TW201036225A - Organic electroluminescence element - Google Patents

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TW201036225A
TW201036225A TW099116519A TW99116519A TW201036225A TW 201036225 A TW201036225 A TW 201036225A TW 099116519 A TW099116519 A TW 099116519A TW 99116519 A TW99116519 A TW 99116519A TW 201036225 A TW201036225 A TW 201036225A
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light
emitting layer
layer
organic
dopant
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Kenichi Fukuoka
Masahide Matsuura
Hiroshi Yamamoto
Chishio Hosokawa
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Idemitsu Kosan Co
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Description

201036225 六、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EL元件有發光材料使用無機化合物所成之無機EL 元件與使用有機化合物所成之有機EL元件,其中’特別 是有機EL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EL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1 2、1 3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- 201036225 發光層14之能級之價電子位準EVO( 準ECO(LUMO)。電子由陰極13側 12側注入,電子與電洞在發光層14結1 以上述購成爲基礎,此外可適當設 層或電子注入層者,例如有陽極/電洞 光層/陰極,或陽極/電洞注入、傳輸 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 注入電洞,且可由陰極或電子注入層注 (2)傳輸功能:以電場的力量移 子與電洞)之功能 (3 )發光功能:提供電子與電洞 處具有連結發光之功能。 電洞注入、傳輸層具有由陽極注入 有機發光層之功能,也可分別製作電洞 層。電子注入層具有由陰極注入電子, 光層之功能。 爲了提高發光層之發光可添加微量 劑)已爲人知。 圖5係表示添加摻雜劑之有機EL 圖中,ECh爲主之傳導位準,EVh爲 ECd爲摻雜劑之傳導位準,EVd爲摻雜 Egh爲主之能隙(ECh與EVh之差), HOMO )與傳導位 注入,電洞由陽極 会產生發光。 置電洞注入、傳輸 注入、傳輸層/發 層/發光層/電子 陽極或電洞注入層 入電子之功能 動注入之電荷(電 再結合的場所,此 電洞,將此傳送至 注入層/電洞傳輸 將此傳送至有機發 之螢光分子(摻雜 元件的能量圖。此 主之價電子位準, 劑之價電子位準。 Egd爲摻雜劑之之 201036225 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EL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 Q 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 201036225 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5 5 03 9 1 0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9 8/0 83 60 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1 2-68057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 - 201036225 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主材料與第1摻雜劑所構成之第1發光 層;至少由第2主材料與第2摻雜劑所構成之第2發光 層;陰極,其中前述第1主材料之能隙Egh 1、第1摻雜劑 之能隙Egd 1、第2主材料之能隙Egh2及第2摻雜劑之能 隙Egd2滿足下述式,且來自前述第1發光層之發光光譜 之最大發光波長之發光強度 Π及來自前述第2發光層之 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
Egdl> Egd2 II > 3.5x1 2 〔2〕如〔1〕項之有機電致發光元件,其係滿足j i > 5x1 2的關係。 〔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 極;至少由第1主材料與第1摻雜劑所構成之第1發光 201036225 層;至少由第2主材料與第2摻雜劑所構成之第2發光 層;陰極’其中前述第1主材料之能隙Eghl、前述第1摻 雜劑之能隙Egdl、前述第2主材料之能隙Egh2及前述第 2摻雜劑之能隙E g d 2滿足下述式
Eghl > Egdi Egh2> Egd2 Egdl > Egd2 > 2.7eV 〔5〕如〔1〕〜〔4〕項中任一項之有機電致發光元 件,其中前述第丨發光層中,前述第丨摻雜劑對前述第i 主材料之比例爲0.1〜1 〇m〇l% 。 〔6〕如〔1〕〜〔5〕項中任一項之有機電致發光元 件,其中前述第2發光層中,前述第2摻雜劑對前述第2 主材料之比例爲0.1〜1 〇 m ο 1 % 。 〔7〕如〔1〕〜〔6〕項中任一項之有機電致發光元 件’其中前述第1主材料或第2主材料之至少其中之一爲 下述一般式[1]表示之化合物, (αγ1Η-χ) ⑴ m η 〔式中,Ar 1係核碳數6〜50之芳香族環,X爲取代 基,m爲1〜5之整數,η爲0〜6之整數,時’ Ar -10- 201036225 会2時’X係各自可相同或不 係各自可相同或不同 同〕。 〔8〕如〔1〕 〔7〕項中任一項之有機電致發光元 件’其中前述第1主材料與第2主材料係相同。 〔9〕如〔1〕〜〔8〕項中任一項之有機電致發光元 件’其中前述帛!摻雜劑材料或第2摻雜劑材料之至少其 中之一爲下述一般式[2]表示之化合物,
