TW200541401A - Organic electroluminescent device - Google Patents

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TW200541401A TW094104096A TW94104096A TW200541401A TW 200541401 A TW200541401 A TW 200541401A TW 094104096 A TW094104096 A TW 094104096A TW 94104096 A TW94104096 A TW 94104096A TW 200541401 A TW200541401 A TW 200541401A
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Chishio Hosokawa
Toshihiro Iwakuma
Keiko Yamamichi
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Idemitsu Kosan Co
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200541401 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於有機電激發光元件（以下簡稱爲「有機 EL元件」）’更詳細係有關高效率之有機EL元件。 【先前技術】 使用有機物質之有機EL元件可望作爲固體發光體型之 廉價大面積全彩顯示元件的用途，已有許多硏究開發。一 般而言，EL元件係由發光層及夾持該層之一對之對向電極 所構成。 EL元件之發光係於兩電極間施加電場時，電子係由陰 極側注入，電洞則由陽極注入，此電子於發光層中與電洞 再結合產生激發狀態，當此激發狀態返回基底狀態時，能 量以光的形態釋放的現象。 以往之有機EL元件之構成有各式各樣者爲人所知。例 如曰本特開昭 63 -295 69 5號公報中揭示ITO (銦錫氧化 物）/電洞傳輸層/發光層/陰極之元件構成的有機EL元件， 其中使用芳香族三級胺作爲電洞傳輸層的材料，藉此元件 構成，施加20V以下電壓可達成數百cd/m2之高亮度。 燐光性發光慘雜劑之銥錯合物作爲摻雜劑用於發光層 時，在亮度數百cd/m2以下可得到發光效率爲約40流明/W 以上的發光效率（筒井等 「Japenese journal of physics」.1999 年，第 38 卷，p.1502-1504)。 但是這種燐光型有機EL元件大部分係綠色EL發光， -5- (2) 200541401 有多色化、該燐光型有機EL元件之高效率化的問題。 有機EL元件用於平面面板顯示器等時，雖可改善發光 效率，達成低耗電量，但是上述元件構成可提高發光亮度 ，同時具有發光效率明顯降低的問題’因此’平面面板顯 示器之耗電量無法降低的問題。 本發明係有鑑於上述問題而完成者’本發明之目的係 提供高電流效率或高發光效率之燐光發光性之有機E L元件 【發明內容】 〔發明之揭示〕 依據本發明時，可提供以下之有機EL元件。 1. 一種有機電激發光元件，其係在陽極與陰極間含有 多層發光層的有機電激發光元件，其特徵係該發光層之各 層爲含有三重態能隙値爲2.52eV以上，3.7eV以下的主材 φ 料，及由具有重金屬之金屬錯合物所構成之參與三重態之 發光性摻雜劑。 r 2 .如上述第1項之有機電激發光元件，其中該發光層 之各層之主材料不同。 3 .如上述第1或2項之有機電激發光元件，其中多層發 光層之主材料中，至少其中之一爲具有咔唑基的有機化合 物。 4.如上述第1〜3項中任一項之有機電激發光元件，其 中多層發光層之主材料中，至少其中之一爲具有咔唑基及 -6- 200541401 (3) 具有3價氮雜環的有機化合物。 5 .如上述第1〜4項中任一項之有機電激發光元件，其 中形成該發光層之主材料之電離電位或電子親和力之値各 層不同。 6 .如上述第1〜5項中任一項之有機電激發光元件，其 中在該發光層中，各發光層之主材料之電離電位或電子親 和力之差爲〇.2eV以上。 7 ·如上述第1〜6項中任一項之有機電激發光元件，其 中該發光層爲鄰接層合。 8 ·如上述第1〜7項中任一項之有機電激發光元件，其 中形成該發光層之主材料之光學能隙値爲由陽極側面向陰 極側爲相同或變小。 