TW201639210A - 有機el元件 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種能夠進一步提升驅動安定性之有機EL元件。一實施形態之有機EL元件(1)係具備陽極(E1)、陰極(E2)、及配置在陽極與陰極之間之發光層(13)之有機EL元件,而且具備設置在發光層與陰極之間之多層型電子傳輸層(14),該多層型電子傳輸層(14)具有:電子傳輸層(14a),其係含有電子輸送材料;及發光層側混合層(14b),其係在電子傳輸層與發光層之間且與發光層相接而設置,而且比電子傳輸層更薄;該發光層側混合層係同時含有電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物。

Description

有機EL元件
本發明係有關於一種有機EL元件。
在有機電致發光元件(以下,有時稱為「有機EL元件」),係被要求提升元件壽命,亦即提升驅動安定性。例如,在專利文獻1所記載的技術,係在基板上層積有陽極、發光層及陰極之有機EL元件,藉由設置與發光層相接之電洞阻擋層來謀求提升驅動安定性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特許第4325197號公報
但是,近年來被要求進一步提升有機EL元件的驅動安定性。
因而,本發明之目的,係提供一種能夠進一步提升驅動安定性之有機EL元件。
本發明的一態樣之有機EL元件,係具備陽 極、陰極、及配置在陽極與陰極之間的發光層,前述有機EL元件係具備設置在發光層與陰極之間之多層型電子傳輸層,該多層型電子傳輸層具有:電子傳輸層,其係含有電子輸送材料;及發光層側混合層,其係在電子傳輸層與發光層之間且與發光層相接而設置,而且比電子傳輸層更薄;該發光層側混合層係同時含有電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物。
在上述構成,係具備具有發光層側混合層、及電子傳輸層之多層側電子傳輸層。而且,因為與發光層相接而設置之發光層側混合層,係除了電子輸送材料以外亦含有有機金屬錯合物化合物,所以能夠謀求提升驅動安定性。
在一實施形態,上述多層型電子傳輸層係進一步具備陰極側混合層,其係比電子傳輸層更靠近陰極側且與電子傳輸層相接而設置,陰極側混合層亦可同時含有電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物。
該構成之多層型電子傳輸層,係具在比電子傳輸層更靠近陰極側具有陰極側混合層。因為陰極側混合層除了電子輸送材料以外,亦含有有機金屬錯合物化合物,所以能夠使從陰極往電子傳輸層之電子注入更有效率化。其結果,能夠謀求降低驅動電壓。
在一實施形態,多層型電子傳輸層,亦可在發光層側混合層與電子傳輸層之間進一步具有金屬層。藉此,能夠謀求降低驅動電壓。
在一實施形態,上述發光層側混合層的厚度可為2nm至20nm。這是因為發光層側混合層的厚度小於2nm時容易產生針孔,發光層側混合層的厚度大於20nm時多層型電子傳輸層全體的厚度變為較厚且驅動電壓變高之緣故。
在一實施形態,在上述發光層側混合層所含有的有機金屬錯合物化合物,亦可為8-喹啉酚鈉。
依照本發明,能夠提供一種能夠進一步提升驅動安定性之有機EL元件。
1、2‧‧‧有機EL元件
11‧‧‧電洞注入層
12‧‧‧電洞傳輸層
13‧‧‧發光層
14、14A‧‧‧多層型電子傳輸層
14a‧‧‧電子傳輸層
14b‧‧‧第1混合層(發光層側混合層)
14c‧‧‧第2混合層(陰極側混合層)
14d‧‧‧金屬層
E1‧‧‧陽極
E2‧‧‧陰極
P‧‧‧基板
第1圖係示意性地顯示一實施形態之有機EL元件的結構之圖式。
第2圖係示意性地顯示另外的實施形態之有機EL元件的結構之圖式。
以下,邊參照圖式邊說明本發明的實施形態而進行說明。針對相同的要素係附加相同符號。重複的說明係省略。圖式的尺寸比率未必與說明一致。
(第1實施形態)
如第1圖示意性地顯示之第1實施形態之有機EL元件1,係依照下列順序在基板P上設置陽極E1、電洞注入層11、電洞傳輸層12、發光層13、多層型電子傳輸層14 及陰極E2而構成。有機EL元件1係能夠得到適合使用在面狀或平面狀照明裝置(例如使用作為掃描機的光源之面狀光源)及顯示裝置。
首先,說明基板P、陽極E1、電洞注入層11、電洞傳輸層12、發光層13及陰極E2。
<基板>
基板P係適合使用在有機EL元件1的製造步驟不會產生化學變化的基板,例如可為玻璃基板、矽基板等的硬質基板,亦可為塑膠基板、高分子薄膜等的可撓性基板。藉由使用可撓性基板,能夠使整體成為可撓性的有機EL元件。亦可在基板P預先形成用以驅動有機EL元件1之電極、驅動電路。
<陽極>
陽極E1係能夠適合使用電阻低的薄膜。陽極E1及陰極E2之中的至少任一方為透明。例如在底部發光(bottom emission)型的有機EL元件,配置在基板P側的陽極E1,係能夠適合使用透明且對可見光區域的光線之透射率較高者。作為陽極E1的材料,係能夠使用具有導電性之金屬氧化物膜、及金屬薄膜等。
具體而言,作為陽極E1,係能夠使用由氧化銦、氧化鋅、氧化錫、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide:簡稱ITO)及銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide:簡稱IZO)等所構成之薄膜;及含有至少1種類以上的金、鉑、銀、銅、鋁或該等金屬之合金等。
該等之中,作為陽極E1,從透射率及圖案化的容易性而言,係能夠適合使用由ITO、IZO、及氧化錫所構成之薄膜。又,從陰極E2側取出光線時,作為陽極E1,係能夠適合使用將來自發光層13的光線反射至陰極E2側之材料所形成為佳,作為此種材料,係以功函數3.0eV以上的金屬、金屬氧化物、金屬硫化物為佳。例如能夠使用有將光線反射程度的膜厚之金屬薄膜。
作為陽極E1的形成方法之例子,能夠舉出真空蒸鍍法、濺鍍法、離子噴鍍法、鍍覆法等。作為陽極E1,亦可使用聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等有機物的透明導電膜。
陽極E1的厚度,係能夠考慮光線的透射性、導電度等而適當地決定。陽極E1的厚度係例如10nm至10μm,較佳為20nm至1μm,更佳為50nm至500nm。
<電洞注入層>
