TWI400988B - Organic electroluminescent elements - Google Patents

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TWI400988B
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Description

有機電致發光元件
本發明係有關有機電致發光元件(以下稱有機EL元件)，更詳細者係有關由有機化合物所成之發光層經由電場使光釋放之薄膜型裝置。
使用有機材料之電致發光元件的開發係使來自電極之電荷注入效率提昇做為目的之電極種類之最適化，使由芳香族二胺所成之電洞輸送層與8－羥基喹啉鋁錯化物(以下，稱Alq3)所成之發光層於電極間設置薄膜之元件的開發後，相較於使用先行技術之蒽等單結晶的元件後，其可大幅改善發光效率，因此係以具有自體發光、高速應答性之特徵之高性能面板之實用化為目標者。
欲進一步改善此有機EL元件之效率，以上述之陽極/電洞輸送層/發光層/陰極之構成為基準，於此設置適當之電洞注入層、電子注入層、電子輸送層，如：陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/陰極、陽極/電洞注入層/發光層/電子輸送層/陰極、陽極/電洞注入層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極、陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電洞阻止層/電子輸送層/陰極等之構成為公知者。此電洞輸送層係具有使由電洞注入層所注入之電洞傳達至發光層之機能，又，電子輸送層係具有使由陰極所注入之電子傳達至發光層之機能。另外，電洞注入層亦稱陽極緩衝層，電子注入層亦稱陰極緩衝層。
而，使此電洞輸送層介於發光層與電洞注入層之間後，於更低之電場使極多電洞注入發光層，更由陰極或電子輸送層注入發光層之電子其電洞輸送層極不易使電子流動，因此，蓄積於發光層中，提昇發光效率為公知者。
相同的，使電子輸送層介於發光層與電子注入層之間，於更低電場使極多電子注入發光層，進一步由陽極或電洞輸送層注入發光層之電洞其電子輸送層不易流動電洞，因此，蓄積於發光層，提昇發光效率為公知者。配合此構成層之機能，截至目前被積極開發極多的有機材料。
另外，始於設置由芳香族二胺所成之電洞輸送層與由Alq3所成之發光層之元件之極多元件係利用螢光發光，而，利用由使用燐光發光之三態激發狀態之發光則相較於使用先行技術之螢光(單態)之元件後，其可期待3倍之效率的提昇。因此目的，進行討論以香豆素衍生物、二苯甲酮衍生物做為發光層，惟僅取得極低之亮度。之後，嘗試利用三態狀態，進行討論利用銪錯化物，卻仍未達高效率之發光。
近年來報告指出，使用鉑錯化物(PtOEP)可出現高效率之紅色燐光發光，之後，使銥錯化物(Ir(ppy)3)摻混於發光層後，藉由相同之燐光發光進行高效率之綠色發光元件。
有關此銥錯化物，於改變其配位基之化學結構後，被發現可於藍色至紅色出現廣域波長範圍之發光。惟，針對考量做為錯化物最穩定有用之三錯化物，卻清楚顯示不僅可於限定的配位基下調製，做為此迴避之方法者被揭示有以氯化銥為啟發物質，經過交聯構造中間體之雜錯化物(Proceeding of SPIE，vol.4105，p.119)。
本發明相關之先行技術文獻。
〔專利文獻1〕特開2002－299061號公報〔專利文獻2〕特開2001－313178號公報〔專利文獻3〕特開2002－352957號公報〔專利文獻4〕特表2003－515897號公報
〔非專利文獻1〕Appl.Phys.Lett.,vol.77,p.904