[2] 〔式中’ ΑΓ2〜Ar4係取代或非取代之核碳數6〜50之 芳香族基、取代或非取代之苯乙烯基,P爲1〜4之整 Q 數,p 2 2時’ Ar3、Ar4係各自可相同或不同〕。 〔1 0〕如〔1〕〜〔9〕項中任一項之有機電致發光元 件,其中前述第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光 元件,其中來自前述第2發光層之發光光譜之最大發光波 長之發光強度I 2爲I 2 = 0。 〔12〕如〔1〕〜〔11〕項中任一項之有機電致發光 元件,其係於前述第2發光層與陰極間設置電子注入層’ 此電子注入層爲具有電子移動度l〇_4cm2/ ( V ·秒)以上 -11 - 201036225 者。 〔1 3〕如〔1 2〕項之有機電致發光元件,其中前述電 子注入層含有由含氮雜環衍生物所構成之有機化合物。 〔14〕如〔13〕項之有機電致發光元件,其中前述由 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主材料與第1摻雜劑所構成之第1發光 層;至少由第2主材料與第2摻雜劑所構成之第2發光 層;陰極,其中該第1主材料之能隙Egh 1、第1摻雜劑之 能隙Egdl、第2主材料之能隙Egh2及第2摻雜劑之能隙 Egd2滿足下述式’且由前述第1發光層所產生之發光光譜 之最大發光波長之發光強度 Π及來自前述第2發光層之 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 Egdl> Eg(j2 II > 3.5x1 2 -12- 201036225 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主材料之能隙 Eghl、第1摻雜劑之能隙Egdl、第2主材料之能隙Egh2 ^ 及第2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摻雜劑與第2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。 Q 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。 被注入發光層之電洞與電子產生再結合,隨著往陰極5側 -13- 201036225 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lxlO5〜106V/cm之 電場區域之電子移動度理想爲l(T4cm2/ ( 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〔麥照 Electronic Process in Organic Crystals ( M.Pope,C.E.Swenberg ) , Organic
Molcular Solids ( W.Jpnes)]。 本說明書係以Time of flight法來計算。具體而言, 測定ITO/有機層(電子注入層等)/A1之構成經光照射所 產生之過渡電流之時間特性(過渡時間特性),以下述式 -14- 201036225 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) 一般而言,能隙較大之材料相對於能隙較小之材料而 言,亮度減半壽命較長的材料較少,材料選擇困難,但是 ^ 藉由此構成,縱然第2發光層幾乎不發光,也可延長有機 E L元件之壽命。 此有機EL元件1之第1主材料之能隙(Eghl )大於 第1摻雜劑之能隙(Egdl ) ’即滿足Eghl > Egdl的關係。 第1摻雜劑之能隙Egdl大於2.7eV較佳。一般而 言,能隙較大之摻雜劑之有機EL元件的亮度減半壽命較 短者比能隙較小爲多。因此’全彩用之純藍色之有機E L 元件很難達到長壽命化’但是本發明採用上述構成可得到 Q 極長壽命之純藍色發光。 第2發光層至少第2主材料及第2摻雜劑。 第2主材料之能隙Egh2大於第2摻雜劑之能隙 Egd2。即滿足Egh2〉Egd2之關係。 第1摻雜劑之能隙Esdl大於第2摻雜劑之能隙Egd2. 即滿足Egdl > Egd2之關係。 第2摻雜劑之能隙Ew2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。 -15- 201036225 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 xl 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II > 5x1 2,更理想爲II > 10x1 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主材料與第1摻雜劑所構成之第1發光層;至少由 第2主材料與第2摻雜劑所構成之第2發光層;及陰極, 其中該第1主材料之能隙Egh 1、第1摻雜劑之能隙 Egdl、第2主材料之能隙Egh2及第2摻雜劑之能隙Egd2 滿足下述式
Egh 1 > Egdl -16- 201036225
Egh2〉Egd2
Egdl > 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π]表示之材料作爲 發光材料之主材料使用,
〔式中,ΑΓ1係核碳數6〜5〇之芳香族環,χ爲取代 基,m爲1〜5之整數,11爲〇〜6之整數,時,μ 係各自可相同或不同,。2日寺,χ係各自可相同或不 同〕。
Ar之具體例有苯環、萘環、蒽環、亞聯苯環、裝 環' 苊烯環 '芴環、菲環、熒蒽環、醋菲烯環、三亞苯 環、比環、窟壤、丁省環、茜環、茈環、二苯並菲環、戊 -17- 201036225 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、危嫌環、荀環、菲環、熒 蒽環、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、熒蒽環、 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1〜50之垸 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〜 50之芳硫基、取代或未取代之碳數1〜50之羰基、取π 或非取代之苯乙烯基、鹵原子、氰基、硝基、羥基胃。 取代或非取代之核碳數6〜5 0之芳基例如有苯基、i _ 萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、丨-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-熒蒽基、9,9-二甲基_2_癸意 基、3-熒蒽基等。 -18- 201036225 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5〜5 0之芳香族雜環基例如有 1 -吡咯基、2 -吡咯基、3 -毗咯基、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-D弓丨哚基、6-D弓丨哚基、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 -苯並咲喃基、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 -喹琳基、8 -喹啉基、1 -異D奎啉 基、3 -異喹啉基、4 -異喹啉基、5 -異喹啉基、6 -異D奎啉 基、7 -異喹啉基、8 -異喹啉基、2 -喹喔啉基、5 - D|喔啉 基、6 -哮喔啉基、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、1 0 -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 -19- 201036225 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 繞啉-5-基、1,9-菲繞啉-6-基、1,9-菲繞啉-7-基、1,9 非繞琳-8-基、1,9-非繞琳-10 -基、〗’ 10-非繞琳-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-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-非繞琳-1-基、2’ 8-非繞琳-3-基、2,8-非繞琳-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 〇 -吩噻嗪基、1 -吩噁嗪基、2 -吩噁嗪基、3 -吩噁嗪 基、4 -吩噁嗪基、1 0 -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 - -20- 201036225 基、3-( 2-苯基 4·甲基 1 ·吲哚 、2-第三 丁基 1 - 基-3 - υ弓| 哚基、 甲基吡咯基-5-基、2-第三丁基吡咯基-4·基、 丙基)吡咯基-1 -基、2-甲基1 -吲哚基 基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基3-吲哚3 吲哚基、4-第三丁基-1-吲哚基、2-第三 4-第三丁基-3-吲哚基等。 取代或非取代之碳數1〜5 0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 ❹ 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’ 3-二溴基第三丁 基、1,2,3 -二漠丙基、确甲基、1-攝乙基、2 -姚乙基、 Q 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、卜氰乙基、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、環丙基、環丁基、環 -21 - 201036225 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、卜氯乙基、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、丨-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。 取代或非取代之碳數1〜5 0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、萘基甲基、萘基乙基、2-α-萘基 -22- 201036225 乙基、l-α-萘基異丙基、2-α:-萘基異丙基、 基、1-/3-萘基乙基、2-石-萘基乙基、1-/3-萘基 2 -冷-萘基異丙基、1 -吡咯基甲基、2 ·( 1 -吡咯基 對甲基苄基、間甲基苄基、鄰甲基苄基、對氯卞 苄基、鄰氯苄基、對溴苄基、間溴苄基、鄰溴蒙 碘苄基、間碘苄基、鄰碘苄基、對羥基苄基、 基、鄰羥基苄基、對胺基苄基、間胺基苄基、 ^ 基、對硝基苄基、間硝基苄基、鄰硝基苄基、 基、間氰基苄基、鄰氰基苄基、1-羥基-2-苯基異 氯-2-苯基異丙基等。 取代或非取代之核原子數5〜5 0芳氧基係 示, Y’例如有苯基、1-萘基、2 -萘基、1-蒽 基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4_菲 基、1-丁省基、2-丁省基、9-丁省基、1-芘基、 4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、對聯 Q 基、對聯三苯基-3-基、對聯三苯基-2-基、間聯 基、間聯三苯基-3-基、間聯三苯基-2-基、鄰甲 甲苯基、對甲苯基、對第三丁基苯基、對(2 -苯 苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基' 4-甲基 4’-甲基聯苯基、4”-第三丁基對聯三苯基-4-基 基、3 -吡咯基、吡嗪基、2 -吡啶基、3 -吡啶基 基、2 -吲哚基、3 -吲哚基、4 -吲哚基、5 -吲哚基 基、7-D弓丨哚基、1-異吲哚基、3-異吲哚基、4-異 5 -異吲哚基、6 -異吲哚基、7 -異吲哚基、2 -呋喃 /3 -萘基甲 :異丙基、 :)乙基、 :基、間氯 ,苄基、對 間羥基苄 鄰胺基苄 對氰基苄 [丙基、1- 以-〇 Y ’表 基、2-蒽 基、9-菲 2-芘基、 三苯基-4-三苯基-4-苯基、間 基丙基) -1 -恩基、 、2 -咄略 、4 - D比U定 、6 - D引D朵 吲哚基、 基、3 -呋 -23- 201036225 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 -喹 啉基、4 -嗤啉基、5 - 口奎琳基、6 -嗤琳基、7 -哮啉基、8 - 口奎 啉基、-異喹啉基、3 -異喹啉基、4 -異喹啉基、5 -異喹啉 基、6 -異喹琳基、7 -異喹啉基、8 -異喹啉基、2 -喹喔琳 基、5 _喹喔啉基、6 -喹喔啉基、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D定基、6 -非卩疋基、7 -非D疋基、8 -非D疋基、9 -非Π疋基、1 0 _ 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、 