9 ·如上述第1〜8項中任一項之有機電激發光元件，其 係層合由電洞傳輸性優異之主材料所構成之發光層與由電 子傳輸性優異之主材料所構成之發光層。 10·如上述第1〜9項中任一項之有機電激發光元件， 其中該發光層之至少一層含有多種該發光性摻雜劑。 1 1 ·如上述第1〜1 〇項中任一項之有機電激發光元件， 其中該發光層中，最接近陰極之陰極側發光層上含有與該 發光性摻雜劑不同之第1摻雜劑。 12. 如上述第u項之有機電激發光元件，其中該第1摻 雜劑爲金屬錯合物。 13. 如上述第11或12項之有機電激發光元件，其中該 第1摻雜劑之電子親和力爲當元件內含有電子傳輸層時， (4) 200541401 在形成電子傳輸層之電子傳輸材料之電子親和力與該陰極 側發光層之主材料之電子親和力之間’當元件內不含電子 傳輸層時，在陰極之功函數與該陰極側發光層之主材料之 電子親和力之間。 依據本發明時，可提供高電流效率或高發光效率之憐 ^ 光發光性之有機EL元件，特別是可提供藍色發光領域之 ^ 有機EL元件。 〔實施發明之最佳形態〕 本發明之有機EL元件係在陽極與陰極間含有多層發光 層。發光層之各層之主材料不同較佳。含有多層發光層使 層間的界面增加，此界面附近產生電荷蓄積，因此可提高 再結合機率。又，後述之發光性摻雜劑之存在區域增加， 因此發光區域變寬，結果可提高電流效率。 有機EL元件之形成發光層之主材料之三重態能隙値（ φ EgT )爲2.52eV以上，3.7eV以下，理想爲2.75eV以上， . 3.7eV以下，更理想爲2.80eV以上，3.7eV以下，特別理想 ^ 爲2.9〇eV以上，3.7eV以下。使用這種數値範圍之主材料 ’即使發光性摻雜劑爲各種發光色（藍〜紅）也能使元件 有效發光。 本發明之有機EL元件係多層發光層之各層中尙含有一 種以上由具有重金屬之金屬錯合物所構成之參與三重態之 發光性摻雜劑。 含有這種發光性摻雜劑使三重態之發光供給EL光，結 (5) 200541401 果電流效率提高。 本發明之有機EL元件中，多層發光層之 合，而發光層與發光層之間可具有夾雜層（ 層等）。構成夾雜層的材料只要是具有電子 料，則無特別限定，可使用無機導電性氧化 電子傳輸性材料、發光材料等有機材料。「 & 」係指後述之電洞或電子移動度測定法中， φ 所產生之信號的性能。也可使用以下所示之 傳輸性材料、電子傳輸材料。夾雜層的膜厚 之膜厚以下。 各層之主材料不同較佳，更佳爲多層發 中，相對於陽極較近之發光層之主材料係至 上咔唑基的有機化合物，更理想爲比具有該 以上咔唑基的有機化合物之主材料的發光層 之發光層的主材料，具有咔唑基及具有3價 φ 化合物較佳。 . 發光層間，各發光層之主材料之電離電 子親和力（Af)之差爲〇.2eV以上，較佳爲0. 藉此電荷之蓄積良好，且可實現高電流 效率。 本發明之有機EL元件較佳係層合由電洞 主材料所構成之發光層與由電子傳輸性優異 成之發光層，更理想爲交互層合由這種主材 光層。 各層可鄰接層 例如電荷調整 傳輸性能的材 物層或公知之 電子傳輸性能 可測定可電荷 主材料、電洞 較佳爲發光層 光層之主材料 少具有一個以 至少具有一個 更接近陰極側 氮雜環的有機 位（I p )或電 3eV以上。 效率或高發光 傳輸性優異之 之主材料所構 料所構成之發 -9- 200541401 (6) 藉此電荷之蓄積良好，且可實現高電流效率或高發光 效率。 本發明中，「電洞傳輸性優異」係指「電洞移動度大 於電子移動度」’而「電子傳輸性優異」係指「電子移 動度大於電洞移動度」。 電洞或電子移動度之測定方法可用各種方法。例如可 使用T i m e 0 f F 1 i g h t法（由測定有機膜內之電荷的行走時間 p 所計算得到的方法）或由空間限制電流之電壓特性所計算 得到的方法等。T i m e 〇 f F 1 i g h t法係由電極/有機層（形成 電洞傳輸層或電子傳輸層之有機材料所構成之層）/電極 構成，再藉由該有機層之吸收波長範圍之波長的光照射， 測定該過渡電流之時間特性（過渡特性時間），由下述公 式計算得到電洞或電子移動度。 移動度=(有機膜厚）2/(過渡特性時間•外加電壓） 電場強度=(施加於元件之外加電壓）/(有機層膜厚） 籲 也可使用 Electronic Process in Organic Crystals ( M.Pope，C.E.Swenberg )或 Organic Molecular Solids ( W · J ο n e s )等所記載的方法。 