電洞注入層11係具有改善從陽極E1的電洞注入效率的功能之功能層。作為構成電洞注入層11之電洞注入材料的例子,能夠舉出氧化釩、氧化鉬、氧化釕、及氧化鋁等的氧化物、苯胺化合物、星爆流(starburst)型胺化合物、酞花青化合物、非晶碳、聚苯胺、及如聚乙烯二氧噻酚(PEDOT)的聚噻吩衍生物等。
先前習知的具有電荷輸送性之有機材料,係藉由將其與電子接受性材料組合,而能夠使用作為電洞注入層材料。
作為電子接受性材料,能夠適合使用異聚酸(heteropoly acid)化合物和芳基磺酸。
異聚酸化合物係以Keggin型或Dawson型的化學結構表示之具有雜原子位於分子的中心之結構且為釩(V)、鉬(Mo)、鎢(W)等的含氧酸之同聚酸(isopolyacid)、與異種元素的含氧酸縮合而成之聚酸。作為異種元素的含氧酸,主要可舉出矽(Si)、磷(P)、砷(As)的含氧酸。作為異聚酸化合物的具體例,可舉出磷鉬酸、矽鉬酸、磷鎢酸、磷鎢鉬酸、矽鎢酸等。
作為芳基磺酸,可舉出苯磺酸、對甲苯磺酸(tosic acid)、對苯乙烯磺酸、2-萘磺酸、4-羥基苯磺酸、5-磺基柳酸、對十二基苯磺酸、二己基苯磺酸、2,5-二己基苯磺酸、二丁基萘磺酸、6,7-二丁基-2-萘磺酸、十二基萘磺酸、3-十二基-2-萘磺酸、己基萘磺酸、4-己基-1-萘磺酸、辛基萘磺酸、2-辛基-1-萘磺酸、己基萘磺酸、7-己基-1-萘磺酸、6-己基-2-萘磺酸、二壬基萘磺酸、2,7-二壬基-4-萘磺酸、二壬基萘二磺酸、2,7-二壬基-4,5-萘二磺酸等。
亦可將異聚酸化合物與芳基磺酸混合而使用。
電洞注入層11,係例如藉由使用含有前述電洞注入材料的塗佈液之塗佈法而形成。作為塗佈液的溶劑,係將電洞注入材料溶解者即可,例如可舉出氯仿、水、二氯甲烷、二氯乙烷等的氯系溶劑、四氫呋喃等的醚系溶劑、甲苯、二甲苯等的芳香族烴系溶劑、丙酮、甲基乙基酮等的酮系溶劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基賽路蘇乙酸 酯等的酯系溶劑。
作為塗佈法,能夠舉出旋轉塗佈法、鑄造法、微凹版塗佈法、凹版塗佈法、棒塗佈法、輥塗佈法、繞線棒塗佈法、浸漬塗佈法、噴霧塗佈法、網版印刷法、柔版印刷法、平版印刷法、及噴墨印刷法等。能夠藉由使用該等塗佈法之中之一,將前述的塗佈液塗佈在形成有陽極E1之基板P上而形成電洞注入層11。
亦能夠藉由真空蒸鍍法等來成膜形成電洞注入層11。而且,由金屬氧化物所構成之電洞注入層11時,亦能夠使用濺鍍法、離子噴鍍法等。
電洞注入層11的厚度之最佳值係依照所使用的材料而不同,能夠考慮被要求的特性及成膜的簡易性等而適當地決定。電洞注入層11的厚度係例如1nm至1μm,較佳為2nm至500nm,更佳為5nm至200nm。
<電洞傳輸層>
電洞傳輸層12,係具有用以改善來自與電洞傳輸層12的陽極E1側的界面相接之層(在第1圖為電洞注入層11)或較靠近陽極E1的電洞傳輸層12的電洞注入的功能之功能層。
作為構成電洞傳輸層12之電洞輸送材料,能夠舉出聚乙烯基咔唑或是其衍生物、聚矽烷或是其衍生物、在側鏈或是主鏈具有芳香族胺之聚矽氧烷衍生物、吡唑啉衍生物、芳胺衍生物、茋衍生物、三苯基二胺衍生物、聚苯胺或是其衍生物、聚噻吩或是其衍生物、聚芳胺或是 其衍生物、聚吡咯或是其衍生物、聚(對伸苯基乙烯)或是其衍生物、或聚(2,5-伸噻吩基乙烯)或是其衍生物等。作為構成電洞傳輸層12之電洞輸送材料,亦能夠舉出在特開2012-144722號公報所揭示之電洞輸層材料。
該等之中,作為電洞輸送材料,係以聚乙烯基咔唑或是其衍生物、聚矽烷或是其衍生物、側鏈或是在主鏈具有芳香族胺化合物基之聚矽氧烷衍生物、聚苯胺或是其衍生物、聚噻吩或是其衍生物、聚芳胺或是其衍生物、聚(對伸苯基乙烯)或是其衍生物、或聚(2,5-伸噻吩基乙烯)或是其衍生物等的高分子電洞輸送材料為佳,更佳是聚乙烯基咔唑或是其衍生物、聚矽烷或是其衍生物、側鏈或是在主鏈具有芳香族胺之聚矽氧烷衍生物。低分子的電洞輸送材料時,係使高分子黏結劑分散而使用為佳。
作為電洞傳輸層12的形成方法,在低分子的電洞輸送材料,能夠舉出由與高分子黏結劑的混合溶液成膜之方法,在高分子的電洞輸送材料,能夠舉出從溶液成膜之方法。
作為由溶液成膜所使用的溶劑,係使電洞輸送材料溶解者即可,能夠舉出氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等的氯系溶劑、四氫呋喃等的醚系溶劑、甲苯、二甲苯等的芳香族烴系溶劑、丙酮、甲基乙基酮等的酮系溶劑、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基賽路蘇乙酸酯等的酯系溶劑。
作為由溶液成膜的方法,能夠舉出作為成膜形成電洞注入層之方法已舉出的方法同樣的塗佈法。
作為混合之高分子黏結劑,係以不極度地阻礙電荷輸送者為佳,又,以使用對可見光之吸收較弱者為佳。作為該高分子黏結劑,能夠舉出聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚矽氧烷等。
作為電洞傳輸層12的膜厚之最佳值係依照所使用的材料而不同,並以使驅動電壓及發光效率係成為適當的值之方式而適當地設定。作為電洞傳輸層12的膜厚,必須至少為不產生針孔的厚度,另一方面,太厚時元件的驅動電壓太高而不佳。因而,該電洞傳輸層12的膜厚係例如1nm至1μm,較佳為2nm至500nm,更佳為5nm至200nm。
<發光層>
發光層13通常主要是含有發出螢光及/或磷光之有機物、或含有該有機物與輔助其之摻雜劑。摻雜劑係例如用以使發光效率提升、或使發光波長變化而添加。從溶解性的觀點而言,作為有機物,係以高分子化合物為佳。發光層13係以含有聚苯乙烯換算的數量平均分子量為103至108之高分子化合物為佳。作為構成發光層13之發光材料,例如能夠舉出下述色素系的發光材料、金屬錯合物系的發光材料或高分子系的發光材料。
作為色素系的發光材料,例如能夠舉出甲環戊丙胺(cyclopentamine)衍生物、四苯基丁二烯衍生物、三苯胺衍生物、二唑衍生物、吡唑喹啉衍生物、二苯乙烯基苯衍生物、二苯乙烯基伸芳基衍生物、吡咯衍生物、噻 吩環化合物、吡啶環化合物、紫環酮衍生物、苝衍生物、寡聚噻吩衍生物、二唑二聚物、吡唑啉二聚物、喹吖酮衍生物、香豆素衍生物等。
作為金屬錯合物系的發光材料,例如能夠舉出在中心金屬具有Tb、Eu、Dy等的稀土金屬、或Al、Zn、Be、Pt、Ir等且在配位體具有二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯并咪唑、喹啉結構等之金屬錯合物。作為金屬錯合物,例如可舉出銥錯合物、具有來自鉑錯合物等的三重態激發狀態的發光之金屬錯合物、鋁喹啉酚錯合物、苯并喹啉酚鈹錯合物、苯并唑基鋅錯合物、苯并噻唑基鋅錯合物、偶氮甲基鋅錯合物、卟啉鋅錯合物、啡啉銪錯合物等。
