項之有機電致發光元件， -76- (3) 200414803 其中該第1種主材料與第2種主材料相同。 發光元件， 之一爲下述 9·如申請專利範«第1或4項之有機電 其中該第1種主材料或第2種主材料至少其 一般式（2)表不之化'合物，
    〔式中，Ar2〜Ar4係取代或非取代之核碳 芳香族基、取代或非取代之苯乙烯基，p爲 數，p $ 2時，Ar3、Ar4係可分別爲相同或不 10 ·如申請專利範圍第1或4項之有機 件，其中該第1發光層之膜厚爲lOnm以上。 1 1 ·如申請專利範圍第1或4項之有機 件，其中由該第2發光層所產生之發光光譜之 長之發光強度12爲12 = 0。 12.如申請專利範圍第1或4項之有機 件，其係於該第2發光層與陰極間設置電子注 子注入層具有電子移動度10_4 cm2/ (V·秒） 13·如申請專利範圍第12項之有機電致發 中該電子注入層含有由含氮雜環衍生物所構成 物0 數6〜50之 1〜4之整 同〕。 電致發光元 電致發光元 最大發光波 電致發光元 入層，此電 (上。 光元件，其 之有機化合 •77- (4)200414803 14.如申請專利範圍第13項之有機電致發光元件，其 中該由含氮雜環衍生物所構成之有機化合物爲咪唑吡嗪衍 生物及/或咪唑衍生物。
    -78-
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