TWI538246B - 發光裝置及照明裝置 - Google Patents

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瀨尾哲史
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Description

發光裝置及照明裝置
本發明係關於一種利用電致發光的發光元件。此外,本發明的一個具體實例係關於一種包括該等發光元件的發光裝置或照明裝置。
近年來,對利用電致發光(Electroluminescence)的發光元件積極地進行研究開發。在利用電致發光的發光元件的基礎結構中,係將包含發光物質的層(下文中將該層稱為「發光層」)夾置在一對電極之間。藉由對該發光元件的該等電極之間施加電壓,可以從該發光物質發光。
在利用電致發光的發光元件中,使用有機化合物作為發光物質的發光元件可以藉由堆疊薄膜來形成。因此,可以減少發光元件的厚度及重量,而且可輕易使其面積變大。從而,該發光元件被期待用於面光源。此外,該發光元件被預期展現比白熾燈及螢光燈高的發光效率,因此在作為適用於照明裝置的發光元件方面已受矚目。
該發光元件可取決於發光物質的種類而發出各種顏色的光。特別是,在考慮對照明裝置的應用時,期待能夠以高效率發出白光或近似白色的光的發光元件。
作為可發白光的發光元件,例如提出了其中堆疊有在紅色、綠色、藍色的波長範圍中具有發射峰值的多個發光單元的發白光元件(例如,專利文獻1)。此外,還提出 了其中堆疊有在互補色(例如,藍色及黃色)的波長範圍中具有峰值的兩個發光層的發白光元件(例如,專利文獻2)。
[專利文獻1]日本PCT國際申請案譯文第2008-518400號
[專利文獻2]日本專利申請公開案第2006-12793號
其中堆疊有在紅色、綠色、藍色的波長範圍中具有發射峰值的多個發光層的上述發白光元件因為使用低發光度的紅色和藍色的波長範圍而可發白光。
此外,在其中堆疊有在互補色(例如,藍色及黃色)的波長範圍中具有峰值的兩個發光層的上述發光元件中,係使低發光度顏色(例如,藍色)的光量比其他顏色大,從而使該發光元件可發白光。
如上所述,該等先前提出的可發白光的發光元件必須使用某種數量的在低發光度波長範圍中的光。因此,功率效率的改善有限。這是因為包括在功率效率單位[lm/W]中的光通量[lm]是考慮發光度的物理量。
此外,展現白色發光的發光元件有如下問題:由於堆疊多個發光層,所以用於發光層的有機材料量增加以及花費在形成發光層的蒸鍍時間增加。
鑒於上述問題,本發明一個具體實例的目的是:即使將在低發光度波長範圍中的光用於展現白色發光的發光元 件時,也能改善發光元件的功率效率。此外,本發明一個具體實例的另一目的係在於減少用於發光層的有機材料量來減少製造成本。再者,本發明一個具體實例的另一目的係在於提供包括有該發光元件作為光源的照明裝置。
本發明的一個具體實例係關於一種作為可發白光之發光元件的發光元件,其中堆疊有三個發光層。在這種發光元件中,在透光電極和光反射電極之間包括三個發光層,並且自各發光層發射的光被光反射電極反射而透射通過透光電極。於是,決定由各發光層發射的光的波長,並因此限定三個發光層的堆疊順序。此外,決定光反射電極和各發光層之間的光徑長度,從而可提供具有高功率效率的發光元件。另外,提供一種發光元件,其中減少用於發光層的有機材料量。其細節說明如下。
本發明的一個具體實例是一種發光元件,其包括透光電極和光反射電極;以及在該透光電極和光反射電極之間的第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層及第二中間層,且在該發光元件中,該第一發光層係形成在該透光電極和第一中間層之間;該第二發光層係形成在該第一中間層和第二中間層之間;該第三發光層係形成在該第二中間層和光反射電極之間;與從第二發光層發射的光的光譜峰值及從第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從第一發光層發射的光的光譜峰值係位於較長的波長一側;而且與從第一發光層發射的光的光譜峰值及從第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從第二發光層發射的光的光譜 峰值係位於較短的波長一側。應注意的是,在本說明書中,發射光譜的峰值是指在發射光譜中的多個峰值的最高發光強度峰值。
本發明的另一個具體實例是一種發光元件,其包括透光電極和光反射電極,在該透光電極和光反射電極之間的第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層及第二中間層,且在該發光元件中,該第一發光層係形成在該透光電極和第一中間層之間;該第二發光層係形成在該第一中間層和第二中間層之間;該第三發光層係形成在該第二中間層和光反射電極之間;與從第二發光層發射的光的光譜峰值及從第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從第一發光層發射的光的光譜峰值係位於較長的波長一側;與從第一發光層發射的光的光譜峰值及從第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從第二發光層發射的光的光譜峰值係位於較短的波長一側;在該光反射電極和第一發光層之間的光徑長度是從該第一發光層發射的光的峰值波長的3/4;在該光反射電極和第二發光層之間的光徑長度是從該第二發光層發射的光的峰值波長的3/4;而且,在該光反射電極和第三發光層之間的光徑長度是從該第三發光層發射的光的峰值波長的1/4。應注意的是,在本說明書中,發射光譜的峰值波長是指在發射光譜中多個峰值的最高發光強度峰值的波長。
應注意的是,光徑長度(也稱為光程)是指實際上的距離與折射率的乘積,在本說明書及類似的說明中,其係 為實際上的厚度與n(折射率)的乘積,亦即光徑長度=實際上的厚度×n
在上述各結構中,該第一發光層包括在黃光至橙光的波長範圍(560nm或更高且低於620nm)中具有發光峰值的發光物質,且該發光物質可以是磷光化合物。使用磷光化合物時的功率效率是使用螢光化合物時的三倍至四倍。此外,使用發黃光或橙光的磷光化合物的元件與使用發藍光的磷光化合物的元件相比容易增加使用壽命。
在上述各結構中,該第二發光層包括在藍光的波長範圍(400nm或更高且低於480nm)中具有發光峰值的發光物質,且該發光物質可以是螢光化合物。使用螢光化合物作為發藍光的物質,可獲得使用壽命比使用磷光化合物作為發藍光的物質的發光元件長的發光元件。
在上述各結構中,該第三發光層包括發光物質,且從該發光物質發射的光可具有比從該第一發光層發射的光短或相等的波長。
在上述各結構中,第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層和第二中間層的總厚度也可為400nm或更小。此外,光反射電極可以是陰極。藉由將第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層和第二中間層的總厚度減低至400nm或更小,可以減少用於發光層的有機材料量。從而可獲得薄型化的發光元件。
此外,本發明的另一個具體實例是一種包括具有上述任一結構的發光元件的照明裝置。
在本說明書及相關說明中,發光層係至少包括發光物質。除了發光物質之外,該發光層還可以包括功能層等。
根據本發明的一個具體實例,其中堆疊有三個發光層的展現白色發光的發光元件可以實現高功率效率。此外,可以提供其中用於發光層的有機材料量減少的發光元件。
此外,因為該發光元件具有高功率效率,所以可以用作室內照明裝置或室外照明裝置的光源。藉由使用這種發光元件,可以提供具有高功率效率且耗電量較低的照明裝置。
實施本發明的最佳模式
(具體實例1)
在本具體實例中,將參照圖1說明發光元件結構的例子。
圖1所示的發光元件100包括透光電極104和光反射電極106,以及在透光電極104和光反射電極106之間的第一發光層108、第二發光層110、第三發光層112、第一中間層114以及第二中間層116。第一發光層108係位於透光電極104與第一中間層114之間。第二發光層110係位於第一中間層114與第二中間層116之間。第三發光層112係位於第二中間層116與光反射電極106之間。應注意的是,第一發光層108、第二發光層110和第三發光層 112係以其間配置第一中間層114及第二中間層116的方式連續堆疊並連接。該發光元件以此方式包括第一發光層108、第二發光層110和第三發光層112的堆疊層,因此稱為堆疊型發光元件。此外,該透光電極可用作陽極,而該光反射電極可用作陰極。
此外,與從第二發光層110及從第三發光層112發射的光相比,從第一發光層108發射的光具有最長的峰值波長。與從第一發光層108及從第三發光層112發射的光相比,從第二發光層110發射的光具有最短的峰值波長。另外,從第三發光層112發射的光可具有比從第一發光層108發射的光的波長短或相等的波長。
其中從第一發光層108發射的光具有最長峰值波長,且從第二發光層110發射的光具有最短峰值波長的這種結構,可以使各發光層的光徑長度(即各發光層的厚度)最佳化。藉由使各發光層的光徑長度(即各發光層的厚度)最佳化,可以提供具有高功率效率的發光元件。
具體而言,光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度是從第一發光層108發射的光的峰值波長的3/4,光反射電極106與第二發光層110之間的光徑長度是從第二發光層110發射的光的峰值波長的3/4,且光反射電極106和與第三發光層112之間的光徑長度是從第三發光層112發射的光的峰值波長的1/4。