作為高分子系的發光材料,例如能夠舉出聚對伸苯基乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚對苯衍生物、聚矽烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚茀衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物、將上述色素材料或金屬錯合物材料高分子化而成之材料等。
上述發光材料之中,作為發出藍色光的材料,能夠舉出二苯乙烯基伸芳基(distyryl arylene)衍生物、二唑衍生物、及該等的聚合物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚對苯衍生物、聚茀衍生物等。尤其是高分子材料的聚乙烯基咔唑衍生物、聚對苯衍生物、聚茀衍生物等為佳。作為發出藍色光的材料,亦可舉出在特開2012-144722號公報所揭示之材料。
作為發出綠色光之材料,能夠舉出喹吖酮 (quinacridone)衍生物、香豆素衍生物、及該等的聚合物、聚對伸苯基乙烯衍生物、聚茀衍生物等。尤其是以高分子材料的聚對伸苯基乙烯衍生物、聚茀衍生物等為佳。作為發出綠色光之材料,亦可舉出在特開2012-036388號公報所揭示之材料。
作為發出紅色光之材料,能夠舉出香豆素衍生物、噻吩環化合物、及該等的聚合物、聚對伸苯基乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚茀衍生物等。尤其是以高分子材料的聚對伸苯基乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚茀衍生物等為佳。作為發出紅色光之材料,亦可舉出在特開2011-105701號公報所揭示的材料。
作為摻雜劑材料,例如能夠舉出苝衍生物、香豆素衍生物、紅螢烯(rubrene)衍生物、喹吖酮衍生物、角鯊烯鎓(squalium)衍生物、卟啉衍生物、苯乙烯基色素、稠四苯衍生物、吡唑啉酮(pyrazolone)衍生物、十環烯、吩酮(phenoxazone)等。
作為發光層13的形成方法,能夠舉出將含有發光材料的溶液塗佈在電洞傳輸層12上之塗佈法、真空蒸鍍法、轉印法等。該等之中,從製造步驟的容易性而言,係以使用塗佈法來形成發光層為佳。作為含有發光材料的溶液之溶劑,例如能夠使用作為用以形成前述的電洞注入層11之塗佈液的溶劑已舉出的溶劑。
作為塗佈含有發光材料的溶液之方法,能夠使用旋轉塗佈法、鑄造法、微凹版塗佈法、凹版塗佈法、 棒塗佈法、輥塗佈法、繞線棒塗佈法、浸漬塗佈法、狹縫塗佈法、毛細管塗佈法、噴霧塗佈法、噴嘴塗佈法、凹版印刷法、網版印刷法、柔版印刷法、平版印刷法、反轉印刷法、噴墨印刷法等。從圖案形成和容易分別塗佈多色而言,係以凹版印刷法、網版印刷法、柔版印刷法、平版印刷法、反轉印刷法或噴墨印刷法為佳。顯示昇華性之低分子化合物時,能夠使用真空蒸鍍法。而且,藉由使用雷射和摩擦之轉印、熱轉印等的方法,亦能夠只有在所需要的位置形成發光層13。
發光層13的厚度係通常約2nm至200nm。
<陰極>
作為陰極E2的材料,因為功函數較小且容易將電子注入至多層型電子傳輸層14,故以導電度高的材料為佳。將光線從陽極E1側取出時,為了藉由陰極E2將來自發光層13的光線反射至陽極E1側,作為陰極E2的材料,係以可見光反射率高的材料為佳。
陰極E2,係例如能夠使用鹼金屬、鹼土金屬、過渡金屬及周期表第13族金屬等。作為陰極E2的材料,例如能夠使用鋰、鈉、鉀、銣、銫、鈹、鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、鈧、釩、鋅、釔、銦、鈰、釤、銪、鋱、鐿等的金屬;前述金屬之中的2種以上之合金;前述金屬之中的1種以上、與金、銀、鉑、銅、錳、鈦、鈷、鎳、鎢之中的1種之合金;或使用石墨或石墨層間化合物等。在本說明書,鎂係包含在鹼土金屬。在以下的記載亦同樣。
作為合金的例子,能夠舉出鎂-銀合金、鎂-銦合金、鎂-鋁合金、銦-銀合金、鋰-鋁合金、鋰-鎂合金、鋰-銦合金、鈣-鋁合金等。
構成從陰極E2側將光線取出之元件時,係能夠使用透明導電性電極作為陰極E2,例如能夠使用由氧化銦、氧化鋅、氧化錫、ITO及IZO等的導電性金屬氧化物所構成之薄膜;和由聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等的導電性有機物所構成之薄膜。陰極係亦可具有2層以上的積層結構。
陰極E2的厚度係能夠考慮導電度及耐久性而適當地設定。陰極E2的厚度係例如10nm至10μm,較佳為20nm至1μm,更佳為50nm至500nm。
作為陰極E2的形成方法,例如能夠舉出真空蒸鍍法、濺鍍法、及將金屬薄膜進行熱壓黏之層合法等。
其次,說明多層型電子傳輸層14。如在第1圖所顯示,多層型電子傳輸層14係在電子傳輸層14a的兩側設置有第1混合層(發光層側混合層)14b及第2混合層(陰極側混合層)14c之積層體。
<電子傳輸層>
電子傳輸層14a係對應在多層型電子傳輸層14之本體部。電子傳輸層14a係含有電子輸送材料之另一方面,係不含有在後述第1混合層14b及第2混合層14c所含有的有機金屬錯合物化合物。
作為電子輸送材料,係能夠使用通常被使用 作為電子傳輸層之眾所周知者。例如,作為電子輸送材料,可舉出具有萘、蒽等的縮合芳基環之化合物和其衍生物、以4,4-雙(二苯基乙烯基)聯苯作為代表之苯乙烯基系芳香環衍生物、苝衍生物、紫環酮(perinone)衍生物、香豆素衍生物、萘二甲醯亞胺衍生物、蒽醌、萘醌、聯對苯醌(diphenoquinone)、蒽醌二甲烷、四氰基蒽醌二甲烷等的苯醌衍生物、磷氧化物衍生物、咔唑衍生物、及吲哚衍生物、參(8-喹啉酸鹽)、鋁(III)等的喹啉酚錯合物、及羥苯基唑錯合物等的羥基唑錯合物、甲亞胺錯合物、環庚三烯酚酮(tropolone)金屬錯合物及黃酮醇金屬錯合物、具有電子接受性氮之雜芳基環之化合物等。