形成多層發光層之主材料係電離電位（Ip)或電子親 和力（Af)的値爲各層不同較佳。 藉此電荷之蓄積良好，且可實現高電流效率或高發光 效率。 形成多層發光層之主材料之三重態能隙値（ES )係由 陽極側往陰極側爲相同或減少，換言之，N層構成知發光 -10- (7) 200541401 層中，滿足以下關係較佳。 (Eg)(N)^ (Eg)(N-l)^ ·· ^ (Eg)(2) □ (Eg)( 1 ) (I) (Eg ) ( x ):從陽極側來看第x層（x爲1以上N以下 之整數）之發光層之光學能隙値。 形成多層發光層之主材料之三重態能隙値（E g τ )係 由陽極側向陰極側爲相同或減少，換言之，Ν層構成之發 ‘ 光層滿足以下關係較佳。 • EgT(N)S Eg 丁 (Ν-1)Π EgT(2)S EgT(l) (II)
EgT ( x ):從陽極側來看第x層（x爲1以上N以下之整 數）之發光層之三重態能隙値。 藉由滿足這些（I)或（II)的關係再結合能再發光層 內有效蓄積’供給發光實現高電流效率的元件。 本發明之有機EL元件，其中形成發光層之主材料及發 光性摻雜劑只要滿足上述條件時，即無特別限定。 主材料例如具有咔唑基的有機化合物較佳。又，具有 φ 咔唑基之有機化合物的烴系衍生物與具有咔唑基之有機化 ， 合物的電子吸引性取代基衍生物或具有咔唑基之有機化合 物的含氮系衍生物經層合或多層化者較佳。該含氮系衍生 物外，也可爲含氟系衍生物。 更具體而言，例如有日本特開平1 0-2 3 743 8號、特願 2003-042625 號、特願 2002-071398 號、特願 2002-081234 號、特願2002-2 998 1 4號、特願2 002 -3 6 0 1 3 4號所記載的 化合物。具體的化合物如下所示。 -11 - 200541401
可作爲電子傳輸材料之具有咔唑基的有機化合物（後 述）也可作爲主材料使用。 這些化合物中，電洞傳輸性優異之主材料例如有日本 特開平1 0-23 74 3 8號、特願20 03 - 042 62 5號所記載的化合 物，電子傳輸性優異之主材料例如有特願2 0 0 2 - 0 7 1 3 9 8號 、特願 2 0 0 2 - 0 8 1 2 3 4 號、特願 2 0 〇 2 - 2 9 9 8 1 4 號、特願 2 0 0 2 - 3 6 0 1 3 4號所記載的化合物。 主材料也可爲下述的化合物。 -12- (9) 200541401
發光性摻雜劑係在室溫下具有由三重態之發光之發光 性摻雜劑的功能者較佳。摻雜劑所含有之重金屬例如有Ir 、Pt、Pd、Ru、Rh、Mo或Re。重金屬之配位基例如有C 、N配位或鍵結於金屬的配位基（CN配位基），更具體 例如有
代基例如有烷 )基、三氟甲 例如有 及适些之取代衍生物。取代衍生物之耳又 基、烷氧基、苯基、聚苯基或萘基、氟（F 基（C F3 )等。特別是藍色發光性之配位基·， -13、 (10) 200541401
„ 等。 • 本發明之有機E L元件，從高電流效率的觀點而言，發 光層之至少一層含有多種發光性摻雜劑較佳。 • 發光層中’最接近陰極之陰極側發光層上含有與發光 性摻雜劑不同之第1摻雜劑較佳。此第1摻雜劑不一定要爲 發光性’只要是可改善電子注入該發光層之電子注入性的 有機化合物時，無特別限定。第1摻雜劑係具有電子吸引 性之取代基（例如氰基（CN )、硝基（N 02 )、喹啉基等 )的有機化合物。 具體而言，含氮有機化合物（例如噁二唑衍生物等） 或其氟取代物、特願2002-071398號、特願2002-081234號 ® 、特願2002-2998 1 4號、特願2 002 -3 60 1 3 4號所記載具有 _ C z -雜環的化合物（C z :咔唑基）、烴系有機化合物（例 - 如苯乙烯基衍生物之烷基取代物）、以電子吸引性基取代 之烴化合物（例如苯乙烯基衍生物之氰基、氟基、吡啶基 、吡嗪基、嘧啶基、噠嗪基衍生物）、金屬錯合物等。其 中較佳者爲金屬錯合物。 較佳之金屬錯合物之具體例爲曰本特開平5 - 2 5 8 8 6 0號 公報所記載之有機化合物或下述式（1 )表示之化合物。 -14- 200541401 (11)
〔式中，R1爲烷基、羥基或胺基，R2〜R3係相互獨立 之氫原子、烷基、羥基、胺基，R4、R5及R6係相互獨立之 氫原子、烷基、羥基、胺基、氰基、鹵基、α -鹵烷基、 α-鹵烷氧基、醯胺基、磺醯基，L爲下述式（2)或（3) 其中之一。