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-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-1 0 -基、1,1 0 -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 -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, -24- 201036225 8 -非繞琳-1 -基、2,8 -非繞琳-3 -基、2,8 -非繞咐 2,8-菲繞啉-5-基、2,8-菲繞啉-6-基、2,8-菲 基、2,8菲繞啉-9-基、2,8-菲繞啉-10-基、2, 啉-1-基、2,7-菲繞啉-3-基、2,7-菲繞啉-4-基、 繞咐-5-基、2’ 7 -非繞琳-6-基、2’ 7 -菲繞琳-8-基 菲繞啉-9 -基、2,7 -菲繞啉-1 0 -基、1 -吩嗪基、 基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4. q 基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4. 基、2 _噁唑基、4 -噁唑基、5 -噁唑基、2 _噁二唑3 二唑基、3-氧二氮雜茂基、2-噻嗯基、3-噻嗯基、 吡咯基-1 -基、2 -甲基吡咯基-3 -基、2 -甲基吡咯基 2-甲基吡咯基-5-基、3-甲基吡咯基-1-基、3-甲基 2 -基、3 -甲基吡咯基-4 -基、3 -甲基吡咯基-5 -基、2 基吡咯基-4 -基、3 - ( 2 -苯基丙基)吡略基-1 -基、 1- 吲哚基、4-甲基1-吲哚基、2-甲基-3-间哚基、4 Q 吲哚基、2-第三丁基-1-吲哚基、4-第三丁基-bD引 2- 第三丁基-3-吲哚基、4-第三丁基-3-卩§丨哚基等。 取代或非取代之核原子數5〜50之硫芳基係乜 示, Y"例如有苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基 基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基 基、1-丁省基、2 -丁省基、9 -丁省基、1-芘基、2 4-芘基、2-聯苯基、3-聯苯基、4-聯苯基、對聯三 基、對聯三苯基-3-基、對聯三苯基-2-基、間聯三 基、間聯三苯基-3-基、間聯三苯基-2-基、鄰甲萍 -4-基、 繞啉-7- 7-菲繞 2,7-菲 ;' 2,7 2 -吩嗪 -吩噻嗪 -吩噁嗪 ^、5 - D惡 2-甲基 -4-基、 吡咯基--第三丁 2-甲基 -甲基3-哚基、 :-S Y ” 表 .、2-蒽 :、9-菲 _比基、 苯基-4-苯基-4- :基、間 -25- 201036225 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-卜蒽基、 4 ’ -甲基聯苯基、4 "-第三丁基對聯三苯基-4 -基' 2 -吡咯 基、3 -吡咯基、吡嗪基、2 -吡啶基、3 -吡啶基、4 -吡啶 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-喹 啉基、4 -喹啉基、5 -喳啉基、6 -喹啉基、7 -喹啉基、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 -異喳啉基、2 - D奎喔啉 基、5 -喹喔啉基、6 -喹喔啉基、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-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 繞琳-4-基、1 ’ 7-非|発琳-5-基、1,7-非繞琳-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 -26- 201036225 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-1 0 -基、1,1 0 -菲繞啉-2 -基、 1,1 0 -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, 0 8 -非繞琳-1 -基、2 ’ 8 -非繞琳-3 -基、2 ’ 8 -非繞琳-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 -菲繞琳-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 Q 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-吲哚基、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-3-吲哚基等。 -27- 201036225 取代或非取代之碳數1〜50之羰基係以-COOZ表 示’Z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、〗,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、丨_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、〗·換 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。 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。 -28- 201036225
-29- 201036225
-30- 201036225
-31 - 201036225
-32- 201036225
本發明之有機EL元件爲了簡單蒸鍍時,第1主材料 與第2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- 201036225 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6〜50之 芳香族基、取代或非取代之苯乙烯基,p爲1〜4之整 數’ p 2 2時,Ar3、Ar4係可分別爲相同或不同〕。 取代或非取代之核碳數6〜5 〇之芳基例如有苯基、i _ 萘基、2-萘基、丨_蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1·菲基、2•菲 基、3-菲基、4_菲基、9-菲基、卜丁省基、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 二丁基苯基、對-(2 -苯基丙基)苯基、3 -甲基-2-萘基、 4-甲基-1-蔡基、4-甲基-1-葱基、4,-甲基聯本基、4"_第二 丁基對聯三苯基_4_基、2-熒蒽基、9,9-二甲基·2_焚葱 基、3-熒蒽基等。 較理想者爲苯基、卜萘基、2-萘基、9-菲基、丁省 基、2~丁省基、9-丁省基、1-芘基、2-芘基、4-芘基 2- -34- 201036225 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- 201036225