在圖1所示的例子中,將光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度設定為3λa/4,光反射電極106與 第二發光層110之間的光徑長度設定為3λb/4,且光反射電極106與第三發光層112之間的光徑長度設定為1λc/4。此外,λa是指從第一發光層108發射的光的波長,λb是指從第二發光層110發射的光的波長,而λc是指從第三發光層112發射的光的波長。
此外,在圖1所示的發光元件100中,由於在透光電極104與光反射電極106之間的電位差而使電流流過,且電洞和電子在第一發光層108、第二發光層110及第三發光層112中再結合而使該發光元件100發光。換言之,在第一發光層108、第二發光層110及第三發光層112內部形成發光區域。簡言之,在本說明書及相關說明中,光反射電極106與第一至第三發光層各層之間的光徑長度較佳為光反射電極106與第一至第三發光層各層中的發光區域之間的光徑長度。
此外,將光反射電極106與各發光層之間的光徑長度設定為從發光層發射的光的mλx/4(m是奇數且λx是從各發光層發射的光的波長),從而提高功率效率。此外,從光學觀點來看,各發光層較佳為厚度小,因為厚度大時會在發光層內部造成諸如光吸收的光損失。
雖然如下結構可得到理論上的最大功率效率,即其中光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度為從第一發光層108發射的光的峰值波長的1/4,光反射電極106與第二發光層110之間的光徑長度為從第二發光層110發設的光的峰值波長的1/4,且光反射電極106與第 三發光層112之間的光徑長度為從第三發光層112發射的光的峰值波長的1/4,但是實際上難以形成具有這種結構的發光元件,因為各發光層及各中間層的光徑長度(或厚度)必需盡可能地縮短(減薄)。
因此,習用元件採用下述結構,即其中光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度為從第一發光層108發射的光的峰值波長的5/4,光反射電極106與第二發光層110之間的光徑長度為從第二發光層110發射的光的峰值波長的3/4,且光反射電極106與第三發光層112之間的光徑長度為從第三發光層112發射的光的峰值波長的1/4。但是,在這種結構中,發光層厚度大,所以不能忽略發光層內部諸如光吸收的光損失。
相較之下,在本具備實例所述的發光元件100中,可以將光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度設定為從第一發光層108發射的光的峰值波長的3/4。換言之,即使在離光反射電極106最遠的第一發光層108中也可以將光徑長度設定為比習知元件的光徑長度(即從第一發光層108發射的光的峰值波長的5/4)短。而且,與從第二發光層及第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從第一發光層108發射的光的光譜峰值位於較長的波長一側,且與從第一發光層及第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從第二發光層110發射的光的光譜峰值位於較短的波長一側,因此第一發光層108及第二發光層110可具有足夠大的厚度來形成各層。
例如,假定一如下結構:其中從第一發光層108發射的光的波長(λa)位在620nm的紅色區域中,從第二發光層110發射的光的波長(λb)位在460nm的藍色區域中,且折射率(n)為1.8。在此結構中,若光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度以及光反射電極106與第二發光層110之間的光徑長度為從發光層發射的光的峰值波長的1/4,則第一發光層108和第二發光層110的光徑長度差異大約為22nm,而這是難以形成發光元件的數值。然而,當光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度以及光反射電極106與第二發光層110之間的光徑長度分別為從發光層發射的光的峰值波長的3/4時,第一發光層108和第二發光層110的光徑長度差異大約為67nm,如此便可形成發光元件。
此外,假定一如下結構:其中從第一發光層108發射的光的波長(λa)位在460nm的藍色區域中,從第二發光層110發射的光的波長(λb)位在620nm的紅色區域中,且折射率(n)為1.8。在此結構中,若光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度以及光反射電極106與第二發光層110之間的光徑長度分別為從發光層發射的光的峰值波長的3/4,則第二發光層110的光徑長度比第一發光層108的光徑長度長,因此不能形成發光元件。
由此,在本具體實例所述的發光元件100中,係決定從第一至第三發光層發射的光的波長,並限定該等三個發光層的堆疊順序。此外,藉由決定光反射電極106與各發 光層之間的光徑長度,可以提供具有高功率效率的發光元件。
例如,可將其發光在黃色至橙色光的波長區域中具有峰值的發光物質用於第一發光層108。例如,作為其發光在黃色至橙色波長區域中具有峰值的發光物質,可以使用其中以芳基嘧啶衍生物作為配體的有機金屬錯合物。或者,可藉由將發光物質(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中,來形成發光層。作為上述其發光在黃色至橙色波長區域中具有峰值的發光物質,可以使用磷光化合物。在使用磷光化合物的情況中的功率效率是使用螢光化合物時的三倍至四倍。其中以芳基嘧啶衍生物作為配體的該有機金屬錯合物是磷光化合物,其具有高發光效率,且容易發出在黃色至橙色波長區域中的光,所以對於本發明而言是較佳的。
此外,可將其發光在藍色的波長區域中具有峰值的發光物質用於第二發光層110。例如,作為其發光在藍色的波長區域中具有峰值的發光物質,可以使用芘二胺衍生物。作為上述其發光在藍色的波長區域中具有峰值的發光物質,可以使用螢光化合物。使用螢光化合物作為發藍光物質,可以獲得使用壽命比使用磷光化合物作為發藍光物質的發光元件長的發光元件。芘二胺衍生物是螢光化合物,可以提供極高的量子產率,而且使用壽命長,所以對於本發明而言是較佳的。
此外,與第一發光層108一樣,可將其發光在黃色至 橙色的波長區域中具有峰值的發光物質用於第三發光層112。應注意的是,第三發光層112的材料並不侷限於這種發光物質,而是可以使用其發光在比從第一發光層108所發射光的波長短或相等的波長下具有峰值的發光物質。例如,可以與第二發光層110一樣,使用其發光在藍色的波長區域中具有峰值的發光物質。或者,也可以使用其發光在藍色與橙色之間的綠色波長區域中具有峰值的發光物質。
在此,考慮如下情況:其中將黃色至橙色發的發光層用於第一發光層108,藍色光的發光層用於第二發光層110,且黃色至橙色光的發光層用於第三發光層112,並堆疊該等三個發光層。在此情況中,從第一發光層108的發光120與從第三發光層112的發光124的混合光(黃色至橙色光)對從第二發光層110的發光122的強度比大約為8:1至6:1。因此,該發光元件100具有下述結構:其中使用磷光化合物形成該兩個黃色至橙色光的發光層,且使用螢光化合物形成一個藍色光的發光層,並堆疊該等三個發光層,因此該發光元件100可發出近似白熾色或暖白色的白光。此外,因為使用兩個其發光色在高發光度的黃色至橙色範圍內的發光層,且使用磷光化合物作為這些發光層的發光物質,所以功率效率提高。
再者,使用黃色至橙色光的發光層作為第一發光層108,且光反射電極106與第一發光層108之間的光徑長度是從第一發光層發射的光的峰值波長的3/4。此外,使 用藍色光發光層作為第二發光層110,且光反射電極106與第二發光層110之間的光徑長度是從第二發光層發射的光的峰值波長的3/4。此外,光反射電極106與第三發光層112之間的光徑長度是從第三發光層發射的光的峰值波長的1/4。如上所述,藉由決定光反射電極106與第一至第三發光層之間的各光徑長度,可以使各發光層及各中間層變薄。第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層和第二中間層的總厚度較佳為400nm或更小,更佳為350nm或更小。以此方式,將各發光層及各中間層的厚度變小,從而可抑制發光層中諸如光吸收的光損失。因此,可以進一步提高發光元件100的功率效率。
此外,藉由使用變薄的發光層,可以減少用於發光層的有機材料量。因此,可以減少用於各發光層的材料量並縮短蒸鍍等所花費的時間,從而在製造成本方面很有利。
如上所述,本具體實例中所述的發光元件(其中堆疊三個發光層作為展現白色發光的發光元件)係包括在高發光度的黃色至橙色波長區域中具有發光峰值的發光層作為第一發光層、在藍色的波長區域中具有發光峰值的發光層作為第二發光層、及在高發光度的黃色至橙色波長區域中具有發光峰值的發光層作為第三發光層,且決定該等三個發光層的堆疊順序,並使各發光層變薄,從而可增加整體發光元件的功率效率。此外,由於使各發光層變薄,所以可提供其中發光層所用的有機材料量減少的發光元件。
此外,上述發光元件具有高功率效率,所以可以用作 室內照明裝置或室外照明裝置的光源。使用上述的發光元件可以提供具有高功率效率且耗電量較低的照明裝置。
此外,本具體實例中所述的發光元件發出近似白熾色或暖白色的白色光,因此可以用作室內照明裝置或室外照明裝置的光源。藉由使用本具體實例所述的發光元件,可以製造具有高功率效率且耗電量較低的照明裝置。