燐光有機EL元件開發中，做為主體材料者有：於專利文獻2所介紹之4,4’－雙(9－咔唑基)聯苯基(以下稱CBP)。使用做為綠色燐光發光材料之三(2－苯基吡啶)銥錯化物(以下稱Ir(ppy)3之主體材料之CBP後，CBP有易流動電洞，不易流動電子之特性上，電荷注入崩散不均，過剩之電洞於電子輸送側流出，其結果降低由Ir(ppy)3之發光效率。
做為解決上述之手段者，有於發光層與電子輸送層之間設置電洞阻止層之手段。經由此電洞阻止層使電洞有效蓄積於發光層中，使與發光層中之電子之再結合確定率提昇，可達成發光之高效率化。做為目前一般所使用之抗電洞材料者如：2,9－二甲基－4,7－二苯基－1,10－菲繞啉(以下稱BCP)及p－苯基酚鹽－雙(2－甲基－8－喹啉酚鹽－N1,08)鋁(以下，稱BAlq)例。藉由此，可防止於電子輸送層出現電子與電洞之再結合，惟，BCP即使於室溫卻欠缺易於結晶化材料之信賴性，元件壽命極短。又，BAlq被報告為較良好之元件壽命結果，惟抗電洞能力卻不足，降低由Ir(ppy)3之發光效率。加上層構成係由1層加1層所成之元件構造變得複雜，亦增加成本之問題產生。
專利文獻3中被揭示以3,5－二苯基－4－(1－萘基)－1,2,4－三唑(以下，稱TAZ)做為燐光有機EL元件之主體材料，惟，易流動電子，不易流動電洞之特性上，發光範圍偏向電洞輸送層之側。因此，藉由經電洞輸送層之材料與Ir(ppy)3之相性問題後，將降低由Ir(ppy)3之發光效率。如：由做為電洞輸送層之高性能、高信賴性、高壽命觀點視之最理想使用之4,4’－雙(N－(1－萘基)－N－苯基胺基)聯苯基(以下稱α－NPD)其與Ir(ppy)3之相性不良，由TAZ之α－NPD中產生能量轉移，降低由Ir(ppy)3往Ir(ppy)3之能量轉移效率，結果出現降低發光效率之問題。
做為解決上述之手段者係以由4,4’－雙(N,N’－(3－甲苯醯)胺基)－3,3’－二甲基聯苯基(以下稱HMTPD)類之Ir(ppy)3不產生能量轉移之材料做為電洞輸送層使用之手段。專利文獻1中被揭示於發光層之主體材料中，使用TAZ、1,3－雙(N,N－第3－丁基－苯基)－1,3,4－噁唑或BCP，於客體材料中使用Ir(ppy)3，於電子輸送層中使用Alq3、電洞輸送層中使用HMTPD後，可於燐光發光元件中取得3層構造之高效率發光，特別以TAZ所使用之系為最佳。惟，HMTPD之玻璃轉移溫度(Tg)約為50℃，因此，欠缺做為易於結晶化材料之信賴性。故，其元件壽命極短，商業上應用困難，驅動電壓高之問題亦存在。
專利文獻1被揭示含有主體劑與具有發出燐光之摻混劑之發光層的有機EL元件，報告有做為其摻混劑之一例者如：於Ir(ppy)3、苯基取代苯並噻唑構造之配位基中使Ir所配位之三錯化物。
欲使有機EL元件應用於面板顯示器等顯示元件時，務必充分確保改善元件發光效率與驅動時之穩定性。本發明係提供一種高效率、長壽命，且可單純化之元件構成於實用上有利之有機EL元件為其目的。
本發明係於基板上層合含有陽極、電洞輸送層、發光層及電子輸送層之有機層以及陰極所成，於發光層與陽極之間具有電洞輸送層，於發光層與陰極之間具有電子輸送層之有機電致發光元件，發光層中含有下述一般式(I)所示之有機金屬錯化物做為主體材料，且含有一般式(II)所示之有機金屬錯化物做為客體材料為其特徵之有機電致發光元件。
式中，R1 ~R6 分別獨立地代表氫原子、烷基、芳烷基、烯基、氰基、烷氧基，具有取代基亦可之芳香族烴基或具有取代基亦可之芳香族雜環基。L代表下述一般式(1)、(2)、(3)或(4)所示之1價基；〔化2〕－O－Ar 1 (1)
Ar1 ~Ar5 分別獨立地代表具有取代基亦可之芳香族烴基或具有取代基亦可之芳香族雜環基、Z代表矽或、R1 ~R6 具有與上述相同意義；
式中，R7 ~R1 4 分別獨立地代表氫原子、烷基、芳烷基、烯基、氰基、烷氧基、具有取代基亦可之芳香族烴基或具有取代基亦可之芳香族雜環基。