所謂電子接受性氮,係表示在與鄰接原子之間形成有多重鍵之氮原子。因為氮原子係具有較高的電負度,所以多重鍵亦具有接受電子的性質。因而,具有電子接受性氮之雜芳基環,係具有較高的電子親和性。作為具有含有該等電子接受性氮的雜芳基環結構之化合物,例如就較佳化合物而言,可舉出苯并咪唑衍生物、苯并噻唑衍生物、二唑衍生物、噻二唑衍生物、三唑衍生物、吡啶衍生物、吡衍生物、啡啉衍生物、喹啉衍生物、喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、聯吡啶、聯三吡啶等的寡聚吡啶衍生物、喹啉衍生物、萘啶衍生物、啡啉衍生物等。
電子傳輸層14a的形成方法,使用低分子的電子輸送材料時,係能夠舉出真空蒸鍍法或是從溶液或熔融狀態之成膜。使用高分子的電子輸送材料時,能夠舉出 從溶液或熔融狀態之成膜。實施從溶液或熔融狀態之成膜時,亦可併用高分子黏結劑。
<第1混合層>
第1混合層14b係在比電子傳輸層14a更靠近發光層13側,與發光層13相接而設置。第1混合層14b亦與電子傳輸層14a相接。第1混合層14b係同時含有電子傳輸層14a所含有的電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物之層,第1混合層14b係能夠是在電子傳輸層14a的組成物中混合有機金屬錯合物化合物而成之層。第1混合層14b所具有之電子輸送材料係能夠是與在電子傳輸層14a所例示的電子輸送材料同樣。
作為在有機金屬錯合物化合物所含有的金屬離子,係以含有鹼金屬離子、鹼土金屬離子及稀土金屬離子的至少一者為佳。在有機金屬錯合物化合物所含有的配位體係以喹啉酚、苯并喹啉酚、吖啶醇(acridinol)、菲啶二醇、羥苯基唑、羥苯基硫醛、羥基二芳基二唑、羥基二芳基噻二唑、羥苯基吡啶、羥苯基苯并咪唑、羥基苯并三唑、羥基氟硼烷、聯砒啶(Bipyridyl)、啡啉、酞花青、卟啉、環戊二烯、β-二酮類、甲亞胺類、及該等的衍生物等為佳。
作為有機金屬錯合物化合物,例如,可舉出下述式(1)至式(16)的任一個化合物。
[化1]
[化4]
式(1)至式(16)中,M係表示鹼金屬。作為鹼金屬,可舉出鋰、鈉、鉀、銣或銫,該等之中,以鋰、鈉或銫為佳,以鋰或鈉為更佳。
在式(1)至式(16)表示之各有機金屬錯合物化合物,鍵結在構成五員環或六員環的碳原子之至少1個氫原子,亦可被碳數1至12的烷基取代。作為碳數1至12的烷基,係以甲基、乙基、丙基、或第三丁基為佳。
式(1)至(16)中,作為有機金屬錯合物化合物,係以式(1)、式(2)、式(4)、式(6)、式(7)、或式(9)為佳,以式(1)、式(2)或式(4)為更佳。
作為有機金屬錯合物化合物的具體例,可舉出8-喹啉酚鋰、8-喹啉酚鈉、8-喹啉酚鉀、8-喹啉酚銣、8-喹啉酚銫、苯并-8-喹啉酚鋰、苯并-8-喹啉酚鈉、苯并-8-喹啉酚鉀、苯并-8-喹啉酚銣、苯并-8-喹啉酚銫、2-甲基-8-喹啉酚鋰、2-甲基-8-喹啉酚鈉、2-甲基-8-喹啉酚鉀、2-甲基-8-喹啉酚銣及2-甲基-8-喹啉酚銫。
上述之中,作為有機金屬錯合物化合物,係以8-喹啉酚鋰或8-喹啉酚鈉為佳,以8-喹啉酚鈉為更佳。
電子輸送材料與有機金屬錯合物化合物的混 合比例之例子,將電子輸送材料的質量設為V1,將有機金屬錯合物化合物的質量設為V2時,V1:V2係以1:99至99:1為佳,較佳為5:95至70:30。
第1混合層14b的形成方法的例子,在使用低分子的電子輸送材料時,可舉出真空蒸鍍法或是由溶液或熔融狀態的成膜,使用高分子的電子輸送材料時,能夠舉出由溶液或熔融狀態的成膜。實施由溶液或熔融狀態的成膜時,亦可併用高分子黏結劑。例如,在真空蒸鍍法,係將構成第1混合層14b之電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物共蒸鍍即可。
<第2混合層>
第2混合層14c係與第1混合層14b同樣地為含有電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物之層。第2混合層14c係能夠是在電子傳輸層14a的組成物混合有機金屬錯合物化合物而成之層。第2混合層14c係用以改善從陰極E2的電子注入效率之層且發揮作為電子注入層之功能。
在第2混合層14c所含有的電子輸送材料,係能夠設作在電子傳輸層14a的說明已例示之電子輸送材料。在第2混合層14c所含有的有機金屬錯合物化合物,可舉出在第1混合層14b的說明已例示之有機金屬錯合物化合物。在第2混合層14c所含有的電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物,能夠與在第1混合層14b所含有的電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物相同。
第2混合層14c係與第1混合層14b以同樣 地方式來形成。於第2混合層14c中,電子輸送材料與有機金屬錯合物化合物的混合比例,係將電子輸送材料的質量設作V3,將有機金屬錯合物化合物的質量設作V4時,V3:V4的例子為5:95至50:50。
多層型電子傳輸層14的厚度之最佳值,係依照多層型電子傳輸層14的層結構及使用的材料而不同,以驅動電壓與發光效率成為適當的值之方式選擇即可。多層型電子傳輸層14的厚度必須是至少不產生針孔的厚度,另一方面,太厚時元件的驅動電壓太高而不佳。因而,多層型電子傳輸層14的膜厚係例如7nm至1μm。
在此種多層型電子傳輸層14的膜厚,電子傳輸層14a的膜厚係例如3nm至1μm,第1混合層14b的膜厚係例如2nm至20nm,第2混合層14c的膜厚係例如2nm至20nm。第1及第2混合層14b、14c的厚度係比電子傳輸層14a的厚度更薄。第1及第2混合層14b、14c比2nm更薄時,有產生針孔之傾向,又,比20nm更厚時,多層型電子傳輸層14全體膜厚亦有變為較厚之傾向,結果驅動電壓變高。
多層型電子傳輸層14係能夠藉由在發光層13上依照下列順序形成第1混合層14b、電子傳輸層14a及第2混合層14c而得到。從提升製造效率的觀點而言,第1混合層14b、電子傳輸層14a及第2混合層14c係以使用相同成膜方法而形成為佳。
多層型電子傳輸層14所具有之第1混合層 14b、電子傳輸層14a及第2混合層14c,係任一者均具有電子輸送材料。因而,例如在由電子輸送材料構成多層型電子傳輸層的全體之電子傳輸層,於多層型電子傳輸層14中,係對應在發光層側界面及陰極層側界面,局部地摻雜有機金屬錯合物化合物而成之構成。在此,所謂「摻雜」,係意味著有意地將2種以上不同的材料混合。
第1混合層14b、電子傳輸層14a及第2混合層14c所具有之電子輸送材料,係能夠設為相同材料,但是第1混合層14b、電子傳輸層14a及第2混合層14c所具有之電子輸送材料亦可不同。此時,第1混合層14b、電子傳輸層14a及第2混合層14c各自所具有的電子輸送材料,例如能夠使用在電子傳輸層14a的說明已例示的電子輸送材料。第1混合層14b與第2混合層14c亦可不是由相同的材料所構成。