本具體實例可以與任何其他具體實例或實施例適當地組合而實施。
(具體實例2)
在本具體實例中,將參照圖1說明發光元件結構的一例。在本具體實例中,將說明在具體實例1中所述且示於圖1中的發光元件100的具體結構。
如具體實例1所述,圖1所示的發光元件100係設置在基板102上,包括透光電極104以及光反射電極106,並且在透光電極104與光反射電極106之間包括第一發光層108、第二發光層110、第三發光層112、第一中間層114以及第二中間層116。第一發光層108係設置在透光電極104與第一中間層114之間。第二發光層110係設置在第一中間層114與第二中間層116之間。第三發光層112係設置在第二中間層116與光反射電極106之間。應注意的是,第一發光層108、第二發光層110和第三發光層112係以其間配置第一中間層114及第二中間層116的方式連續堆疊並連接。這種第一發光層108、第二發光層 110和第三發光層112的堆疊結構係稱為堆疊型發光元件。此外,在圖1中,透光電極104係用作陽極,而光反射電極106係用作陰極。
第一發光層108及第三發光層112各包括發出在黃色至橙色波長區域中具有峰值的光的發光物質。作為發出在黃色至橙色波長區域中具有峰值的光的發光物質,可以使用如下物質:紅螢稀、(2-{2-[4-(二甲基胺基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(簡稱:DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱:DCM2)、乙醯丙酮雙[2-(2-噻吩基)吡啶]銥(簡稱:Ir(thp)2(acac))、乙醯丙酮雙(2-苯基喹啉)銥(簡稱:Ir(pq)2(acac))、三(2-苯基喹啉-N,C2')銥(III)(簡稱:Ir(pq)3)、乙醯丙酮雙(2-苯基苯並噻唑-N,C2')銥(III)(簡稱:Ir(bt)2(acac))、(乙醯丙酮)雙[2,3-雙(4-氟苯基)-5-甲基吡]銥(III)(簡稱:Ir(Fdppr-Me)2(acac))、(乙醯丙酮)雙{2-(4-甲氧基苯基)-3,5-二甲基吡}銥(III)(簡稱:Ir(dmmoppr)2(acac))、(乙醯丙酮)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡)銥(III)(簡稱:Ir(mppr-Me)2(acac))、(乙醯丙酮)雙(5-異丙基-3-甲基-2-苯基吡)銥(III)(簡稱:Ir(mppr-iPr)2(acac))、(乙醯丙酮)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:Ir(dppm)2(acac))、等等。
此外,作為發出在黃色至橙色波長區域中具有峰值的光的發光物質,下列磷光化合物為較佳者:Ir(thp)2(acac)、Ir(pq)2(acac)、Ir(pq)3、Ir(bt)2(acac)、Ir(Fdppr-Me)2(acac)、Ir(dmmoppr)2(acac)、Ir(mppr-Me)2(acac)、Ir(mppr-iPr)2(acac)以及Ir(dppm)2(acac)。尤其是,其中以吡衍生物作為配體的有機金屬錯合物諸如Ir(Fdppr-Me)2(acac)、Ir(dmmoppr)2(acac)、Ir(mppr-Me)2(acac)、和Ir(mppr-iPr)2(acac),以及其中以芳基嘧啶衍生物作為配體的有機金屬錯合物諸如Ir(dppm)2(acac)為較佳者,因為它們具有高效率。
另外,可將任何的這些發光物質(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中來形成發光層。作為在此情況中的主體材料,以下列化合物較佳:芳族胺化合物諸如4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB)和4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱:YGAPA);以及雜環化合物諸如2-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-3-苯基喹啉(簡稱:Cz1PQ)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]-3-苯基喹啉(簡稱:Cz1PQ-III)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯並[f,h]-喹啉(簡稱:2CzPDBq-III)和2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]-喹啉(簡稱:2mDBTPDBq-II)。或者,也可以使用聚合物諸如聚(2,5-二烷氧基-1,4-伸苯基伸乙烯基)。
第二發光層110包括發出在藍色波長區域中具有峰值的光的發光物質。作為發出在藍色波長區域中具有峰值的光的發光物質,可以使用苝、2,5,8,11-四(第三丁基)苝(簡稱:TBP)等。也可以使用苯乙烯伸芳基衍生物諸如4,4'-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(簡稱:DPVBi),或蒽衍生物諸如9,10-二苯基蒽、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱:DNA)、或9,10-雙(2-萘基)-2-第三丁基蒽(簡稱:t-BuDNA)。也可以使用聚合物諸如聚(9,9-二辛基茀)。也可以使用苯乙烯胺衍生物諸如N,N'-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N'-二苯基茋-4,4'-二胺(簡稱:YGA2S)或N,N'-二苯基-N,N'-雙(9-苯基-9H-咔唑-3-基)茋-4,4'-二胺(簡稱PCA2S)。另外,也可以使用芘二胺衍生物諸如N,N'-雙[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-二苯基芘-1,6-二胺(簡稱:1,6FLPAPrn)、N,N'-雙[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N'-雙(4-第三丁基苯基)芘-1,6-二胺(簡稱:1,6tBu-FLPAPrn)、或N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(簡稱:1,6mMemFLPAPrn)。
其中尤其以芘二胺衍生物諸如1,6FLPAPrn、1,6tBu-FLPAPrn、或1,6mMemFLPAPrn為較佳者,因為其在460nm附近的波長具有峰值,具有極高的量子產率且使用壽命長。
另外,可將任何的這些發光物質(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中來形成發光層。作為在此情況中 的主體材料,以蒽衍生物較佳,其實例有9,10-雙(2-萘基)-2-第三丁基蒽(簡稱:t-BuDNA)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:CzPA)、和9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:PCzPA)。其中尤其以CzPA及PCzPA為佳,因為它們在電化學上穩定。
應注意的是,上述發光物質的發光顏色因主體材料或元件結構而可能會有某種程度的變化。
在圖1中,基板102係用作發光元件的支撐體。作為基板102,可以使用例如玻璃或塑膠等。應注意的是,可以使用玻璃及塑膠以外的材料,只要它們能用作發光元件的支撐體即可。
作為透光電極104,可以使用至少具有透光性質的材料,且可使用各種金屬、合金、其他導電材料及這些材料的混合物。例如,可以使用具有高功函數的導電性金屬氧化物的薄膜,諸如氧化銦-氧化錫(ITO:氧化銦錫)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫(ITO-SiO2)、氧化銦-氧化鋅、或包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)。這些金屬氧化物膜可以藉由濺射法形成。例如,可以藉由使用其中添加有1至20wt%氧化鋅的氧化銦作為靶材的濺射法來形成氧化銦-氧化鋅(IZO)。另外,可以藉由使用其中相對於氧化銦含有0.5至5wt%氧化鎢以及0.1至1wt%氧化鋅的靶材的濺射法來形成含有氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)。
作為光反射電極106,較佳為使用具有高光反射性質的金屬材料,例如可以使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)或金屬材料的氮化物(例如,氮化鈦(TiN))等。或者,可以使用具有低功函數之任何屬於元素週期表中第1族及第2族的元素,亦即鹼金屬諸如鋰(Li)和銫(Cs);鹼土金屬諸如鈣(Ca)、鍶(Sr)和鎂(Mg);或者含有這些金屬的合金(例如鎂與銀的合金或鋁與鋰的合金)。或者,可以使用稀土金屬諸如銪(Eu)或鐿(Yb)等,或者任何這些金屬的合金等。或者,可以使用鋁(Al)、銀(Ag)、或包含鋁的合金(AlSi)等。鹼金屬、鹼土金屬或它們的合金的薄膜可以藉由真空蒸鍍法形成。此外,由鹼金屬或鹼土金屬的合金所形成的膜也可以藉由濺射法形成。另外,各電極可形成為具有不只單層,而是也可以具有堆疊層。