Me
-36- 201036225
-37- 201036225
-38- 201036225
-39- 201036225
-40- 201036225
-41 201036225
Me -42- 201036225
OMe MeO
OMe ❹
EtO
OMe Ο COOMe
COOMe 〇Et EtO hQkn
OEt OEt COOMe
COOMe H -43- 201036225
OMe -44- 201036225
Me
0 -45- 201036225
第1摻雜劑對於第1主材料之比例爲〇. 1〜1 Omol% , 特別理想爲1〜lOmol% 。小於0· lmol%時,無法得到充 分之發光,而超過lOmol%時,產生濃度消光’發光效率 -46- 201036225 有降低的疑慮。 第2摻雜劑對於第2主材料之比例爲0·1〜:lOmol% , 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i0nm 〜4 0nm。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。 q 第2發光層可配合第1發光層來調整,理想爲i〇nm 〜40nm,特別理想爲10nm〜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 Q 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5 7- 5 1 78 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- 201036225 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〗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 (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- 201036225 (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 ❹ 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•鋸之玻璃、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、鉛、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鍍法或濺鍍法等形成薄膜來製作 陽極。 -49- 201036225 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/Π 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1〇〜200nm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 於外加1〇4〜l〇6V/cm之電場時,至少爲l(T4cm2/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3,1 1 2,1 97 號說明書等),噁二唑衍生物(參照美國專利3,1 89, 447號說明書等),咪唑衍生物(參照日本特公昭3 7 — 1 6096號公報等)’聚芳烷衍生物(參照美國專利3, 615,402號說明書’同第3,820,989號說明書,同第 3,542,544號說明書,特公昭45— 555號公報,同51 — 10983號公報,特開昭51— 93224號公報,同55—17105 號公報,同56—4148號公報,同55— 108667號公報,同 5 5 — 1 5 6 9 5 3號公報,同5 6 — 3 6 6 5 6號公報等),吡唑啉 -50- 201036225 衍生物及吡唑酮衍生物(參照美國專利第3,1 80,729號 說明書,同第4,278,746號說明書,特開昭5 5 — 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5 5 — 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 0 4 6 — 3 7 1 2號公報,同47 — 2 5 3 3 6號公報,特開昭54- 53435號公報,同54— 110536號公報,同54— 119925號 公報等),芳胺衍生物(參照美國專利第3,567,45 0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—35702號公報,同39 — 27577號公報,特開昭 55 — 144250號公報,同56 — Q H9132號公報,同56 — 22437號公報,西德專利第1, 11 〇 ’ 5 1 8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3,5 2 6,5 0 1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56-46234號公報 等)’芴衍生物(參照特開昭54— 110837號公報等), 脘衍生物(參照美國專利第3,71 7,462號說明書,特開 昭54— 59143號公報,同55— 52063號公報,同55 — 52064號公報,同55—46760號公報,同55-85495號公 -51 - 201036225 報,同5 7 — 1 1 3 50號公報,同57 — 1 48749號公報,特開 平2 — 3 1 1 59 1號公報等),芪衍生物(參照特開昭6 i _ 2 1 03 63號公報,同第6 1 — 22845 1號公報,同61—ι4642 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4,95〇,950號說明書),聚砂院 (特開平2 - 204996號公報),陰離子系共聚物(特開平 2 — 282263號公報),特開平1 — 2 1 1 3 99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,較理想者爲卟啉化 