本發明有機EL元件係有關於發光層中含有上述一般式(I)所示之有機金屬錯化物(亦稱Al錯化物)化合物與上述一般式(II)所示之有機金屬錯化物(亦稱Ir錯化物)之所謂利用燐光之有機EL元件。使用一般式(I)所示之Al錯化物做為主體材料，又使用一般式(II)所示之Ir錯化物做為燐光性容體材料。
其中，主體材料係指佔有形成該層材料中50重量%以上之意，客體材料指佔有形成該層材料中未達50重量%之意。本發明有機EL元件中含於發光層之Al錯合物基本上務必具有高於含於該層之燐光性Ir錯化物之激發三態準位之能量狀態的激發三態準位。
又，期待一種附與穩定之薄膜形狀，具高Tg、可有效輸送電洞及/或電子之化合物。進一步要求電氣化學性且化學穩定、製造時，使用時不易產生截留、或發光消光之雜質化合物。欲使燐光性有機錯化物之發光不易影響電洞輸送層之激發3態準位，因此，發光範圍由電洞輸送層界面亦適度保持距離以具有電洞注入能力者亦極為重要。
做為形成滿足此等條件之發光層材料者，本發明中係使用上述一般式(I)所示之Al錯化物做為主體材料。一般式(I)中，R1 ~R6 分別獨立地代表氫原子、烷基、芳烷基、烯基、氰基、烷氧基、具有取代基亦可之芳香族烴基、或具有取代基亦可之芳香族雜環基。做為烷基者以碳數1~6之烷基(以下，稱低級烷基)為理想例，芳烷基例如：苄基、苯乙基為理想例，烯基之例如：碳數1~6之低級烯基為理想例，做為烷氧基之烷基部者以低級烷基為理想例。
又，做為芳香族烴基者如：苯基、萘基、乙醯萘基、蒽基等之芳香族烴基為理想例，做為芳香族雜環基者以吡啶基、喹啉基、噻嗯基、咔唑基、吲哚基、呋喃基等之芳香族雜環基為理想例。此等為具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基時，做為取代基例者如：低級烷基、低級烷氧基、苯氧基、苄氧基、苯基、萘基、等例。
一般式(I)所示之化合物其更理想之R1 ~R6 為選自氫原子、低級烷基、或低級烷氧基之化合物。
一般式(I)中，L代表上述一般式(1)、(2)、(3)或(4)所示之基，Ar1 ~Ar5 分別獨立地代表具有取代基亦可之芳香族烴基或具有取代基亦可之芳香族雜環基，Z代表矽或。理想之Ar1 ~Ar2 者如：苯基、萘基或於此等中被烷基或芳基取代之芳香族烴基例。做為此烷基例者以甲基等之低級烷基者宜、做為芳基者以苯基、萘基或於此等中被低級烷基取代之基者宜。做為理想之Ar3 ~Ar5 者如：苯基或低級烷基所取代之苯基例。一般式(4)之R1 ~R6 與上述一般式(I)所說明之R1 ~R6 為相同意義。
一般式(I)所示之Al錯化物係使所對應之金屬鹽與式(III)所示之化合物與式(1’)、(2’)或(3’)所示之化合物以2對1之莫耳比計經由錯化物形成反應所合成。另外，式(III)中，R1 ~R6 係對應一般式(I)之R1 ~R6 ，式(1’)~(3’)中，Ar1 ~Ar5 及Z係對應一般式(I)中之L之Ar1 ~Ar5 及Z。
HO－Ar 1 (1')
L之一般式(4)所示基之一般式(I)所示之Al錯化物係藉由所對應金屬鹽與式(III)所示化合物間之錯化物形成反應所合成。合成反應係以如：經由Y.Kushi等所示方法(J.Amer.Chem.Soc.,92卷，91頁，1970年)進行之。
以下列舉一般式(I)所示之Al錯化物，惟並未受限於下述化合物。另外，化合物1簡稱BmqAl、化合物11簡稱為BAlq。
做為發光層中客體材料者係使用上述一般式(II)所示之Ir錯化物。
一般式(II)中，R7 ~R1 4 分別獨立地代表氫原子、烷基、芳烷基、烯基、氰基、烷氧基、具有取代基亦可之芳香族烴基或具有取代基亦可之芳香族雜環基。又，鄰接之R7 與R8 、R8 與R9 、R9 與R1 0 、R1 1 與R1 2 、R1 2 與R1 3 、R1 3 與R1 4 亦可形成環，此等環亦可為芳香族環。
做為烷基者以碳數1~6之烷基(以下稱低級烷基)為理想例，做為芳烷基例者以苄基、苯乙基為宜，烯基例以碳數1~6之低級烯基為宜，做為烷氧基之烷基部者以低級烷基為理想例。