有機EL元件1,係藉由在基板P上依照下列順序形成陽極E1、電洞注入層11、電洞傳輸層12、發光層13、多層型電子傳輸層14及陰極E2而製造。基板P上的各構成要素之形成方法,因為如前述,所以省略其說明。
在有機EL元件1,藉由具備多層型電子傳輸層14,在發光層13與電子傳輸層14a之間具有第1混合層14b。因為第1混合層14b係除了電子輸送材料以外,亦具有有機金屬錯合物化合物,所以有機EL元件1的元件壽命變長且驅動安定性提升。咸認為這是藉由有機金屬錯合物化合物,能夠抑制例如電荷積蓄後之電荷引起電子 傳輸層產生劣化之緣故。
多層型電子傳輸層14係具有第2混合層14c,因為第2混合層14c係具有有機金屬錯合物化合物,所以能夠改善從陰極E2往電子傳輸層14a之電子注入效率。其結果,能夠減小驅動電壓。
(第2實施形態)
在第2圖所顯示之第2實施形態之有機EL元件2,係具備多層型電子傳輸層14A來代替多層型電子傳輸層14。除了具備多層型電子傳輸層14A之點以外,有機EL元件2的結構係與有機EL元件1的結構同樣。
有機EL元件2所具備的多層型電子傳輸層14A在第1混合層14b與電子傳輸層14a之間設置有金屬層14d而言,係與多層型電子傳輸層14不同。
金屬層14d,係以與第1混合層14b相接之方式層積在第1混合層14b上。金屬層14d亦與電子傳輸層14a相接。
金屬層14d的材料之例子,係含有鹼金屬及鹼土金屬。作為金屬層14d的鹼金屬的例子,鋰、鈉、鉀、銣、銫、鉑,鹼土金屬的例子係鎂、鈣、鍶、鋇、鐳。其中係以鎂為佳。金屬層14d的厚度之例子為0.5nm至10nm。金屬層14d係例如能夠使用真空蒸鍍法來形成。
有機EL元件2因為除了具有金屬層14d之點以外與有機EL元件1的結構相同,所以具有至少與有機EL元件1相同的作用效果。而且,藉由具有金屬層14d, 能夠謀求降低驅動電壓且進一步改善元件壽命。其結果,有機EL元件2的驅動安定性係進一步提升。
以上,說明本發明的各種實施形態,但是不被所例示的各種實施形態限定,而是依照申請專利範圍,意圖包含在申請專利範圍及均等的意思及範圍內之全部的變更。
例如,有機EL元件的結構係不被在第1圖及第2圖所例示的結構限定。
有機EL元件,係在發光層13與陰極E2之間具有多層型電子傳輸層即可。顯示有機EL元件能夠採用的層結構的例子。在以下的說明,亦包含第1及第2實施形態的結構之情況。
a)陽極/電洞注入層/發光層/多層型電子傳輸層/陰極
b)陽極/電洞注入層/電洞傳輸層/發光層/多層型電子傳輸層/陰極
c)陽極/發光層/多層型電子傳輸層/陰極
記號「/」係意味著記號「/」的兩側之層之間為接合著。
在a)至c),所謂「多層型電子傳輸層」,係意味著下列的任一者:(i)第1積層結構:第1混合層/電子傳輸層,(ii)第2積層結構:第1混合層/電子傳輸層/第2混合層,(iii)第3積層結構:第1混合層/金屬層/電子傳輸層、 及(iv)第4積層結構:第1混合層/金屬層/電子傳輸層/第2混合層。
如上述第2積層結構及第4積層結構,在多層型電子傳輸層包含第2混合層之有機EL元件時,該有機EL元件係對應具有電子注入層。
在構成多層型電子傳輸層之至少任一層係具有堵住電洞的輸送的功能之層時,此種具有堵住電洞的輸送的功能之層有時亦稱為電洞阻擋層。
所謂電洞阻擋層係具有堵住電洞的輸送的功能,能夠例如製造只有電洞電流流動之有機EL元件,藉由其電流值的減少來確認堵住效果。
於上述a)及b)的層結構中,在電洞注入層及/或電洞傳輸層具有堵住電子的輸送的功能時,有時亦將該等層稱為電子阻擋層。電子阻擋層係具有堵住電子的輸送的功能,例如能夠製造只流動電子電流之有機EL元件,藉由所測得的電流值之減少來確認堵住電子的輸送之效果。亦可在陽極與發光層之間,另外設置有別於與電洞注入層及/或電洞傳輸層的電子阻擋層。
而且,有機EL元件可具有單層的發光層,亦可具有2層以上的發光層。於上述a)至c)的層結構之中的任一者中,將在陽極與陰極之間所配置的積層體稱為「結構單元A」時,作為具有2層的發光層之有機EL元件的結構,能夠舉出下述d)所顯示的層結構。2個(結構單元A) 的層結構可互相相同亦可不同。
d)陽極/(結構單元A)/電荷產生層/(結構單元A)/陰極
在此所謂電荷產生層,係指藉由施加電場而產生電洞及電子之層。作為電荷產生層,例如能夠舉出由氧化釩、銦錫氧化物(Indium Tin Oxide:簡稱ITO)、氧化鉬等所構成之薄膜。
將「(結構單元A)/電荷產生層」設作「結構單元B」時,作為具有3層以上的發光層13之有機EL元件的結構,能夠舉出以下的e)所顯示的層結構。
e)陽極/(結構單元B)x/(結構單元A)/陰極
記號「x」係表示2以上的整數,「(結構單元B)x」係表示將(結構單元B)層積x段而成之積層體。又,複數個(結構單元B)層結構可相同亦可為不同。
亦可不設置電荷產生層,而是使複數個發光層直接層積而構成有機EL元件。
至此為止的說明,係說明將陽極配置在基板側之例,但是亦可在基板側配置有陰極。此時,例如在基板上製造a)至e)的層結構之各有機EL元件時,係在基板上從陰極(各構成a)至e)的右側)依照順序層積各層即可。
[實施例]
以下,基於實施例及比較例而更具體地說明本發明,但是本發明係不限於以下任何的實施例。
[實施例1]
作為實施例1,係如第1圖所顯示,製造在基板上依 照下列順序將陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、第1混合層、電子傳輸層、第2混合層及陰極層合而成之有機EL元件。將實施例1的有機EL元件稱為有機EL元件A1。在實施例1,係使用玻璃將有機EL元件A1密封。以下,具體地說明有機EL元件A1之製造方法。
<基板及陽極>
準備玻璃基板作為有機EL元件A1的基板。在玻璃基板上,以預定圖案形成ITO薄膜作為陽極。使用濺鍍法形成ITO薄膜,其膜厚為45nm。將在表面形成有ITO薄膜之玻璃基板,使用有機溶劑、鹼洗劑及超純水進行超音波洗淨後,使用有機溶劑煮沸10分鐘且使其乾燥。其次,使用紫外線臭氧(UV-O3)裝置,對形成有ITO薄膜之面進行紫外線臭氧處理約15分鐘。
<電洞注入層>