合物(日本特開昭63 - 295 6965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5 3 — 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 — 9 8 3 5 3號公報’同63 — 29 5 69 5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〔N-(l-萘基)_N-苯胺基〕聯苯 (以下簡稱爲「α-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- 201036225 (Ν· ( 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-Si、p型-Sic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、L B法等公知之方法,形成薄膜化可製成電洞注入、 0 傳輸層。電洞注入、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10· 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 _ Q 1 93 1 9 1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- 201036225 爲含有8-羥基喹啉(~般爲8 -喳啉酚或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。
(式中 Ar5,、 Ar6,、 Ar7,、 Ar9,、 Ar10,、
Ar 13 ’係分別爲取代或非取代之芳基,彼此可相同或不 同,Ar8’、 Ar11’、 Ar12 ’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1〜10之烷基、碳數1〜10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 - 201036225 此電子傳達化合物之具體例有下述所列舉者。
其他之含氮雜環衍生物之有機化合物例如有下$ _ 式〔6〕表示之化合物。 〇 [6] HAr—L1—Ar14-Ar15 (式中HAr係可具有取代基之碳數3〜40之含氮_ 環基,L1爲單鍵、可具有取代基之碳數6〜60之伸# 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,Ar14係可具有取代基之碳數6〜60之2價$ 芳烴基’ Ar 15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- 201036225 上述式〔6〕之化合物可藉由日本特願2003 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 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 物0 -004139 物中, 之化合
(式中A1〜A3係氮原子或碳原子,R爲可具 基之碳數6〜60之芳基、或可具有取代基之碳數3 雜芳基、碳數1〜2〇之烷基、碳數丨〜2〇之鹵烷基 1〜20之烷氧基、q爲〇〜5之整數,9爲2以上萌 之R可相同或不同,相鄰之多數之R基彼此鍵箱 碳環芳香環。Ar16爲可具有取代基之碳數6〜60 5 可具有取代基之碳數3〜60之雜芳基,Ar17爲氫頂 數1〜20之烷基、碳數1〜20之鹵烷基、碳數1〜 氧基' 可具有取代基之碳數6〜60之芳基、可具窄 之碳數3〜6〇之雜芳基,(但是Ar16、Ar17其中二 具有取代基之碳數10〜60之縮合環基、可具有耳 碳數3〜60之)。L2、L3係分別爲單鍵、可具有写 有取代 〜60之 、碳數 ,多數 可形成 芳基、 子、碳 20之烷 取代基 .一爲可 :代基之 【代基之 -56 - 201036225 碳數6〜60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2003-005184 號之方法來合成。 咪唑衍生物例如有下述一般式〔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6〜6〇之 方基、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卜20之院基、或可具有取代基之碳 數1〜20之院氧基’r爲〇〜4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,林基、可具有取代基之碳數1〜20之院基或可 具有取代基之碳數之院氧基’ R3爲氫原子、可具 -57- ' 201036225 有取代基之碳數6〜60之芳基、可具有取代基之 可具有取代基之喹啉基、可具有取代基之碳數i 基或可具有取代基之碳數1〜20之院氧基,L4 取代基之碳數6〜60之伸芳基' 可具有取代基 基 '可具有取代基之伸喹啉基、可具有取代基之 Ar18爲可具有取代基之碳數6〜60之伸芳基、可 基之伸卩比陡基、可具有取代基之伸鸣咐基, 有取代基之碳數6〜60之芳基、可具有取代基之 可具有取代基之喹啉基、可具有取代基之碳數i 基或可具有取代基之碳數1〜20之院氧。 ±述3 (8〕勿Μ藉由曰本特願2〇〇3 之方法來合成。 含氮雜環衍生物之有機化合物之具體例如τ 吡啶基、 〜20之烷 爲可具有 之伸吡啶 伸苟基, 具有取代 19爲可具 吡啶基、 t 20之烷 -67 847 號 述。 -58- 201036225
本發明中,電子注入層係在電場強度(E)爲104〜 ❹ 1 06V/cm之區域內,電子移動度爲1 〇_4cm2/ ( V ·秒)以 上較佳。這種具有電子移動度之有機化合物用於電子注入 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,因此可控制 第2發光層之發光,可得到色純度更優之窄帶發光,高效 率且長壽命。 因此’電子注入層可使用電子移動度較高之化合物, 例如有上述含氮雜環衍生物之有機化合物,特別是咪唑吡 嗪衍生物及/或咪唑衍生物。 -59- 201036225 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) 、Κ(功函數:2.28eV) 、:Rb (功函 數:2.16eV )及Cs (功函數:l_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 —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C s,最理想爲C s。 