又，做為芳香族烴基例者以苯基、萘基、乙醯苯基、蒽基等為宜、芳香族雜環基以吡啶基、喹啉基、噻嗯基、咔唑基、吲哚基、呋喃基等為理想例。此等為具有取代基之芳香族烴基或芳香族雜環基時，做為取代基例者如：低級烷基、低級烷氧基、苯氧基、苄氧基、苯基、萘基等例。
做為更理想之Ir錯化物例者如：Irbt3等。以下將一般式(II)所示之有機金屬錯化物具體例示於以下，惟並未受限於下述化合物。另外，化合物31簡稱為Irbt3。
本發明用於發光層之主體材料可使電子與電洞幾乎均等流動，故可於發光層之中央進行發光。因此，不致出現如TAZ於電洞輸送側進行發光，電洞輸送層產生能量轉移，降低效率，亦不致出現如CPB於電子輸送層側進行發光，電子輸送層產生能量轉移，降低效率之現象，做為電洞輸送層者可使用α－NPD、做為電子輸送層者可使用如：Alq3之信賴性高的材料。
 〔發明實施之最佳形態〕
以下針對本發明有機EL元件參考圖面進行說明。圖1係代表用於本發明之一般有機EL元件構造例之模式截面圖。本發明有機EL元件係含有以基板1、陽極2、電洞輸送層4、發光層5、電子輸送層6及陰極7為必須層，可省略必須層以外之層如：電洞注入層3，另外，必要時亦可設置其他層。惟，本發明有機EL元件未必一定需要抗電洞層。藉由未設置抗電洞層其層構造可簡單化，製造上具性能上之優點。
基板1為有機電致發光元件之載體，使用石英、玻璃之板、金屬板、金屬箔、塑膠薄膜、薄片等。特別以玻璃板、聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚碸等透明之合成樹脂之板為最佳。使用合成樹脂基板時務必留意氣體隔離性。基板之氣體隔離性愈小則通過基板之外氣將使有機電致發光元件惡化而不理想。因此，於合成樹脂基板之至少單面上設置精密的聚矽氧氧化膜等可確保氣體隔離性亦為理想方法之一。
於基板1上設置陽極2，而陽極係具有往電洞輸送層之電洞注入功能。此陽極係藉由鋁、金、銀、鎳、鈀、鉑等金屬、銦及/或錫之氧化物等金屬氧化物、碘化銅等之鹵化金屬、碳黑、或聚(3－甲基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺等之導電性高分子等所構成。一般陽極之形成多半藉由濺鍍法、真空蒸鍍法等進行之。又，銀等金屬微粒子、碘化銅等之微粒子、碳黑、導電性之金屬氧化物微粒子、導電性高分子微粉末等時，分散於適當之黏合劑樹脂溶液，經由塗佈於基板1上亦可形成陽極2。甚至，導電性高分子時，亦可藉由電解聚合直接於基板上形成薄膜，亦可於基板上塗佈導電性高分子後形成陽極。陽極亦可以不同物質層合後形成之。陽極之厚度視其透明性之需要與否而異。需要透明性時，使可視光之透光率為60%以上者宜，較佳者為80%以上，此時，厚度以5~1000nm者宜，較佳者為10~500。不透明性時，陽極2與基板1相同亦可。另外，亦可進一步於該陽極上層合不同之導電材料。
於陽極2之上設置電洞輸送層4。亦可於兩者間設置電洞注入層3。做為電洞輸送層之材料所要求之條件者，務必為高效率之由陽極之電洞注入，且可使注入之電洞有效輸送之材料。因此，被要求離子化電位小，對於可視光之光的透明性高，且電洞移動度大，進一步穩定性良好，於製造時，使用時不易出現截留之雜質。又，被要求不致使由欲連接於發光層5之發光層的發光消失，與發光層之間形成激磁普電克斯後降低效率。除上述一般要求之外，考量車載顯示用之應用時，更被要求於元件之耐熱性。因此，做為Tg者以具有85℃以上之值的材料者宜。
本發明有機EL元件中做為電洞輸送材料者可使用α－NPD類之公知的三芳基胺二聚物。
另外，必要時，做為其他電洞輸送材料者亦可使公知的化合物併用三芳基胺二聚物。如：含有2個以上之3級胺之2個以上縮合芳香族環具有被氮原子取代之芳香族二胺、4,4’,4”－三(1－萘基苯基胺基)三苯胺等之星形爆裂構造之芳香族胺基化合物，由三苯胺之四量體所成之芳香族胺化合物，2,2’,7,7’－四－(二苯胺)－9,9’－螺二芴等之螺化合物等例。此等化合物可單獨使用，必要時亦可混合使用。