應注意的是,考慮到載子的注入勢壘,較佳為將具有高功函數的材料用於透光電極(即,陽極)。此外,較佳為將具有低功函數的材料用於光反射電極(即,陰極)。
第一中間層114具有將電子注入第一發光層108中,並將電洞注入第二發光層110中的功能。第二中間層116具有將電子注入第二發光層110中,並將電洞注入第三發光層112中的功能。因此,第一中間層114及第二中間層116均可以使用一種堆疊膜,其中至少堆疊具有注入電洞的功能的層和具有注入電子的功能的層。
此外,第一中間層114及第二中間層116係位於發光元件的內部,因此就光提取效率而言,較佳為使用具有透光性的材料來形成。另外,第一中間層114及第二中間層116中的一部分均可以使用任何與用於透光電極104及光反射電極106中的材料相同的材料來形成。或者,第一中間層114及第二中間層116均可以使用其導電率比透光電極104及光反射電極106低的材料來形成。
在第一中間層114及第二中間層116中具有注入電子的功能的層,可以使用例如絕緣體或半導體諸如氧化鋰、氟化鋰、或碳酸銫來形成。或者,可以使用其中將施體物質加入具有高電子傳輸性的物質中所成之材料來形成該等層。
作為具有高電子傳輸性的物質,例如可以使用下列者:具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬錯合物,諸如三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱:Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]喹啉)鈹(簡稱:BeBq2)、或雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(簡稱:BAlq)等。或者,也可以使用具有唑基配體或噻唑基配體的金屬錯合物,諸如雙[2-(2-羥基苯基)苯並唑]鋅(簡稱:Zn(BOX)2)、或雙[2-(2-羥基苯基)苯並噻唑]鋅(簡稱:Zn(BTZ)2)等。除了此類金屬錯合物以外,也可以使用2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-二唑(簡稱:PBD)、1,3-雙[5-(對第三丁基苯基)-1,3,4-二唑-2-基]苯(簡稱:OXD-7)、 3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-第三丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱:TAZ)、深啡啉(簡稱:BPhen)、或浴銅靈(簡稱:BCP)等。上述的物質主要是具有10-6cm2/Vs或更高的電子遷移率的物質。應注意的是,可以使用上述以外的任何物質,只要該物質具有比電洞傳輸性高的電子傳輸性即可。
對電子傳輸性高的物質添加施體物質,從而可以提高電子注入性。由此,可以降低發光元件的驅動電壓。作為施體物質,可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、屬於元素週期表中第13族的金屬或它們的氧化物或碳酸鹽。具體而言,較佳為使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰、或碳酸銫等。或者,也可以將有機化合物諸如四硫萘並萘(tetrathianaphthacene)用作施體物質。
在第一中間層114及第二中間層116中具有注入電洞的功能的層,可以使用例如半導體或絕緣體諸如氧化鉬、氧化釩、氧化錸、或氧化釕來形成。可以使用其中對具有高電洞傳輸性的物質添加受體物質的材料。或者,也可以使用由受體物質所形成的層。
作為具有高電洞傳輸性的物質,可以使用例如芳族胺化合物,諸如4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱:NPB或α-NPD)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4-二胺(簡稱:TPD)、4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯基胺(簡稱:TDATA)、4,4',4"- 三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯基胺(簡稱:MTDATA)、或4,4'-雙[N-(螺-9,9'-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]-1,1'-聯苯(簡稱:BSPB)等。上述物質主要是具有10-6cm2/Vs或更高的電洞遷移率的物質。然而,可以使用除了上述物質以外的任何物質,只要其具有比電子傳輸性高的電洞傳輸性即可。或者,也可以使用任何前述的主體材料。
對電洞傳輸性高的物質添加受體物質,從而可以提高電洞注入性。由此,可以降低發光元件的驅動電壓。作為受體物質,可以使用7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱:F4-TCNQ)、或氯醌等。或者,可以使用過渡金屬氧化物。或者,可以使用屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。具體而言,以氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳、及氧化錸較佳,因為它們的電子接受性高。其中,尤以氧化鉬為佳,因為其在大氣中穩定,吸濕性低,且容易處理。
另外,藉由使用其中對電洞傳輸性高的物質添加有受體物質的結構和其中對電子傳輸性高的物質添加有施體物質的結構中的一者或兩者,即使在增加第一中間層114及第二中間層116的厚度的情況中,也可以抑制驅動電壓的上升。當增加第一中間層114及第二中間層116的厚度時,可以防止因微小的外來物體或衝擊等而導致的短路,從而可以得到可靠性高的發光元件。應注意的是,增厚的第一中間層114及第二中間層116可能會導致發光層內諸如 光吸收的光損失,這是不能忽略的,因此第一中間層114及第二中間層116的合適厚度可以由實施者來適當地設定。
應注意的是,也可以根據需要在第一中間層114或第二中間層116中的具有注入電洞的功能的層與具有注入電子的功能的層之間設置另一層。例如,可以設置由ITO等所形成的導電層或電子中繼層。電子中繼層具有降低在具有注入電洞的功能的層與具有注入電子的功能的層之間所產生的電壓損失的功能。具體而言,較佳為使用LUMO能階為-5.0eV或更高的材料,更佳為使用LUMO能階為-5.0eV至-3.0eV的材料。例如,可以使用3,4,9,10-苝四羧酸二酐(簡稱:PTCDA)、或3,4,9,10-苝四羧酸雙苯並咪唑(簡稱:PTCBI)等。
當對發光元件100施加電壓以使透光電極104帶正電,而使光反射電極106帶負電時,具有電流密度J的電流流過發光元件100。此時,電洞從透光電極104注入第一發光層108且電子從第一中間層114注入第一發光層108,而當電子與電洞再結合時,可從第一發光層108發光。此外,電洞從第一中間層114注入第二發光層110且電子從第二中間層116注入第二發光層110,而當電子與電洞再結合時,可從第二發光層110發光。此外,電洞從第二中間層116注入第三發光層112且電子從光反射電極106注入第三發光層112,當電子與電洞再結合時,可從第三發光層112發光。
應注意的是,在等效電路中,該具有電流密度J的共同電流流過第一發光層108、第二發光層110及第三發光層112,且各層發出對應於該電流密度J的亮度的光。在此,係將透光材料用於第一中間層114、第二中間層116及透光電極104,從而由第一發光層108發出的光、由第二發光層110發出的光及由第三發光層112發出的光都可輸出。此外,光可以在光反射電極106上反射,因此在輸出光的一側有效率地提取光。
此外,雖然在圖1中係在基板側形成透光電極,但是也可以在基板側設置光反射電極。
而且,光反射電極106和與第一發光層108之間的光徑長度是從第一發光層108發出的光的峰值波長的3/4,且可藉由控制第一發光層108、第一中間層114、第二發光層110、第二中間層116及第三發光層112的各別厚度來加以調整。此外,光反射電極106與第二發光層110之間的光徑長度是從第二發光層110發出的光的峰值波長的3/4,且可藉由控制第二發光層110、第二中間層116及第三發光層112的各別厚度來加以調整。此外,光反射電極106與第三發光層112之間的光徑長度是從第三發光層112發出的光的峰值波長的1/4,且可藉由控制第三發光層112的厚度來加以調整。
如上所述,藉由控制第一發光層108、第一中間層114、第二發光層110、第二中間層116及第三發光層112的各別厚度,來決定光反射電極106與第一至第三發光層 各層之間的光徑長度。應注意的是,第一發光層108、第二發光層110、第三發光層112、第一中間層114和第二中間層116的總厚度較佳為400nm或更小,更佳為350nm或更小。
如上所述,本具體實例中所述的發光元件(其中堆疊三個發光層作為展現白色發光的發光元件)係以在高發光度的黃色至橙色波長區域中具有光峰值的發光層作為第一發光層108、在藍色的波長區域中具有光峰值的發光層作為第二發光層110及在高發光度的黃色至橙色波長區域中具有光峰值的發光層作為第三發光層112,該等三個發光層的堆疊順序係經決定,且各發光層的厚度係經調整變薄,使得該發光元件可發出近似白熾色或暖白色的白色光。利用這種結構,可以提高整體發光元件的功率效率。另外,由於各發光層變薄,所以可提供其中用於發光層的有機材料用量減少的發光元件。