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 2.9eV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- 201036225 揮還原能力,添加於電子注入區域’可提筒有機E L兀件 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 0 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。理想之驗 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 ❹ 有 Ba、Ca、Sr、Yb、A1、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 - 201036225 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 之具體例有納、鈉-紳合金、錶、鍾、錶·銀合金、銘/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。 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鋁、氟化鋰、氧化鋰、 氟化絶、氧化鉋、氧化鎂、氟化鎂、氧化鈣、氟化鈣、氮 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- 201036225 /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Ιμιη以下,較佳爲10〜200nm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,藉由真空蒸鑛法、旋轉塗佈法、鑄膜法、LB 0 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 〇r, 真空度107〜1031〇1^、蒸鍍速度〇.〇1〜5〇11111/秒、基板 溫度-50〜300 °C、膜厚5nm〜5μιη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 〇 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- 201036225 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、;^ 。 但是爲了避免底層之有機物質在製膜時損傷,使 鑛法較佳。 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(mbe 法)或溶解於溶媒之溶液的浸漬法、旋轉塗佈法、f壽膜 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E L元件外加直流電壓時,若以陽極爲+、陰 極爲一之極性’外加5〜4 0 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 形。 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 - 201036225 【實施方式】 〔實施例〕 以下詳細說明本發明之實施例,但是本發明不受這些 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下 述方法評價。 0 ( 1 )能隙:由苯中之吸收光譜之吸收端測定。具體 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-1 000、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 Q 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Π、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- 201036225 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Ila、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12a、I2b。II、12滿足下式。
Ia = I 1 * 11 a+ 12 * I2a
Ib = Il 氺 Ilb+ 12 氺 I2b 由上述式得到π、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1000nit '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I〜 2 μ m )/ 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- 201036225
TPD2 3 2
-67- 201036225
D 2
實施例1 將25mmx75mm><l.lmm厚之含ITO透明電極的玻璃 -68- 201036225 基板(ZIOMATIC公司製)置於異丙醇中進行超音波清洗 5分鐘後,以UV臭氧清洗30分鐘。 將清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N,N’-雙(N,N,-二苯基-4-胺基苯基)-Ν’ N-二苯基-4,4、二胺基-1,丨’-聯苯膜(以下簡稱爲 「TPD232膜」),以覆蓋上述透明電極。 ◎ 在形成TPD232膜後,在TPD23 2膜上,形成膜厚 2 0nm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。 蒸鑛第1發光層之主材料Η1與第1摻雜劑di,使 Dl: Η1之比成爲1.0: 20(重量比),形成膜厚20nm之 層(第1摻雜劑約5 · 4莫耳% )。牝層具有第2發光層的 功能。 〇 蒸鍍第2發光層之主材料H1與第2摻雜劑D2,使 D2: H1成爲1.0·· 20(重量比)’形成膜厚2〇請之層 (弟2 ί爹雜劑約5.7旲耳% )。此騰具有第2發光層的功 倉b 。 此膜上形成膜厚l〇nm之Alq腾。此Aiq膜具有電子 注入層的功能。
Alq之電子移動度爲5x10 秒)(e = 5x 1 05V/cm )。 此後將還原性摻雜物之Li(Li衡:saesgetter公司製)與 -69- 201036225