又，上述化合物以外，做為電洞輸送層之材料者如：含有聚乙烯咔唑、聚乙烯三苯胺、四苯基聯苯胺之聚伸芳基醚碸等之高分子材料例。
以塗佈法形成電洞輸送層時，添加1種以上之電洞輸送材料與必要時不致電洞截留之黏合劑樹脂、塗佈性改良劑等添加劑，溶解後調製塗佈溶液，藉由旋轉塗佈法等方法塗佈於陽極2上，乾燥後形成電洞輸送層4。做為黏合劑樹脂者如：聚碳酸酯、聚伸芳基、聚酯等例。黏合劑樹脂其添加量多則降低電洞移動度，因此較少者宜，一般為50重量%以下。
以真空蒸鍍法形成時，將電洞輸送材料置入設於真空容器內之坩堝，以適當之真空泵使真空容器內進行排氣至10－ 4 Pa，進行坩堝之加熱，使電洞輸送材料進行蒸發，往坩堝靠攏放置形成陽極之基板上形成電洞輸送層4。電洞輸送層之膜厚通常為5~300nm，較佳者為10~100nm。欲形成此相同之薄膜，經常使用真空蒸鍍法。
於電洞輸送層4上設置發光層5。發光層係含有一般式(I)所示之Al錯化物與一般式(II)所示之Ir錯化物，於附與電場之電極間使由陽極注入之電洞注入層經移動之電洞與由陰極注入之電子輸送層6經移動之電子經由再結合後激發後，出現強烈發光。又，發光層5在不損及本發明性能範圍下，亦可含有其他主體材料(與一般式(I)之錯化物進行相同運作)、螢光色素等其他成份。
一般式(II)所示之Ir錯化物含於發光層之量以0.1~30重量%者宜。若為0.1重量%以下則無法附與提昇元件之發光效率，反之，超出30重量%則將引起相互的Ir錯化物形成2量體濃度消光，導致降低發光效率。相較於使用先行技術之螢光(單態)元件中，其發光層所含之螢光性色素(能量)之量稍多為較佳。於發光層中對於膜厚方向含有部份Ir錯化物，或不均勻分佈亦可。發光層5之膜厚一般為10~200nm，較佳者為20~100nm。以相同於電洞輸送層之方法形成薄膜。
做為進一步提昇元件發光效率為目的者設置電子輸送層6於發光層5與陰極7之間。電子輸送層係由附與電場之電極間中使由陰極注入之電子可有效往發光層方向輸送之化合物所形成。做為電子輸送層6所使用之電子輸送性化合物者其由陰極7之電子注入效率務必為高效率者，且，務必可有效輸送具有高度電子移動度所注入之電子之化合物。
做為滿足此條件之電子輸送材料者如：Alq3等之金屬錯化物、10－羥基苯並(h)喹啉之金屬錯化物、噁二唑衍生物、二苯乙烯基聯苯基衍生物、silole衍生物、3－或5－羥基黃酮金屬錯化物、苯並噁唑金屬錯化物、苯並噻唑金屬錯化物、三苯並咪唑基苯、喹喔啉化合物、菲繞啉衍生物、2－第三－丁基－9,10－N,N’－二氰蒽醌二亞胺、n型氫化非晶質碳化聚矽氧、n型硫化鋅、n型硒化鋅等例。電子輸送層6之膜厚一般為5~200nm，較佳者為10~100nm。電子輸送層係藉由相同於電洞輸送層之塗佈法或真空蒸鍍法層合於發光層所形成。一般使用真空蒸鍍法。
為進一步提昇電洞注入之效率，且改善對於有機層整體陽極之附著力之目的下，亦可於電洞輸送層4與陽極2之間插入電洞注入層3。插入電洞注入層3後，降低初期元件之驅動電壓後，同時亦具有抑制於定電流使元件連續驅動時電壓上昇之效果。做為電洞注入層所使用材料時所被要求之條件者，係要求可形成與陽極密合性極為均勻之薄膜，熱穩定，亦即，熔點及玻璃轉移溫度高，熔點為300℃以上，Tg為100℃以上。甚至離子化電位低，易由陽極注入電洞，電洞移動度大之例。
為此目的，截至目前，被揭示銅酞菁等之酞菁化合物、聚苯胺、聚噻吩等有機化合物、濺鍍碳膜、釩氧化物、釕氧化物、鉬氧化物等金屬氧化物。電孔注入層時，亦相同於電洞輸送層可形成薄膜，無機物時，更使用濺鍍法、電子束蒸鍍法、電漿CVD法。如上所形成之陽極緩衝層3之膜厚一般為3~100nm，較佳者為5~50nm。
電子輸送層6係層合於發光層5之上，惟，其間以不存在抗電洞層者宜。