此外,上述發光元件具有高功率效率,因此可以用作室內照明裝置或室外照明裝置的光源。藉由使用上述發光元件,可以提供具有高功率效率且耗電量較低的照明裝置。
此外,本具體實例中所述的發光元件發出近似白熾色或暖白色的白色光,因此可以用作室內照明裝置或室外照明裝置的光源。藉由使用本具體實例中所述的發光元件,可以製造具有高功率效率且耗電量較低的照明裝置。
本具體實例可以與任何其他具體實例或實施例適當地 組合而實施。
(具體實例3)
在本具體實例中,將參照圖2說明其結構與具體實例1及具體實例2的發光元件不同的發光元件。
圖2所示的發光元件係設置在基板502上,其包括透光電極504及光反射電極506,並且在透光電極504與光反射電極506之間包括:包含電洞注入層508a、電洞傳輸層508b、發光層508c及電子傳輸層508d的第一發光層508;包含電子注入緩衝層514a、電子中繼層514b及電荷產生層514c的第一中間層514;包含電洞傳輸層510a、發光層510b及電子傳輸層510c的第二發光層510;包含電子注入緩衝層516a、電子中繼層516b及電荷產生層516c的第二中間層516;以及包含電洞傳輸層512a、發光層512b、電子傳輸層512c及電子注入層512d的第三發光層512。
如上所述,第一發光層508、第二發光層510及第三發光層512可各別至少包括一發光層,且可具有包括發光層之外的功能層的堆疊結構。發光層之外的功能層的實例包括含有高電洞注入性物質的層、含有高電洞傳輸性物質的層、含有高電子傳輸性物質的層、含有高電子注入性物質的層、含有雙極性物質(具有高電子及電洞傳輸性的物質)的層等。具體而言,可以適當地組合使用諸如電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層及電子注入層的功能層。
在本發明的一個具體實例中,從各發光層發出的光係透過透光電極504輸出到外面。因此,透光電極504係使用透光性物質來形成。此外,光反射電極506較佳為使用高光反射性物質來形成,以使得光可有效率地透過透光電極504輸出。
第一中間層514和第二中間層516可各別由有機化合物與金屬氧化物的複合材料,金屬氧化物,或有機化合物與鹼金屬、鹼土金屬或其化合物的複合材料所形成,或者,可以適當地組合這些材料。有機化合物與金屬氧化物的複合材料包括例如有機化合物與金屬氧化物諸如氧化釩、氧化鉬或氧化鎢。作為有機化合物,可以使用各種化合物諸如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳烴、及高分子化合物(寡聚物、樹枝狀聚合物、或聚合物等)。作為有機化合物,較佳為使用具有電洞傳輸性且具有10-6cm2/Vs或更高的電洞遷移率的有機化合物。但是,也可以使用上述材料以外的其他物質,只要該物質具有比電子傳輸性高的電洞傳輸性即可。用於第一中間層514及第二中間層516的材料具有優異的載子注入性及載子傳輸性,因此可以提供低電壓驅動及低電流驅動的發光元件。
應注意的是,第一中間層514和第二中間層516也可各別由有機化合物與金屬氧化物的複合材料與另一材料的組合來形成。例如,可將包含有機化合物與金屬氧化物的複合材料的層與包含選自電子施予性物質的化合物及高電子傳輸性的化合物的層組合。另外,包含有機化合物與金 屬氧化物的複合材料的層也可與透明導電膜組合。
就具有這種結構的發光元件而言,不容易產生諸如能量轉移及淬滅的問題,並且因材料的選擇範圍變大而可以容易獲得具有高發光效率和長使用壽命的發光元件。另外,也可容易獲得從其中一個發光層提供磷光,且從另一發光層提供螢光的發光元件。
應注意的是,第一中間層514具有如下功能:當在透光電極504與光反射電極506之間施加電壓時,對經形成為與第一中間層514接觸的第一發光層508注入電子,且對經形成為與第一中間層514接觸的第二發光層510注入電洞。此外,第二中間層516具有如下功能:當在透光電極504與光反射電極506之間施加電壓時,對經形成為與第二中間層516接觸的第二發光層510注入電子,且對經形成為與第二中間層516接觸的第三發光層512注入電洞。
藉由改變用於第一發光層508、第二發光層510及第三發光層512的發光物質的種類,圖2所示的元件結構可以展現各種發光顏色。此外,藉由使用不同發光顏色的多個發光物質來作為發光物質,也可以獲得廣範圍的發光或白色發光。
在使用圖2所示的發光元件獲得白色發光的情況中,作為多個發光層的組合,可以採用包括紅光、綠光及藍光而發白光的結構。例如,可以採用包括含有藍色螢光材料作為發光物質的發光層及含有紅色和綠色磷光材料作為發 光物質的發光層的結構。此外,該結構也可以包括紅光的發光層、綠光的發光層及藍光的發光層。
應注意的是,與從第二發光層510發出的光及從第三發光層512發出的光相比,從第一發光層508發出的光具有最長的峰值波長,而與從第一發光層508發出的光及從第三發光層512發出的光相比,從第二發光層510發出的光具有最短的峰值波長。另外,從第三發光層512發出的光的波長可短於或等於從第一發光層508發出的光的波長。
藉由這種其中從第一發光層508發出的光具有最長的峰值波長,且從第二發光層510發出的光具有最短的峰值波長的結構,可將各發光層的光徑長度(即,各發光層的厚度)最佳化。藉由各發光層的光徑長度(即,各發光層的厚度)的最佳化,可以提供具有高功率效率的發光元件。
具體而言,光反射電極506與第一發光層508之間的光徑長度是從第一發光層508發出的光的峰值波長的3/4,光反射電極506與第二發光層510之間的光徑長度是從第二發光層510發出的光的峰值波長的3/4,並且光反射電極506與第三發光層512之間的光徑長度是從第三發光層512發出的光的峰值波長的1/4。
在圖2所示的發光元件中,光反射電極506與第一發光層508之間的光徑長度為3λa/4,光反射電極506與第二發光層510之間的光徑長度為3λb/4,而光反射電極 506與第三發光層512之間的光徑長度為1λc/4。此外,λa是指從第一發光層508發出的光的波長,λb是指從第二發光層510發出的光的波長,而λc是指從第三發光層512發出的光的波長。
此外,在圖2所示的發光元件中,由於在透光電極504與光反射電極506之間的電位差而使電流流過,且電洞和電子在第一發光層508、第二發光層510及第三發光層512中再結合而使得發光元件500發光。換言之,在第一發光層508、第二發光層510及第三發光層512內部形成發光區域。總之,在本說明書及相關說明中,光反射電極506與第一至第三發光層各層之間的光徑長度較佳為光反射電極506與第一至第三發光層各層內部的發光區域之間的光徑長度。
換言之,光反射電極506與第一發光層508之間的光徑長度較佳為光反射電極506與位於第一發光層508中的發光層508c之間的光徑長度。同樣的,光反射電極506與第二發光層510之間的光徑長度較佳為光反射電極506與位於第二發光層510中的發光層510b之間的光徑長度。同樣的,光反射電極506與第三發光層512之間的光徑長度較佳為光反射電極506與位於第三發光層512中的發光層512b之間的光徑長度。
藉由改變第一中間層514、第二中間層516或包括於第一至第三發光層中的功能層諸如電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、或電子注入層的厚度,可以適當地調整 光反射電極506與包括於第一至第三發光層中的各發光層之間的光徑長度。
如上所述,在本具體實例所述的發光元件中,從第一至第三發光層各層發出的光的波長係經決定,並限定該等三個發光層的堆疊順序。此外,藉由決定光反射電極506與各發光層之間的光徑長度,可以提供具有高功率效率的發光元件。
應注意的是,在上述堆疊層元件的結構中,藉由在堆疊的發光層之間提供第一中間層及第二中間層,可以使該元件在高亮度區域中具有長使用壽命,同時保持低電流密度。此外,可以減少因電極材料的電阻所引起的電壓下降,從而可以實現大面積的均勻發光。
本具體實例可以與任何其他具體實例或實施例適當地組合而實施。
(具體實例4)
在本具體實例中,將參照圖3A和圖3B說明使用具體實例1至具體實例3中任一者所述的發光元件的例子。
圖3A示出應用具體實例1至具體實例3中所述的發光元件的室內照明裝置401及桌燈403。由於根據本發明的一個具體實例的發光裝置可以具有大面積,因此該發光裝置可以用作具有大面積的照明設備。
應注意的是,在圖3A的例子中示出板狀的發光裝置,但是本發明的一個具體實例並不侷限於此例子。也可以 製造其發光部分具有曲面的照明裝置。此外,根據本發明的一個具體實例,可以製造具有透視性發光部分的照明裝置。本發明的一個具體實例也可以應用於汽車中的照明,例如可以對儀錶板、擋風玻璃上、車頂等提供照明。或者,可將該發光裝置用作捲動型照明裝置402。
圖3B示出另一照明裝置的例子。圖3B所示的桌燈包括照明部分405、支柱406、支撐座407等。照明部分405包括本發明的一個具體實例的發光裝置。如上所述,在本發明的一個具體實例中,可以利用對彎曲具有高容忍度(即高撓曲性)的樹脂材料製造具有彎曲表面之發光部分或可撓性發光部分的照明裝置。像這樣,將可撓性發光裝置用於照明裝置,不僅提高照明裝置設計的自由度,而且使照明裝置可以安裝在具有彎曲表面的部分上。
藉由將本發明的一個具體實例應用於此類照明裝置,可以使該照明裝置具有高功率效率。
本具體實例可以與任何其他具體實例或實施例適當地組合而實施。
[實施例1]