〔式中，R7〜R2 6係相互獨立之氫原子或烴基〕〕 式（1)表示之金屬錯合物之具體例如下。 -15- (12) 200541401
第1摻雜劑之電子親和力係當元件內含有電子傳輸層 時，在形成電子傳輸層之電子傳輸材料的電子親和力與該 陰極側發光層之主材料之電子親和力之間，當元件內不含 電子傳輸層時，在陰極材料之功函數與該陰極側發光層之 主材料的電子親和力之間較佳。藉此可改善電子注λ發光 層之電子注入性，結果可提高發光效率° 電子傳輸材料例如有上述式（η表示之金屬錯合物 -16- (13) 200541401 或特願 2 0 0 2 - 0 7 1 3 9 8 號、特願 2 0 0 2 - 0 8 1 2 3 4 號、特願 2 0 02 -2 9 9 8 1 4號、特願2 0 0 2 - 3 6 0 1 3 4號記載之有機化合物。 具有味坐基之化合物也可作爲電子傳輸材料使用。具 體例如下述。
-17- (14)200541401
-18- (15) 200541401
Φ 本發明之有機Ε L·元件之構成’例如有以下（1 )〜 (7 )之構成。 (1) 陽極/多層層合發光層/電子傳輸層/陰極 (2) 陽極/電洞傳輸層/多層層合發光層/電子傳輸層 /陰極 (3) 陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/多層層合發光層 /電子傳輸層/陰極 (4) 陽極/發光層/有機層/發光層/電子傳輸層/陰 參極 - (5)陽極/多層層合發光層/有機層/多層層合發光層 - /電子傳輸層/陰極 (6) 陽極/電洞傳輸層/多層層合發光層/有機層/多 層層合發光層/電子傳輸層/陰極 (7) 陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/多層層合發光層 /有機層/多層層合發光層/電子傳輸層/陰極 本發明之有機EL元件之發光層係指含有上述發光性摻 雜劑之有機層。發光性摻雜劑之添加濃度無特別限定，較 -19- (16) 200541401 佳爲0.1〜30重量％ (wt% )，更佳爲o.l〜10重量％ (wt °/〇 ) ° 本發明之有機E L元件係以基板支撐較佳。可依序將 陽極至陰極各層層合於基板上，或依序將陰極至陽極各層 層合於基板上。 爲了提高效率取得發光層之發光時，可藉由透明或半 透明的物質形成陽極或陰極其中之一較佳。 本發明用之基板的材料無特別限定，可使用公知之有 機EL元件常用的材料，例如由玻璃、透明塑膠或石英等 所構成之材料。 本發明用之陽極材料可使用功函數高爲4e V以上之金 屬、合金、電導性化合物或這些之混合物較佳。具體例如
Au等之金屬、Cul、ITO、Sn02及ZnO等介電性透明材料 〇 陽極可藉由例如蒸鍍法或濺鍍法等方法，將前述材料 形成薄膜來製作。 由陽極取出發光層之發光時，陽極之穿透率爲大於 %較佳。陽極之薄片電阻爲數百Ω/□以下較佳。陽極之膜 厚係因材料而異，但是通常爲l〇nrn〜Ιμχη，較佳爲 200nm的範圍。 本發明用之陰極材料可使用功函數低爲4eV以a Λ卜之金
屬、合金、電導性化合物或這些之混合物較佳。I 玲體例如 鈉、鋰、鋁、鎂/銀混合物、鎂/銅混合物、Al/Al2〇3、姻 等。 -20- (17) 200541401 B @可* _由例如蒸鍍法或濺鍍法等方法將前述材料形 成薄fl吴來製作°由陰極取出發光層之發光時，陰極之穿透 率爲大於10%較佳。陰極之薄片電阻爲數百Ω/α以下較佳 極之ΚΙί係因材料而異，但是通常爲，較 佳爲50〜200nm的範圍。 本發明之有機EL元件爲了提高電流（或發光）效率 時’必要時可設置電洞注入層、電洞傳輸層及電子注入層 φ 等。這些層所用的材料無特別限定，可使用以往有機el 元件用材料之公知的有機材料。具體而言，例如有胺衍生 物、莲衍生物、砂胺烷衍生物、聚矽烷或苯胺共聚物等。 電洞傳輸材料例如有日本特願2002_071397號、特願 2002-080817 號、特願 2002-083866 號、特願 2002-087560 號、特願2002-305375號、特願2002-081234號所記載的 化合物。 本發明中’電洞注入層、電洞傳輸層、電子注入層、 φ 電子傳輸層中可添加無機材料。無機材料例如有金屬氧化 - 物等。