將具有電荷輸送性的有機材料與電子接受性材料組合而成之電洞注入材料,藉由旋轉塗佈法塗佈在ITO薄膜上,來形成35nm厚度的塗膜。以下,係將實施例1所使用的電洞注入材料稱為電洞注入材料α 1。在大氣中,使上述塗膜在加熱板上乾燥而形成電洞注入層。在利用加熱板之乾燥,係將上述塗膜首先使其在50℃乾燥4分鐘後,進一步使其在230℃乾燥15分鐘。
<電洞傳輸層>
將高分子材料之電洞輸送材料與二甲苯混合而得到固態物(電洞輸送材料)濃度為0.6重量%的電洞傳輸層形成 用組成物。以下,係將實施例1所使用的電洞輸送材料稱為電洞輸送材料α 2。使用旋轉塗佈法將得到的電洞傳輸層形成用組成物塗佈在電洞注入層上,而得到膜厚20nm的塗膜。在氮氣環境(惰性環境)下,將設置有該塗膜之玻璃基板,藉由利用加熱板在180℃加熱60分鐘使溶劑蒸發後,自然冷卻至室溫為止而得到電洞傳輸層。
<發光層>
將發光性共軛系高分子材料及二甲苯混合,而得到發光性共軛系高分子材料的濃度為1.3%之發光層形成用組成物。在實施例1,係使用藍色發光性共軛系高分子材料作為發光性共軛系高分子材料。以下,係將實施例1所使用的藍色發光性共軛系高分子材料稱為藍色發光性共軛系高分子材料α 3。將所得到的發光層形成用組成物,使用旋轉塗佈法塗佈在電洞傳輸層上而得到膜厚65nm的塗膜。在氮氣環境(惰性環境)下,將設置有該塗膜之玻璃基板利用加熱板,在150℃加熱10分鐘使溶劑蒸發之後,自然冷卻至室溫為止而得到發光層。
<第1混合層>
將形成有發光層之玻璃基板移至蒸鍍處理室,在發光層上形成第1混合層。具體而言,係進行排氣至蒸鍍處理室內的真空度成為1.0×10-5Pa以下為止,使用真空蒸鍍法將電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物共蒸鍍在發光層上,來形成膜厚為5nm之將電子輸送材料與有機金屬錯合物化合物混合而成之第1混合層。以下,係將實施例1所 使用的電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物稱為電子輸送材料α 4及有機金屬錯合物化合物α 5。電子輸送材料α 4係TORAY股份公司製的TR-E314。有機金屬錯合物化合物α 5為8-喹啉酚鈉(Naq)。電子輸送材料α 4及有機金屬錯合物化合物α 5的蒸鍍速度係各自設為0.3Å/s。亦即,在第1混合層之電子輸送材料α 4與有機金屬錯合物化合物α 5的質量比為50:50。
<電子傳輸層>
形成第1混合層後,係在相同的蒸鍍處理室內,將電子傳輸層形成在第1混合層上。具體而言,係使用真空蒸鍍法將電子輸送材料α 4進行蒸鍍在第1混合層上,而形成膜厚為60nm的電子傳輸層。電子輸送材料α 4的蒸鍍速度係設為0.5Å/s。
<第2混合層>
形成電子傳輸層,在相同的蒸鍍處理室內,將第2混合層形成在電子傳輸層上。具體而言,係使用真空蒸鍍法將電子輸送材料α 4及有機金屬錯合物化合物α 5共蒸鍍在電子傳輸層上,而形成膜厚為5nm之將電子輸送材料α 4與有機金屬錯合物化合物α 5混合而成之第2混合層。電子輸送材料α 4及有機金屬錯合物化合物α 5的蒸鍍速度係各自設為0.3Å/s。亦即,在第2混合層之電子輸送材料α 4與有機金屬錯合物化合物α 5的質量比為50:50。
<陰極>
形成第2混合層之後,在相同的蒸鍍處理室內形成陰 極。具體而言,係使用真空蒸鍍法將鎂及銀共蒸鍍在第2混合層上,而形成膜厚為20nm的陰極a後,使用真空蒸鍍法將鋁蒸鍍在陰極a上,而形成膜厚為100nm的陰極b。亦即,作為有機EL元件A1的陰極,係在第2混合層上形成將厚度20nm的陰極a及厚度100nm的陰極b層積而成的2層結構之陰極。
<玻璃密封>
形成陰極後,係不使其暴露在大氣,而是將陰極形成後的玻璃基板,從蒸鍍室搬運至密封處理室。其次,在氮氣環境(惰性環境)下,將在周圍塗佈有UV硬化樹脂之密封玻璃、與從蒸鍍室搬運的玻璃基板貼合之後,藉由照射UV光使UV硬化樹脂硬化而使用玻璃將有機EL元件A1密封。
將如上述進行而製成的有機EL元件A1進行驅動,而測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。
將驅動開始時的亮度設為100時,元件壽命係採用以從驅動開始至亮度降低為80為止的時間表示之LT80來進行評價。元件壽命的測定,係以10mA/cm2的定電流驅動有機EL元件A1而進行。驅動電壓係以10mA/cm2的一定電流驅動有機EL元件A1時的電壓。電流效率係亮度為1000cd/m2(亦即,1000nit)時之值。
在有機EL元件A1的測定結果,元件壽命(LT80)為15.1小時,電流效率為1.0cd/A,驅動電壓為6.0V。
[比較例1]
作為比較例1,係製造在基板上依照下列順序將陽 極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、及陰極層積而成之有機EL元件。將比較例1的有機EL元件稱為有機EL元件B1。有機EL元件B1的結構,除了不具有第1及第2混合層之點及電子傳輸層的膜厚為70nm之點以外,係具有與實施例1的有機EL元件A1同樣的構成。亦即,在比較例1,基板、陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、及陰極各自的材料、厚度及形成方法,係與實施例1之情況相同。因此,針對電子傳輸層的形成方法進行說明,而將其它的說明省略。
在比較例1,電子傳輸層係如下列方式形成。亦即,在形成發光層後,將形成有發光層之玻璃基板(基板)移至蒸鍍處理室。然後,進行排氣至蒸鍍處理室內的真空度成為1.0×10-5Pa以下為止,使用真空蒸鍍法將電子輸送材料α 4蒸鍍在發光層上,來形成膜厚為70nm的電子傳輸層。電子輸送材料α 4的蒸鍍速度係設為0.5Å/s。
在比較例1,係與實施例1同樣地將所製成的有機EL元件B1進行玻璃密封。
驅動比較例1的有機EL元件B1且在與實施例1同樣的條件下測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。
其結果,在比較例1之元件壽命(LT80)為0.1小時,電流效率為1.0cd/A,驅動電壓為6.1V。
[比較例2]
作為比較例2,係製造在基板上依照下列順序將陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、第 2混合層及陰極層積而成之有機EL元件。將比較例2的有機EL元件稱為有機EL元件B2。有機EL元件B2的結構,係除了不具有第1之點及電子傳輸層的膜厚為65nm之點以外,係具有與實施例1的有機EL元件A1同樣的構成。在比較例2,基板、陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、第2混合層陰極各自的材料、厚度及形成方法,係與實施例1時同樣。而且,比較例2的電洞傳輸層的形成方法,係除了將膜厚設為65nm之點以外,係比較例1時同樣。