陰極7具將電子注入發光層5之功能。做為陰極使用之材料可使用陽極2所使用之材料，而，欲有效進行電子注入時，其功函數低之金屬者宜，可使用錫、鎂、銦、鈣、鋁、銀等之適當的金屬或其合金。其具體例如：鎂－銀合金、鎂－銦合金、鋁－鋰合金等之低功函數合金電極例。陰極膜厚通常與陽極相同。以保護低功函數金屬所成之陰極為目的下，進行層合功函數高，對於大氣穩定之金屬層將進一步增加元件之穩定性。為此目的，使用鋁、銀、銅、鎳、鉻、金、鉑等金屬。
更於陰極7與電子輸送層6之間插入電子注入層之LiF、MgF2 、Li2 O等極薄絕緣膜(0.1~5nm)亦可為有效提昇元件效率之方法。
另外，亦可能與圖1為相反構造，亦即，依序於基板1上層合陰極7、電子輸送層6、發光層5、電洞輸送層4、陽極2，亦可於如已述之至少一方為高度透明性之2片基板間設置本發明有機EL元件。此時，必要時進行層的追加、或省略。
本發明有機EL元件係為單一元件，呈陣列狀配置之構造所成之元件，其陽極與陰極均可適用於X－Y矩陣狀所配置之構造。本發明有機EL元件藉由含有發光層中具特定骨架之化合物與燐光性之金屬錯化物後，相較於使用先行技術之單態狀態發光之元件更可取得發光效率高，且於驅動穩定性中亦大幅改善之元件，可於對於全彩或多彩之面板的應用中發揮理想之性能。
〔實施例〕
以下，藉由合成例及實施例進行本發明更詳細之說明，惟，在不超越本發明主要範圍下，並未受限於以下實施例。
〔實施例1〕
於電洞注入層使用銅酞菁(CuPC)，於電洞輸送層使用α－NPD及電子輸送層中使用Alq3。於膜厚110nm之ITO所成陽極所形成之玻璃基板上使各薄膜以真空蒸鍍法、真空度5.0×10－ 4 Pa下進行層合。首先，於ITO上使電洞注入層之CuPC呈3.0/秒、25nm之膜厚進行成膜。再於電洞注入層上使電洞輸送層之α－NPD呈蒸鍍速度3.0/秒、55nm之厚度形成之。
再於電洞輸送層上由不同之發光層BmqAl(化合物1)與Irbt3 (化合物31)之不同蒸鍍源進行共同蒸鍍，形成厚度47.5nm。此時，Irbt3 之濃度為7.0%。
接著使電子輸送層之Alq3以蒸鍍速度3.0/秒形成厚度30nm。更於電子輸送層上使電子注入層之氧化鋰(Li2 O)以蒸鍍速度0.1/秒形成厚度1nm。最後，於電子注入層上使電極之鋁(Al)以蒸鍍速度10/秒形成厚度100nm，作成有機EL元件。
〔實施例2〕
由不同之發光層BAlq(化合物11)與Irbt3 (化合物31)之蒸鍍源進行共同蒸鍍後，形成厚度47.5nm之外，與實施例1同法作成有機EL元件。另外，Irbt3 濃度為7.0%。
〔比較例1〕
使用發光層之客體材料bt2 Ir(acac)之外，與實施例1同法作成有機EL元件。另外，bt2 Ir(acac)係具有使IrBt3 之1個bt被acac(乙醯丙酮配位基)取代之構造。
〔比較例2〕
使用發光層客體材料之bt2 Ir(acac)之外，與實施例2同法作成有機EL元件。
〔比較例3〕
使用發光層客體材料之BCP之外，與實施例1同法作成有機EL元件。
〔比較例4〕
使發光層之主體材料使用BCP，客體材料使用bt2 Ir(acac)之外，與實施例1同法作成有機EL元件。
表1顯示實施例及比較例所得有機EL元件分別之發光波峰波長、最高發光效率、亮度半衰壽命(初期亮度500cd/m2 )。
〔產業上可利用性〕
本發明可取得維持良好的發光特性，同時保有長驅動壽命之有機EL元件。因此，本發明有機EL元件考量應用於平面顯示器(如：OA電腦用、掛牆電視)、車載顯示元件、手機顯示、面發光體產生特徵之光源(如：影印機之光源、液晶顯示器、計器類之背光光源)、顯示板、標識燈之應用，其技術價值極大。
1．．．基板
2．．．陽極
3．．．電洞注入層
4．．．電洞輸送層
5．．．發光層
6．．．電子輸送層
7．．．陰極
〔圖1〕代表有機電致發光元件一件之模式截面圖。
1．．．基板
2．．．陽極
3．．．電洞注入層
4．．．電洞輸送層
5．．．發光層
6．．．電子輸送層
7．．．陰極