較佳爲無機材料可用於該電洞注入層或電子傳輸層 〇 爲了提高電流（或發光）效率時，在電子傳輸層與金 屬陰極間可使用無機材料。無機材料之具體例有Li、Mg 、Cs等之鹼金屬之氟化物或氧化物。 本發明之有機EL元件之製造方法無特別限定，可使用 以往有機EL元件用之製造方法。具體而言，各層可藉由真 空蒸鍍法、鑄膜法、塗佈法、旋轉塗佈法等來形成。也可 -21 - 200541401 (18) 在聚碳酸酯、聚胺基甲酸酯、聚苯乙烯、聚芳酯、聚醋等 之透明聚合物上’藉由使用將各層之有機材料分散之溶液 的鑄膜法、塗佈法、旋轉塗佈法及有機材料與透明聚合物 共同蒸鍍等來製造。 【實施方式】 〔實施例〕 以下舉實施例更具體說明本發明，但是本發明不受這 些實施例所限定。 實施例用之化合物係以日本特開平1 0-23 743 8號、特 願 200 3 -042 62 5 號、特願 2002-07 1 3 9 8 號、特願 2002-081234 號、特願 2002-299814 號、特願 2002-360134 號、 特願 2002-07 1 3 97 號、特願 2002-0 80 8 1 7 號、特願 2002-083866 號、特願 2002-087560 號、特願 2002-305375 號所 記載方法來製造。 表中之各種參數係以下述方法測定。 (1 )電離電位（Ip) 以靜電計測定使用單色比色計所分光之重氫燈之光（ 激發光）照射材料而釋出之光電子釋放，由所測得之光電 子釋放之照射光子能曲線，以外延法（e X t r a ρ ο 1 a t i ο η )求 得光電子釋放之臨界値來測定。測定機器係使用大氣中紫 外線光電分析裝置AC- 1 (理硏計器股份公司製）。 -22- (19) 200541401 (2 )光學能隙（Eg) 將波長分解之光照射於材料之甲苯稀薄溶液，由該吸 收光譜之最長波長換算得到。測定機器係使用分光光度計 (U - 3 4 0 0 (商品名）、日立製）。 (3 )三重態能隙（EgT) 三重態能隙E g τ ( d 〇 p a n t )係以下述方法得到。以公 φ 知之燐光測定法（例如「光化學世界」（日本化學會編、 1 9 9 3 ) 5 0頁附近所記載的方法）來測定有機材料。具體而 言，將有機材料溶解於溶媒（試料ΙΟμιηοΙ/L、EPA (二乙 醚：異戊烷：乙醇=5 : 5 : 2體積比，各溶媒爲分光用等級 ))’作爲燐光測定用試料。將放入石英盒（cell )之試 料冷卻至77K，照射激發光測定該燐光波長。對於燐光光 譜之短波長側之上升處畫一切線，該波長値經能量換算的 數値爲三重態能隙値（EgT )。使用日立公司製F-45 00型 φ 分光螢光光度計本體與低溫測定用附屬品進行測定。測定 , 裝置不限於此，也可組合冷卻裝置及低溫用容器與激發光 源、受光裝置來測定。 本實施例係以下述公式換算該波長。 換算公式 EgT(eV) = 1 23 9.8 5/ λ edge ^ λ edge」係指以縱軸爲燐光強度，橫軸爲波長，表示燐 光光譜時，對於燐光光譜之短波長側之上升處畫一切線， 該切線與橫軸之交點的波長値。單位：nm。 -23- (20) 200541401 (4 )電子親和力（Af ) 使用該測定直Ip、Eg，藉由Af=Ip_Eg計算得到 實施例1 圖1所示之有機E L元件如下述方法製造。 將25mmx75mmxl.lmm厚之附有ITO透明電極 )12之玻璃基板1 1 ( Diomatic公司製）於異丙醇 超音波淸洗5分鐘後，以UV臭氧淸洗30分鐘。 後之附有透明電極線之玻璃基板U安裝於真空蒸 之基板支持架上，首先在形成透明電極線側的面上 電阻加熱蒸鍍形成膜厚l〇〇nm之N，Ν’-雙（N，ΐ 基-4-胺基苯基）-Ν，Ν-二苯基-4，4、二胺基-1，] 膜（以下簡稱爲「TPD23 2膜」）13，以覆蓋上述 極1 2。該T P D 2 3 2膜1 3具有電洞注入層（電洞傳 的功能。 形成TPD 23 2膜13後，此膜上藉由電阻加熱 成膜厚10nm之電洞傳輸層（下述ΗΤΜ ) 14。接著 藉由電阻加熱共同蒸鍍形成膜厚20nm之主材料1 Host No.l、Eg : 3.53eV、EgT = 2.86eV、Ip : 5·ί
Af=2.06eV )與發光性摻雜齊！1 (下述FIrpic、Eg : 2 EgT = 2.7eV、Ip : 5.6eV、Af=2.8eV )所構成之層