在本實施例中,製造具有與具體實例3所述的發光元件同樣的結構的發光元件1並對其進行評估。此外,為了與發光元件1進行比較,也製造比較發光元件1並對其進行評估。現將參照圖2、圖4、圖5A、圖5B及圖6對發光元件1及比較發光元件1進行說明。
首先,參照圖2以及圖4說明本實施例的發光元件1及比較發光元件1的製造方法。
(發光元件1)
首先,說明發光元件1(參照圖2)。在基板502上藉由濺射法形成包含氧化矽的氧化銦錫(ITO-SiO2)膜,從而形成透光電極504。其厚度為110nm且電極面積為2mm×2mm。
接著,將形成有透光電極504的基板固定在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使得形成有透光電極504的基板表面朝下。將該真空蒸鍍裝置中的壓力降低到約10-4Pa。然後,在透光電極504上共蒸鍍具有高電洞傳輸性的物質4,4',4"-(1,3,5-苯三基)三(二苯並噻吩)(簡稱:DBT3P-II,以下述結構式(101)表示)和受體物質氧化鉬,而形成包含有機化合物與無機化合物之複合材料的電洞注入層508a。該電洞注入層508a之厚度係設定為13nm,且將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。應注意的是,共蒸鍍法是指在一個處理室內從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。
接著,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層508a上沈積20nm厚的4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱:BPAFLP,以下述結構式(102)表示),而形成電洞傳輸層508b。
然後,在電洞傳輸層508b上共蒸鍍2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱:2mDBTPDBq-II,以下述結構式(103)表示)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBA1BP,以下述結構式(104)表示)和(乙醯丙酮)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(dppm)2(acac)],以下述結構式(105)表示),從而形成40nm厚的發光層508c。在此,將2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBA1BP(簡稱)對[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)的重量比調節為0.8:0.2: 0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir(dppm)2(acac)])。應注意的是,Ir(dppm)2(acac)(簡稱)為展現橙色發光的磷光化合物。
然後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法,在發光層508c上依序沈積堆疊10nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)和10nm厚的深啡啉(簡稱:BPhen,以下述結構式(106)表示),從而形成電子傳輸層508d。
以此方式,形成包括電洞注入層508a、電洞傳輸層508b、發光層508c及電子傳輸層508d的第一發光層508。
接著,在電子傳輸層508d上蒸鍍0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),而形成電子注入緩衝層514a。
然後,藉由蒸鍍酞青銅(簡稱:CuPc,以下述結構式(107)表示),在電子注入緩衝層514a上形成2nm厚的電子中繼層514b。
接著,在電子中繼層514b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層514c。其厚度設定為13nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
以此方式,形成包括電子注入緩衝層514a、電子中繼層514b及電荷產生層514c的第一中間層514。
然後,以如下方式在第一中間層514上形成第二發光層510。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層514c上沈積10nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳 輸層510a。
然後,在電洞傳輸層510a上共蒸鍍9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:CzPA,以下述結構式(108)表示)和N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(簡稱:1,6mMemFLPAPrn,以下述結構式(109)表示),而形成30nm厚的發光層510b。在此,將CzPA(簡稱)對1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的重量比調節為1:0.05(=CzPA:1,6mMemFLPAPrn)。應注意的是,CzPA(簡稱)為具有電子傳輸性的物質,並且作為客體材料的1,6mMemFLPAPrn(簡稱)為展現藍色發光的螢光化合物。
然後,藉由蒸鍍而在發光層510b上依次沈積堆疊5nm厚的CzPA(簡稱)和15nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層510c。
以此方式,形成包括電洞傳輸層510a、發光層510b及電子傳輸層510c的第二發光層510。
接著,藉由蒸鍍而在電子傳輸層510c上沈積0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),形成電子注入緩衝層516a。
接著,藉由蒸鍍CuPc(簡稱),而在電子注入緩衝層516a上形成2nm厚的電子中繼層516b。
接著,在電子中繼層516b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層516c。其厚度為33nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。以此方式,形成包括電子注入緩衝層516a、電子中繼層516b及電荷產生層516c的第二中間層516。
接著,以如下方式在第二中間層516上形成第三發光層512。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層516c上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層512a。
然後,共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)、PCBA1BP(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱),從而在電洞傳輸層512a上形成40nm厚的發光層512b。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBA1BP(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir(dppm)2(acac)])。
接著,藉由蒸鍍而在發光層512b上依次沈積堆疊 25nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)和15nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層512c。然後,在電子傳輸層512c上蒸鍍1nm厚的氟化鋰(LiF),形成電子注入層512d。
以此方式,形成包括電洞傳輸層512a、發光層512b、電子傳輸層512c及電子注入層512d的第三發光層512。
最後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層512d上形成200nm厚的鋁膜,而形成光反射電極506。以此方式,製成發光元件1。
(比較發光元件1)
接著,將說明比較發光元件1(參照圖4)。藉由濺射法在基板602上形成包含氧化矽的氧化銦錫(ITO-SiO2)膜,從而形成透光電極604。其厚度為110nm且電極面積為2mm×2mm。
接著,將形成有透光電極604的基板固定在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使得形成有透光電極604的基板表面朝下。將該真空蒸鍍裝置中的壓力降低到約10-4Pa。然後,藉由在透光電極604上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:PCzPA,以下述結構式(110)表示)和作為受體物質的氧化鉬,而形成包含有機化合物和無機化合物之複合材料的電洞注入層608a。電洞注入層608a的厚度係 設定為60nm,且將PCzPA(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=PCzPA:氧化鉬)。