在比較例2,亦與實施例1同樣地,將有機EL元件B2進行玻璃密封。
驅動比較例2有機EL元件B2且在與實施例1同樣的條件下,測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。其結果,在比較例2,元件壽命(LT80)為2.3小時,電流效率為1.0cd/A,驅動電壓為5.5V。
[實施例1及比較例1、2的比較]
將前述之實施例1、比較例1、2的有機EL元件A1、B1、B2的元件壽命、電流效率及驅動電壓的測定結果顯示在表1。
從表1能夠理解,相對於比較例1、2,設置有第1混合層之實施例1,能夠理解於大致同樣的電流效率及驅動電壓時,能夠得到較長的元件壽命。特別是藉由將實施例1與比較例2進行比較,能夠理解因第1混合層的影響而產生此種元件壽命的差異。因而,能夠理解藉由設含有電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物之第1混合層,使得有機EL元件的驅動安定性提升。
其次,如第2圖所顯示,針對多層型電子傳輸層進一步具備金屬層時的作用效果之驗證結果進行說明。
(實施例2)
作為實施例2,係如第2圖所顯示,製造在基板上依照下列順序將陽極、電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、第1混合層、金屬層、電子傳輸層、第2混合層及陰極層積而成之有機EL元件。將實施例2的有機EL元件稱為有機EL元件A2。在實施例2,係與實施例1時同樣地使用玻璃將有機EL元件A2密封。具體地說明有機EL元件A2 之製造方法。
<基板及陽極>
準備玻璃基板作為有機EL元件A2的基板。在準備好的玻璃基板上,以預定圖案形成ITO薄膜作為陽極。使用濺鍍法形成ITO薄膜,其膜厚為45nm。將在表面形成有ITO薄膜之玻璃基板,使用有機溶劑、鹼洗劑及超純水進行超音波洗淨後,使用有機溶劑煮沸10分鐘且使其乾燥。其次,使用紫外線臭氧(UV-O3)裝置,對形成有ITO薄膜之面進行紫外線臭氧處理約15分鐘。
<電洞注入層>
除了將含有電洞注入材料α 1之油墨,藉由旋轉塗佈法塗佈在ITO薄膜上,來形成80nm厚度的塗膜之點以外,係與實施例1同樣地進行形成電洞注入層。
<電洞傳輸層>
與實施例1相同地進行而在電洞注入層上形成電洞傳輸層。
<發光層>
將紅色發光性共軛系高分子材料及二甲苯混合,而得到紅色發光性共軛系高分子材料的濃度為2.8%之發光層形成用組成物。以下,係將實施例2所使用的紅色發光性共軛系高分子材料稱為紅色發光性共軛系高分子材料α 6。將所得到的發光層形成用組成物,使用旋轉塗佈法塗佈在電洞傳輸層上而得到膜厚160nm的塗膜。在氮氣環境(惰性環境)下,將設置有該塗膜之玻璃基板利用加熱板,在 150℃加熱10分鐘使溶劑蒸發之後,自然冷卻至室溫為止而得到發光層。
<第1混合層>
與實施例1同樣地進行而在發光層上形成第1混合層。
<金屬層>
形成第1混合層後,在形成第1混合層後之蒸鍍處理室內,使用真空蒸鍍法將鎂蒸鍍在第1混合層上而形成膜厚2nm之金屬層。鎂的蒸鍍速度係設為0.5Å/s。
<電子傳輸層>
形成金屬層後,在相同的蒸鍍處理室內與實施例1時同樣地進行而形成電子傳輸層。
<第2混合層>
形成電子傳輸層後,除了將電子輸送材料α 4及有機金屬錯合物化合物α 5的蒸鍍速度各自設為0.1Å/s及0.9Å/s之點以外,係與實施例1同樣地行而在電子傳輸層上形成第2混合層。亦即,在第2混合層之電子輸送材料α 4與有機金屬錯合物化合物α 5之質量比為10:90。
<陰極>
形成第2混合層後,在相同的蒸鍍處理室內形成陰極。具體而言,係使用真空蒸鍍法將鎂蒸鍍在第2混合層上,而形成膜厚為2nm的陰極a後,使用真空蒸鍍法將銀蒸鍍在陰極a上,而形成膜厚為18nm的陰極b。接著,使用真空蒸鍍法將鋁蒸鍍在陰極b上,而形成膜厚為100nm的陰極c。亦即,作為有機EL元件A2的陰極,係在第2 混合層上形成將厚度2nm的陰極a、厚度18nm的陰極b、及厚度100nm的陰極c層積而成的3層結構之陰極。
<玻璃密封>
形成陰極後,係與實施例1之情況同樣地使用玻璃將有機EL元件A2密封。
因為有機EL元件A2係在發光層含有紅色發光性共軛系高分子材料α 6,所以有機EL元件A2係紅色發光元件。
驅動如上述進行而製成的有機EL元件A2,而測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。元件壽命係與實施例1同樣地以LT80來進行評價。元件壽命的測定,係在以80mA/cm2的一定電流驅動元件的狀態下進行測定。電流效率係亮度為100cd/m2(亦即,100nit)時之值。驅動電壓係電流密度為10mA/cm2時之值。
在有機EL元件A2的測定結果,元件壽命(LT80)為156.1小時,電流效率為8.2cd/A,驅動電壓為6.8V。
(實施例3)
作為實施例3,除了不具備金屬層之點以外,係與實施例2之情況同樣地進行而製造有機EL元件且使用玻璃密封。將實施例3的有機EL元件稱為有機EL元件A3。有機EL元件A3亦與有機EL元件A2同樣地是紅色發光元件。
將所製成的有機EL元件A3,在與實施例2時同樣的條件下測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。在 實施例3,元件壽命(LT80)為52.0小時,電流效率為6.4cd/A,驅動電壓為11.5V。
[實施例2及實施例3之比較]
將前述的實施例2及實施例3之元件壽命、電流效率及驅動電壓的測定結果顯示在表2。
從表2能夠理解,相對於不設置金屬層之實施例3,能夠理解設置有金屬層之實施例2能夠以較低的驅動電壓進行驅動之同時,能夠實現較長的元件壽命。
(實施例4)
在實施例4係除了電洞注入層及發光層的結構為不同之點以外,係製造具有與實施例2之情況相同的構成之有機EL元件且與實施例2同樣地使用玻璃密封。將實施例4的有機EL元件稱為有機EL元件A4。針對在有機EL元件A4之電洞注入層及發光層的形成方法進行說明。
<電洞注入層>
除了將在ITO薄膜上塗佈含有電洞注入材料α 1的油墨而形成之塗膜的厚度設為85nm之點以外,係與實施例2之情況同樣地進行而形成電洞注入層。
<發光層>