Firpic 之濃度爲 7.5Wt% 。此 Η o s t N ο · 1 : F i r p i c 膜 有發光層的功能。 此膜上形成膜厚Inm之由主材料1所構成之層16 (陽極 中進行 將淸洗 鍍裝置 ，藉由 ί，-二苯 .’-聯苯 透明電 輸層） 蒸鍍形 此膜上 (下述 !9eV、 • 8eV、 1 5 〇 15具 。此膜 -24- (21) 200541401 1 6具有電荷調整層的功能。藉此在發光層內電荷之蓄積良 好’且可提高元件之電流效率。 接著此膜上，藉由電阻加熱共同蒸鍍形成膜厚20nm 之主材料 2(下述 HostNo.2、Eg: 3.55eV、EgT = 2.90eV、 Ip. 5.71eV、Af=2.16eV)與 FIrpic 所構成之層 17。 Firpic 之濃度爲 7.5Wt% 。此 Host No.2: Firpic 膜 17 具 有發光層的功能。
然後LiF以lA/分鐘的成膜速度形成膜厚O.lnm作爲 電子注入性電極（陰極）1 8。此LiF層1 8上蒸鍍金屬A1 (功函數：4.2eV)，形成膜厚130 nm之金屬陰極19，製 作有機E L元件1 〇 〇。
-25- (22) 200541401 實施例2 除了在實施例1之主材料2 : FIrpic所構成之發光層 上，藉由電阻加熱蒸鑛形成膜厚30nm之下述PC-8作爲電 子傳輸層外，與實施例1相同的步驟形成有機EL元件。
實施例3 圖2所示之有機EL元件如下述方法製造。 將25mmx75mmxl.lmm厚之附有ITO透明電極（陽極 )22之玻璃基板21 ( Diomatic公司製）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 • 後之附有透明電極線之玻璃基板2 1安裝於真空蒸鍍裝置 _ 之基板支持架上，首先在形成透明電極線側的面上，藉由 電阻加熱蒸鍍形成膜厚l〇〇nm之TPD23 2膜23，以覆蓋上 述透明電極22。該TPD 23 2膜23具有電洞注入層（電洞 傳輸層）的功能。 形成TPD 23 2膜23後，在此膜上藉由電阻加熱蒸鍍 形成膜厚1 Onm之電洞傳輸層（下述HTM ) 24。接著此膜 上藉由電阻加熱共同蒸鍍形成膜厚20nm之主材料1與 -26- 200541401 (23) FIrpic所構成之發光層25。Firpic之濃度爲7.5Wt% 。 接著此膜上，藉由電阻加熱共同蒸鍍形成膜厚3 〇nm 之主材料 3 (下述 HostNo.3、Eg: 3.55eV、EgT = 2.91eV、 Ip : 5.40eV、Af=1.85eV )與 Firpic 所構成之層 26。
Firpic 之濃度爲 7.5 Wt% 。此 Η o s t Ν ο · 3 : F i r p i c 膜 2 6 具 有發光層的功能。
Host No.3 然後此發光層26上藉由電阻加熱蒸鍍形成膜厚30nm 之電子傳輸層27(上述PC-8)。
LiF以1A/分鐘的成膜速度形成膜厚O.lnm作爲電子 注入性電極（陰極）28。此LiF層28上蒸鍍金屬A1形成 膜厚130nm之金屬陰極29，製作有機EL元件200。 實施例4 將25mmx75mmxl.lmm厚之附有ITO透明電極之玻璃基 板（Diomatic公司製）於異丙醇中進行超音波淸洗5分鐘 後，以UV臭氧淸洗3 0分鐘。將淸洗後之附有透明電極線 之玻璃基板安裝於真空蒸鍍裝置之基板支持架上，首先在 -27- (24) 200541401 形成透明電極線側的面上，藉由電阻加熱蒸丨 lOOnrn之TPD232膜，以覆蓋上述透明電極。該 具有電洞注入層（電洞傳輸層）的功能° 形成電洞傳輸層後，接著在此膜上藉由電 形成膜厚1 Onm之電洞傳輸層（上述HTM )。 藉由電阻加熱共同蒸鍍形成膜厚 20nm之主 Firpic膜（發光層）。Firpic之濃度爲7.5Wt% φ 接著此膜上，藉由電阻加熱共同蒸鍍形成 之主材料 4(下述 HostNo.4、Eg: 3.16eV、Eg Ip : 5.84eV、Af=2.66eV )與 F i r p i c 膜。F i rp i 7-5Wt% 。此Host Νο·4 : Firpic膜具有發光層的 I形成膜厚 TPD 232膜 阻加熱蒸鍍 接著此膜上 材料 1與 〇 膜厚 20nm T=2.78eV > :之濃度爲 功能。
3 0nm 之 然後此發光層上藉由電阻加熱蒸鍍形成膜 電子傳輸層（下述Alq、Af=3.0eV)。 -28- (25) 200541401