接著,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法,在電洞注入層608a上沈積30nm厚的PCzPA(簡稱),而形成電洞傳輸層608b。
然後,在電洞傳輸層608b上共蒸鍍9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱:CzPA,以下述結構式(108)表示)和N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(簡稱:1,6mMemFLPAPrn,以下述結構式(109)表示),而形成30nm厚的發光層608c。在此,將CzPA(簡稱)對1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的重量比調節為1:0.05(=CzPA:1,6mMemFLPAPrn)。應注意的是,CzPA(簡稱)為具有電子傳輸性的物質,並且作為客體材料的1,6mMemFLPAPrn(簡稱)係為展現藍色發光的螢光化合物。
然後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法,在發光層608c上依次沈積堆疊5nm厚的CzPA(簡稱)和15nm厚的深啡啉(簡稱:BPhen,以下述結構式(106)表示),從而形成電子傳輸層608d。
以此方式,形成包括電洞注入層608a、電洞傳輸層608b、發光層608c及電子傳輸層608d的第一發光層608。
接著,在電子傳輸層608d上蒸鍍0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),而形成電子注入緩衝層614a。
接著,藉由蒸鍍酞青銅(簡稱:CuPc,以下述結構式(107)表示),而在電子注入緩衝層614a上形成2nm厚的電子中繼層614b。
接著,在電子中繼層614b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的PCzPA(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,形成電荷產生層614c。其厚度為20nm,並將PCzPA(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=PCzPA:氧化鉬)。
以此方式,形成包括電子注入緩衝層614a、電子中繼層614b及電荷產生層614c的第一中間層614。
然後,以如下方式在第一中間層614上形成第二發光層610。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層614c上沈積20nm厚的4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱:BPAFLP,以下述結構式(102)表示),而形成電洞傳輸層610a。
然後,在電洞傳輸層610a上共蒸鍍2-[3-(二苯並噻 吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱:2mDBTPDBq-II,以下述結構式(103)表示)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBA1BP,以下述結構式(104)表示)和(乙醯丙酮)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(dppm)2(acac)],以下述結構式(105)表示),從而形成40nm厚的發光層610b。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBA1BP(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir(dppm)2(acac)])。應注意的是,[Ir(dppm)2(acac)]為展現橙色發光的磷光化合物。
接著,藉由蒸鍍而在發光層610b上依次沈積堆疊15nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)和15nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層610c。
以此方式,形成包括電洞傳輸層610a、發光層610b及電子傳輸層610c的第二發光層610。
接著,在電子傳輸層610c上蒸鍍0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),而形成電子注入緩衝層616a。
接著,藉由蒸鍍CuPc(簡稱),而在電子注入緩衝層616a上形成2nm厚的電子中繼層616b。
接著,在電子中繼層616b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的PCzPA(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層616c。其厚度為67nm,並將PCzPA(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.05(=PCzPA:氧化鉬)。以此方式,形成包括電子注入緩衝層616a、電子中繼層616b及電荷產生層616c的第二中間層616。
接著,形成第三發光層612。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層616c上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層612a。
然後,藉由共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)、PCBA1BP(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱),而在電洞傳輸層612a上形成40nm厚的發光層612b。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBA1BP(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir(dppm)2(acac)])。
接著,藉由蒸鍍而在發光層612b上依次沈積堆疊15nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)和15nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層612c。在電子傳輸層612c上蒸鍍1nm厚的氟化鋰(LiF),而形成電子注入層612d。
以此方式,形成包括電洞傳輸層612a、發光層612b、電子傳輸層612c及電子注入層612d的第三發光層612。
最後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層612d上形成200nm厚的鋁膜,而形成光反射電極606。以此方式,製成比較發光元件1。
在此,於表1中顯示在本實施例中製造的發光元件1及比較發光元件1的透光電極、光反射電極、第一至第三發光層、第一中間層及第二中間層的厚度。
如表1所示,在發光元件1中,第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層和第二中間層的總厚度大約為300nm,而在比較發光元件1中,第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層和第二中間層的總厚度大約為410nm。換言之,與比較發光元件1相比,發光元件1具有較小的第一發光層、第二發光層、第三發光層、 第一中間層和第二中間層的總厚度。
此外,在發光元件1中,係將發射具有在三個發光層中最長的峰值波長的光的發光層用於第一發光層508,將發射具有在三個發光層中最短的峰值波長的光的發光層用於第二發光層510,且將與第一發光層508相同的材料用於第三發光層512。另一方面,在比較發光元件1中,係將發射具有在三個發光層中最短的峰值波長的光的發光層用於第一發光層608,且將發射具有在三個發光層中最長的峰值波長區域的光的發光層用於第二發光層610及第三發光層612。
換言之,在本實施例的發光元件1及比較發光元件1中的發光層的堆疊順序係如下:在發光元件1中,從透光電極504側依次形成橙色/藍色/橙色的發光層,而在比較發光元件1中,係從透光電極604側依次形成藍色/橙色/橙色的發光層。
在發光元件1中,光反射電極506與第一發光層508的發光區域之間的光徑長度大約為270nm,且係約為從第一發光層508發出的光的峰值波長(即,橙色)的3/4。此外,光反射電極506與第二發光層510的發光區域之間的光徑長度大約為185nm,且係約為從第二發光層510發出的光的峰值波長(即,藍色)的3/4。此外,光反射電極506與第三發光層512的發光區域之間的光徑長度大約為80nm,且係約為從第三發光層512發出的光的峰值波長(即,橙色)的1/4。應注意的是,在發光元件1中, 係認為各發光層的發光區域可位於電洞傳輸層與發光層之間的介面附近。