Claims (4)

  1. 一種有機電致發光元件，其係於基板上層合含有陽極、電洞輸送層、發光層、及電子輸送層之有機層以及陰極所成，於發光層與陽極之間具有電洞輸送層，於發光層與陰極之間具有電子輸送層之使用燐光發光的有機電致發光元件，其特徵為於發光層中含有下述一般式(I)所示之有機金屬錯化物做為主體材料，且含有一般式(II)所示之有機金屬錯化物做為客體材料，一般式(II)所示之Ir錯化物在發光層中所含有的量係在0.1~30重量%的範圍內， 式中，R1 ~R6 分別獨立地代表氫原子、烷基、芳烷基、烯基、氰基、烷氧基、可具有取代基之芳香族烴基或可具有取代基之芳香族雜環基，L表下述一般式(1)、(2)、(3)或(4)所示之1價基； Ar1 ~Ar5 分別獨立地代表可具有取代基之芳香族烴基或可具有取代基之芳香族雜環基，Z代表矽或鍺，R1 ~R6 具有與上述相同意義； 式中，R7 ~R14 分別獨立地代表氫原子、烷基、芳烷基、烯基、氰基、烷氧基、可具有取代基之芳香族烴基或可具有取代基之芳香族雜環基。
  2. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件，其中陽極及電洞輸送層之間配置有電洞注入層。
  3. 如申請專利範圍第1項之有機電致發光元件，其中陰極及電子輸送層之間配有電子注入層。
  4. 如申請專利範圍第2項之有機電致發光元件，其中陰極及電子輸送層之間配置有電子注入層。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5110851B2 (ja) * 2006-11-01 2012-12-26 キヤノン株式会社 有機発光素子
JP5710858B2 (ja) * 2008-05-27 2015-04-30 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 有機ｅｌ素子
EP2541635B1 (en) * 2010-02-26 2018-12-12 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Organic electroluminescent element
WO2013070850A2 (en) 2011-11-10 2013-05-16 Midtronics, Inc. Battery pack tester
KR102420475B1 (ko) * 2015-09-18 2022-07-13 덕산네오룩스 주식회사 유기전기소자용 화합물, 이를 이용한 유기전기소자 및 그 전자 장치
CN112002890B (zh) * 2020-09-15 2021-11-12 安徽工业大学 一种锂硫电池正极材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003007467A (ja) * 2001-06-19 2003-01-10 Honda Motor Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2003142264A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Pioneer Electronic Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2005276799A (ja) * 2004-02-27 2005-10-06 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5141671A (en) * 1991-08-01 1992-08-25 Eastman Kodak Company Mixed ligand 8-quinolinolato aluminum chelate luminophors