LiF以ΙΑ/分鐘的成膜速度形成膜厚〇.lnmf爲電子 注入性電極（陰極）。此LiF層上蒸鍍金屬A1形成膜厚 130 nm之金屬陰極，製作有機EL元件。 實施例5 除了將實施例4之主材料4改爲主材料5 (下述Host No.5 > Eg ： 3.57eV、E gT = 2 · 8 9 e V、Ip : 5.60eV、 A f= 2 · 0 3 e V )外，與實施例4相同的步驟形成有機E L兀件
實施例6 除了將實施例4之主材料*改爲主材料6 (下述 •29- (26) 200541401 N〇·6、Eg . 3.56eV > EgT==2.87eV > Ip : 5.85eV、
Af=2.29eV)外，與實施例4相同的步驟形成有機El元件
實施例7 除了將貫施例3之主材料丨改爲主材料3，而主材料 3改爲主材料4外，與實施例3相同的步驟形成有機el 元件。 實施例8 將25mmx75mmxl.lmm厚之附有^。透明電極之玻璃基 板（Diomatic公司製）於異丙醇中進行超音波淸洗5分鐘 後，以UV臭氧淸洗3 0分鐘。將淸洗後之附有透明電極線 之玻璃基板安裝於真空蒸鍍裝置之基板支持架上，首先在 形成透明電極線側的面上，藉由電阻加熱蒸鍍形成膜厚 100nm之TPD232膜，以覆蓋上述透明電極。該TPD 232膜 具有電洞注入層（電洞傳輸層）的功能。 -30- (27) (27)200541401 形成TPD 2 3 2膜後’接著在此膜上藉由電阻加熱蒸鍍 形成膜厚l〇nm之電洞傳輸層（上述HTM)。 接著形成電洞傳輸層後，此膜上藉由電阻加熱共同蒸 鍍形成膜厚30nm之主材料1與Firpic膜（發光層）。 Firpic 之濃度爲 7.5Wt% 。 接著形成電洞傳輸層後，此膜上，藉由電阻加熱蒸鑛 形成膜厚10nm之主材料與Firpic膜（發光層）。 Firpic 之濃度爲 7.5 Wt% 。 此膜上，藉由電阻加熱蒸鍍形成膜厚1 Onm之主材料 1 與 Firpic 及 PC-8 ( Af=2.7eV)膜（發光層）。Firpic 及 PC-8之濃度皆爲7.5 Wt% 。 然後LiF以1A/分鐘的成膜速度形成膜厚O.lnm作爲 電子注入性電極（陰極）。此LiF層上蒸鍍金屬A1 (功函 數4.2eV )形成膜厚I30nm之金屬陰極，形成有機EL元 件。 比較例1 將25mmx75mmxl.lmm厚之附有ITO透明電極之玻璃基 板（Diomatic公司製）於異丙醇中進行超音波淸洗5分鐘 後，以UV臭氧淸洗3 0分鐘。將淸洗後之附有透明電極線 之玻璃基板安裝於真空蒸鍍裝置之基板支持架上，首先在 形成透明電極線側的面上，藉由電阻加熱蒸鍍形成膜厚 lOOnm之TPD2 3 2膜，以覆蓋上述透明電極。該TPD 2 3 2膜 具有電洞注入層（電洞傳輸層）的功能。 -31 - (28) 200541401 其次在形成該TPD 2 3 2膜後，在該膜上藉由電阻加熱 蒸鎪形成膜厚10nm之電洞傳輸層（上述HTM) ° 接著形成電洞傳輸層後，此膜上藉由電阻加熱共同蒸 鍍形成膜厚40nm之主材料1與Firpic膜。Firpic之濃度 爲 7.5Wt% 。 此膜上，藉由電阻加熱蒸鍍形成所定膜厚（30nm )之 所定之電子傳輸層（Alq)膜。 然後LiF以1A/分鐘的成膜速度形成膜厚O.lnm作爲 電子注入性電極（陰極）。此LiF層上蒸鍍金屬A1 (功函 數4.2eV )形成膜厚130nm之金屬陰極，形成有機EL元 件。 (有機EL發光元件之評價） 以施加所定直流電壓的條件測定實施例及比較例製得 之有機EL發光元件之電流密度、亮度、效率、色度，計 φ 算發光亮度l〇〇cd/m2時之電流效率（=(亮度）/ (電流密 , 度））。結果如下表1所示。 -32- (29) 200541401 [表1] 電壓 電流密度 CIE-(x，y) 電流效率 發光效率 (V) (mA/cm2) (cd/A) (lm/W) 實施例1 9.0 0.45 (0.180, 0.431) 22.2 7.76 實施例2 8.0 0.4 (0.175,0.431) 25 9.8 實施例3 7.5 0.4 (0.175,0.431) 25 10.4 實施例4 8.5 0.4 (0.175, 0.431) 25 9.2 實施例5 8.0 0.45 (0.175,0.431) 22.2 8.73 實施例6 8.3 0.4 (0.175, 0.431) 25 9.46 實施例7 7.0 0.38 (0.175,0.431) 26.3 11.8 實施例8 8.5 0.5 (0.175,0.431) 20 7.4 比較例1 8.0 1.01 (0.20,0.41) 約10 3.9