將綠色發光性共軛系高分子材料及二甲苯混合,而得到綠色發光性共軛系高分子材料的濃度為2.2%之發光層形成用組成物。以下,係將實施例4所使用的綠色發光性共軛系高分子材料稱為綠色發光性共軛系高分子材料α 7。將所得到的發光層形成用組成物,使用旋轉塗佈法塗佈在電洞傳輸層上而得到膜厚85nm的塗膜。在氮氣環境(惰性環境)下,將設置有該塗膜之玻璃基板利用加熱板,在150℃加熱10分鐘使溶劑蒸發之後,自然冷卻至室溫為止而得到發光層。
如上述,因為在發光層含有綠色發光性共軛系高分子材料α 7,所以有機EL元件A4為綠色發光元件。
驅動所製成的有機EL元件A4,而測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。元件壽命係與實施例1同樣地以LT80來進行評價。元件壽命的測定,係在以25mA/cm2的一定電流驅動元件的狀態下進行測定。電流效率係亮度為100cd/m2(亦即,100nit)時之值。驅動電壓係電流密度為10mA/cm2時之值。
在有機EL元件A3,元件壽命(LT80)為12.4小時,電流效率為6.1cd/A,驅動電壓為6.2V。
(實施例5)
作為實施例5,除了不具備金屬層之點以外,係與實施例4之情況同樣地進行而製造有機EL元件且使用玻璃密封。將實施例5的有機EL元件稱為有機EL元件A5。 有機EL元件A5亦與有機EL元件A4同樣地是綠色發光元件。
將所製成的有機EL元件A5,在與實施例4時同樣的條件下測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。在實施例5,元件壽命(LT80)為1.7小時,電流效率為12.9cd/A,驅動電壓為8.9V。
[實施例4及實施例5的比較]
將在前述的實施例4及實施例5之元件壽命、電流效率及驅動電壓的測定結果顯示在表3。
從表3能夠理解,相對於不設置金屬層之實施例5,能夠理解設置有金屬層之實施例4,雖電流效率降低,但是能夠以較低的驅動電壓進行驅動之同時,能夠實現較長的元件壽命。
(實施例6)
在實施例6,除了電洞注入層及發光層的結構為不同之點以外,係製造具有與實施例2之情況相同的構成之有機EL元件且使用玻璃密封。將實施例6的有機EL元件稱為有機EL元件A6。針對在有機EL元件A6之電洞注入層 及發光層的形成方法進行說明。
<電洞注入層>
除了將在ITO薄膜上塗佈含有電洞注入材料α 1的油墨而形成之塗膜的厚度設為35nm之點以外,係與實施例2時同樣地進行而形成電洞注入層。
<發光層>
將藍色發光性共軛系高分子材料α 3及二甲苯混合,而得到藍色發光性共軛系高分子材料α 3的濃度為1.3%之發光層形成用組成物。以下,係將實施例4所使用的藍色發光性共軛系高分子材料稱為藍色發光性共軛系高分子材料α 7。將所得到的發光層形成用組成物,使用旋轉塗佈法塗佈在電洞傳輸層上而得到膜厚65nm的塗膜。在氮氣環境(惰性環境)下,將設置有該塗膜之玻璃基板利用加熱板,在150℃加熱10分鐘使溶劑蒸發之後,自然冷卻至室溫為止而得到發光層。
如上述,因為在發光層含有藍色發光性共軛系高分子材料α 3,所以有機EL元件A6為藍色發光元件。
驅動所製成的有機EL元件A6,而測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。元件壽命係與實施例1同樣地以LT80來進行評價。元件壽命的測定,係在以80mA/cm2的一定電流驅動元件的狀態下進行測定。電流效率係亮度為100cd/m2(亦即,100nit)時之值。驅動電壓係電流密度為10mA/cm2時之值。
在有機EL元件A6,元件壽命(LT80)為11.8 小時,電流效率為1.7cd/A,驅動電壓為4.9V。
(實施例7)
作為實施例7,係除了不具備金屬層之點以外,係與實施例6時同樣地進行而製造有機EL元件且使用玻璃密封。將實施例7的有機EL元件稱為有機EL元件A7。有機EL元件A7亦與有機EL元件A6同樣地是藍色發光元件。
將所製成的有機EL元件A7進行驅動,在與實施例6時同樣的條件下測定元件壽命、電流效率及驅動電壓。在實施例7,元件壽命(LT80)為8.0小時,電流效率為1.7cd/A,驅動電壓為5.1V。
[實施例6及實施例7之比較]
將在前述的實施例6及實施例7之元件壽命、電流效率及驅動電壓的測定結果,顯示在表4。
從表4能夠理解,相對於不設置金屬層之實施例7,能夠理解設置有金屬層之實施例6,能夠以較低的驅動電壓進行驅動之同時,能夠實現較長的元件壽命。
從表2至表4的結果,能夠確認在紅色發光元件、綠色發光元件及藍色發光元件的任一者,均是藉由 進一步設置金屬層,而能夠謀求元件的長壽命化,而且金屬層係有助於提升驅動安定性。
1‧‧‧有機EL元件
11‧‧‧電洞注入層
12‧‧‧電洞傳輸層
13‧‧‧發光層
14‧‧‧多層型電子傳輸層
14a‧‧‧電子傳輸層
14b‧‧‧第1混合層(發光層側混合層)
14c‧‧‧第2混合層(陰極側混合層)
E1‧‧‧陽極
E2‧‧‧陰極
P‧‧‧基板

Claims (5)

  1. 一種有機EL元件,係具備陽極、陰極、及配置在前述陽極與前述陰極之間的發光層,前述有機EL元件係具備:設置在前述發光層與前述陰極之間之多層型電子傳輸層,前述多層型電子傳輸層具有:電子傳輸層,其係含有電子輸送材料;及發光層側混合層,其係在前述電子傳輸層與前述發光層之間與前述發光層相接而設置;前述發光層側混合層係同時含有電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機EL元件,其中前述多層型電子傳輸層係進一步具備陰極側混合層,其係比前述電子傳輸層更靠近前述陰極側且與前述電子傳輸層相接而設置,前述陰極側混合層係同時含有電子輸送材料及有機金屬錯合物化合物。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之有機EL元件,其中前述多層型電子傳輸層,係在前述發光層側混合層與前述電子傳輸層之間進一步具有金屬層。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之有機EL元件,其中前述發光層側混合層的厚度為2nm至20nm。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之有機EL元件,其中前述發光層側混合層所含有的前述有機金屬錯合物化合物為8-喹啉酚鈉。
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