JP3092584B2 (ja) * 1998-03-23 2000-09-25 日本電気株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
AU1807201A (en) 1999-12-01 2001-06-12 Trustees Of Princeton University, The Complexes of form L2MX as phosphorescent dopants for organic leds
JP2001313178A (ja) 2000-04-28 2001-11-09 Pioneer Electronic Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2002299061A (ja) 2001-04-02 2002-10-11 Honda Motor Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2002352957A (ja) 2001-05-23 2002-12-06 Honda Motor Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
TW200300154A (en) * 2001-11-09 2003-05-16 Jsr Corp Light emitting polymer composition, and organic electroluminescene device and production process thereof
JP4734849B2 (ja) * 2003-05-14 2011-07-27 三菱化学株式会社 アルミニウム混合配位子錯体化合物、電荷輸送材料、有機電界発光素子材料および有機電界発光素子
JP2005011733A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Toray Ind Inc 有機エレクトロルミネッセンス用材料、および有機エレクトロルミネッセンス用材料の製造方法、ならびに有機エレクトロルミネッセンス素子
US20050123794A1 (en) * 2003-12-05 2005-06-09 Deaton Joseph C. Organic electroluminescent devices
CN1259312C (zh) * 2004-02-26 2006-06-14 华东理工大学 电致磷光取代苯并杂环类化合物
US7767316B2 (en) * 2004-09-20 2010-08-03 Global Oled Technology Llc Organic electroluminescent devices and composition

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003007467A (ja) * 2001-06-19 2003-01-10 Honda Motor Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2003142264A (ja) * 2001-10-31 2003-05-16 Pioneer Electronic Corp 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2005276799A (ja) * 2004-02-27 2005-10-06 Fuji Photo Film Co Ltd 発光素子

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