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膜上蒸鍍金屬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D1 : H1之比 改成0.3: 10(重量比),第2發光層之膜厚改成30nm, 且D2 : HI之比改成1.4 : 30 (重量比)外,其餘同實施 例1製作有機EL元件(第1摻雜劑約3 · 3莫耳% ’第2 摻雜劑約5.3莫耳% )。 實施例3 除了第1發光層之膜厚改成2〇nm,且Dl ·· H1之比 改成0.5: 20(重量比),第2發光層之膜厚改成20 nm, 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摻雜劑約2.8莫耳% ’第2 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10 ·· 20 (重量比)外’其餘同實施例1製作有機EL 元件(第1摻雜劑約5 · 7莫耳% ’第2摻雜劑約4 · 8莫耳 -70- 201036225 % 實施例5 除了使用ETM-020取代形成電子注入層之Alq外, 其餘同實施例1製作有機EL元件。 ETM-020之電子移動度爲 4xl(r4cm2/(V·秒) (E = 5xl05V/cm)。 ❹ 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20nm, 且不使用D2外,其餘同實施例1製作有機EL元件(第1 摻雜劑約5.4莫耳% ,第2摻雜劑爲0莫耳% )。 比較例2 q 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1.0·· 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E L元件(第1摻雜劑約5 ·7莫耳% ’第2摻雜劑 爲〇莫耳% )。 比較例3 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1.0: 20(重量比)’第2發光 -71 - 201036225 層之膜厚改成2〇nm,且D1 : HI之比改成1.0 ·· 20 (重量 比)不使用D2外,其餘同實施例1製作有機EL元件 (第1摻雜劑約5.7莫耳% ,第2摻雜劑約5.4莫耳 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摻雜劑約4.8莫耳% ,第2摻雜劑爲〇 莫耳% )。 比較例5 除了第1發光層之膜厚改成2〇nm,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1.0: 20(重量比) 外,其餘同實施例1製作有機EL元件(第1摻雜劑約 4 · 8莫耳% ,第2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EL元 件之各有機EL元件之發光層的構成、由第1發光層所產 -72 - 201036225 生之發光光譜之最大發光波長之發光強度(π)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 Η1Λ01 (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 (3.0eV/2.6eV) 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ί發明之有機EL元件相較於僅使用能隙較大之 -73- 201036225 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摻雜劑與第2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. 201036225 七、申請專利範圍 1. —種有機電致發光元件,其特徵係依序含有陽極; 至少由第1主材料與第〗摻雜劑所構成之第1發光層;至 少由第2主材料與第2摻雜劑所構成之第2發光層;陰 極’其中前述第1主材料之能隙Egh 1、前述第1摻雜劑之 能隙Egdl、前述第2主材料之能隙Egh2及前述第2摻雜 劑之能隙Egd2滿足下述式 ❹ Eghl > Egdl Egh2> Egci2 Egdl > Egd2 > 2.7eV。 2. 如申請專利範圍第i項之有機電致發光元件,其中 前述第1發光層中,前述第1摻雜劑對前述第1主材料之 比例爲0.1〜lOmol% 。 3 ·如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件,其中 前述第2發光層中,前述第2摻雜劑對前述第2主材料之 〇 比例爲〇 · 1〜1 0 m ο 1 % 。 4 ·如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件,其中 前述第1主材料或第2主材料至少其中之一爲下述一般式 [1]表示之化合物,
    〔式中’ Ar1係核碳數6〜50之芳香族環,X爲取代 基’m爲1〜5之整數,n爲0〜6之整數,m22時,Ar -75- 201036225 係各自可相同或不同,ng2時,χ係各自可相同或不 同〕。 靑專利範圍第1項之有機電致發光元件,其中 則述第1主材料與前述第2主材料爲相同。 6.如申目靑專利範圍第1項之有機電致發光元件,其中 前述第1ί參雜劑或第2摻雜劑之至少其中之一爲下述一般 式[2]表不之化合物,
    〔式中’ At·2〜Ar4係取代或非取代之核碳數6〜50之 芳香族基、取代或非取代之苯乙烯基,p爲1〜4之整 數’ p 2 2時’ Ar3、Ar4係各自可相同或不同〕。 7 ·如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件,其中 前述第1發光.層之膜厚爲10nm以上。 8. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件,其中 來自前述第2發光層之發光光譜之最大發光波長之發光強 度 12 爲 12=0 。 9. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件,其係 於前述第2發光層與陰極間設置電子注入層,此電子注入 層具有電子移動度爲10_4cm2/(V.秒)以上者。 -76- 201036225 10.如申請專利範圍第9項之有機電致發光元件,其 中前述電子注入層含有由含氮雜環衍生物所構成之有機化 合物。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之有機電致發光元件,其 中前述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。 ❹ ❹ -77-
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