由此結果，藉由本發明可實現相同的發光色，比以往 更高電流效率等之元件。 〔產業上利用性〕 本發明之有機EL元件係高亮度，發光效率高，耗電低 ，因此適用於資訊顯示機器、車用顯示機器、照明等領域 。具體而言，適用於掛壁式電視之平面發光體或顯示器之 背光等之光源。 於茲引用本說明書之文獻或公報的內容。 【圖式簡單說明】 -33- (30) 200541401 〔圖1〕係實施例1之有機EL元件的圖。 〔圖2〕係實施例3之有機EL元件的圖。 【主要元件符號說明】
1卜 2 1 玻璃基板 12， 22 透明電極 13, 23 TPD 232膜 14， 24 電洞傳輸層 15, 25 Host No.l : FIrpic 膜 16 由主材料所構成之層 17 Host Νο·2 : FIrpic膜 18, 28 電子注入性電極 19， 29 金屬陰極 26 Host Νο·3 ·· FIrpic膜 27 電子傳輸層 100 ，200 有機E發光元件 -34-

Claims (1)

  1. 200541401 (1) 十、申請專利範圍 1 · 一種有機電激發光元件，其係在陽極與陰極間含有 多層發光層的有機電激發光元件，其特徵係該發光層之各 層爲含有三重態能隙値爲2.52eV以上，3.7eV以下的主材 料’及由具有重金屬之金屬錯合物所構成之參與三重態之 發光性摻雜劑。 2 ·如申請專利範圍第丨項之有機電激發光元件，其中 φ 該發光層之各層之主材料不同。 3 ·如申i靑專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中 多層發光層之主材料中’至少其中之一爲具有咔唑基的有 機化合物。 4 ·如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中 多層發光層之主材料中，至少其中之一爲具有咔唑基及具 有3價氮雜環的有機化合物。 5 ·如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中 • 形成該發光層之主材料之電離電位或電子親和力之値各層 • 不同。 • 6 ·如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中 在該發光層中，各發光層之主材料之電離電位或電子親和 力之差爲〇.2eV以上。 7 ·如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中 該發光層爲鄰接層合。 8 ·如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中 形成該發光層之主材料之光學能隙値爲由陽極側面向陰極 -35- 200541401 (2) 側爲相同或變小。 9 .如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其係 層合由電洞傳輸性優異之主材料所構成之發光層與由電子 傳輸性優異之主材料所構成之發光層。 1 〇 .如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中 該發光層之至少一層含有多種該發光性摻雜劑。 1 1 .如申請專利範圍第1項之有機電激發光元件，其中 該發光層中，最接近陰極之陰極側發光層上含有與該發光 性摻雜劑不同的第1摻雜劑。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之有機電激發光元件，其 中該第1摻雜劑爲金屬錯合物。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項之有機電激發光元件，其 中該第1摻雜劑之電子親和力爲當元件內含有電子傳輸層 時，在形成電子傳輸層之電子傳輸材料之電子親和力與該 陰極側發光層之主材料之電子親和力之間，當元件內不含 電子傳輸層時，在陰極材料之功函數與該陰極側發光層之 主材料之電子親和力之間。 -36-
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