另一方面,在比較發光元件1中,光反射電極606與第一發光層608的發光區域之間的光徑長度大約為320nm,且係約為從第一發光層608發出的光的峰值波長(即,藍色)的5/4。此外,光反射電極606與第二發光層610的發光區域之間的光徑長度大約為230nm,且係約為從第二發光層610發出的光的峰值波長(即,橙色)的3/4。此外,光反射電極606與第三發光層612的發光區域之間的光徑長度大約為70nm,且係約為從第三發光層612發出的光的峰值波長(即,橙色)的1/4。應注意的是,在比較發光元件1中,係認為各發光層的發光區域可位於電洞傳輸層與發光層之間的介面附近。
藉由以此方式控制各發光層的厚度及各中間層的厚度,可以調整光反射電極與各發光層之間的光徑長度。應注意的是,在比較發光元件1中,若光反射電極606與第一發光層608的發光區域之間的光徑長度為從第一發光層608發出的光的峰值波長的3/4,即大約為190nm,則不容易形成發光元件。因此,將該光徑長度設定為從第一發光層608發出的光的峰值波長的5/4。
將以此方式製造之發光元件1及比較發光元件1密封在氮氣氛下的手套箱中,從而防止這些發光元件暴露於大氣。然後,測量該發光元件1及比較發光元件1的操作特性。應注意的是,該測量係在室溫下(在保持於25℃的環 境中)進行。
圖5A示出發光元件1及比較發光元件1的發射光譜,圖5B示出發光元件1及比較發光元件1的外部量子效率對亮度的圖,且圖6示出發光元件1及比較發光元件1的功率效率對亮度的圖。
如圖5A所示,發光元件1在可見光區域具有兩個峰值:在藍色波長範圍中的466nm處的第一峰值,及在橙色波長範圍中的587nm處的第二峰值。另一方面,比較發光元件1也在可見光區域具有兩個峰值:在藍色波長範圍中的471nm處的第一峰值,及在橙色波長範圍中的581nm處的第二峰值。
這是因為發光元件1及比較發光元件1都具有發出在低發光度之波長範圍中之藍光的發光層和發出在高發光度之波長範圍中之橙光的發光層的堆疊層。因此,發現發光元件1及比較發光元件1都可發出近似白熾色或暖白色的白色光。
但是,與比較發光元件1相比,發光元件1具有較寬的橙色波長範圍,因為發光元件1與比較發光元件1在發光層的堆疊順序及各發光層和各中間層的厚度上不同。
接著,如圖5B所示,發光元件1具有55.9%的最大外部量子效率,而比較發光元件1具有51.9%的最大外部量子效率。該外部量子效率上的差異係起因於發光元件1之總光通量的外部量子效率為圖5A之發射光譜中的較寬橙色波長範圍所提高之故。
接著,如圖6所示,發光元件1具有52.0lm/W的最大功率效率,而比較發光元件1具有42.7lm/W的最大功率效率。該功率效率上的差異係起因於發光元件1之總光通量的功率效率為圖5A之發射光譜中的較寬橙色波長範圍所提高之故。
如上所述,確認到本發明一個具體實例的發光元件1在可見光區域具有兩個峰值,並發出近似白熾色或暖白色的白色光;本發明一個具體實例的發光元件1具有比比較發光元件1高的功率效率;以及本發明一個具體實例的發光元件1具有比比較發光元件1小的發光層厚度。
本具體實例可以與任何其他具體實例或實施例適當地組合而實施。
[實施例2]
在本實施例中,製造具有與具體實例3所述的發光元件同樣的結構的發光元件2及發光元件3並對其進行評估。現將參照圖2、圖7A、圖7B、圖8、圖9A、圖9B及圖10對發光元件2及發光元件3進行說明。
首先,參照圖2、圖7A、圖7B、圖8、圖9A、圖9B及圖10說明本實施例的發光元件2及發光元件3的製造方法。
(發光元件2)
首先,將說明發光元件2(參照圖2)。在基板502 上藉由濺射法形成包含氧化矽的氧化銦錫(ITO-SiO2)膜,從而形成透光電極504。其厚度為110nm,且電極面積為2mm×2mm。
接著,將形成有透光電極504的基板固定在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使得形成有透光電極504的基板表面朝下。將該真空蒸鍍裝置中的壓力降低到約10-4Pa。然後,藉由在透光電極504上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-1I(簡稱)(下述結構式(101))和作為受體物質的氧化鉬,而形成包含有機化合物與無機化合物的複合材料的電洞注入層508a。該電洞注入層508a的厚度係設定為26.6nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
接著,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層508a上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱)(下述結構式(102)),而形成電洞傳輸層508b。
然後,在電洞傳輸層508b上共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)(下述結構式(103))、PCBA1BP(簡稱)(下述結構式(104))和雙(2,3,5-三苯基吡)(二(三甲基乙醯基)甲烷)銥(III)(簡稱:[Ir(tppr)2(dpm)],以下述結構式(111)表示),從而形成40nm厚的發光層508c。此時,將2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBA1BP(簡稱)和[Ir(tppr)2(dpm)](簡稱)的重量比調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir(tppr)2(dpm)])。應注意的是,[Ir(tppr)2(dpm)](簡稱)為展現紅色發光的磷光化合物。
然後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法,在發光層508c上依次沈積堆疊5nm厚的2mDBTPDBq-II的膜和10nm厚的BPhen(簡稱)(下述結構式(106))的膜,從而形成電子傳輸層508d。
以此方式,形成包括電洞注入層508a、電洞傳輸層508b、發光層508c及電子傳輸層508d的第一發光層508。
接著,在電子傳輸層508d上蒸鍍0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),而形成電子注入緩衝層514a。
然後,藉由蒸鍍CuPc(簡稱)(下述結構式(107)),而在電子注入緩衝層514a上形成2nm厚的電子中繼層514b。
接著,在電子中繼層514b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層514c。其厚度係設定為3.3nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
以此方式,形成包括電子注入緩衝層514a、電子中繼層514b及電荷產生層514c的第一中間層514。
然後,以如下方式在第一中間層514上形成第二發光層510。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層514c上沈積10nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層510a。
然後,在電洞傳輸層510a上共蒸鍍CzPA(簡稱)(下述結構式(108))和1,6mMemFLPAPrn(簡稱)(下述結構式(109)),而形成30nm厚的發光層510b。在此,將CzPA(簡稱)對1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的重量比調節為1:0.05(=CzPA:1,6mMemFLPAPrn)。應注意的是,CzPA(簡稱)為具有電子傳輸性的物質,且作為客體材料的1,6mMemFLPAPrn(簡稱)為展現藍色發光的螢光化合物。
然後,藉由蒸鍍而在發光層510b上依次沈積堆疊5nm厚的CzPA(簡稱)和10nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層510c。
以此方式,形成包括電洞傳輸層510a、發光層510b及電子傳輸層510c的第二發光層510。
接著,藉由蒸鍍而在電子傳輸層510c上沈積0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),形成電子注入緩衝層516a。
接著,藉由蒸鍍CuPc(簡稱),而在電子注入緩衝層516a上形成2nm厚的電子中繼層516b。
接著,在電子中繼層516b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層516c。其厚度為53.3nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。以此方式,形成包括電子注入緩 衝層516a、電子中繼層516b及電荷產生層516c的第二中間層516。
接著,以如下方式在第二中間層516上形成第三發光層512。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層516c上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層512a。
然後,共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)、PCBA1BP(簡稱)和(乙醯丙酮)雙[4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶]銥(III)(內型和外型混合物)(簡稱:[Ir(nbppm)2(acac)],以下述結構式(112)表示),從而在電洞傳輸層512a上形成40nm厚的發光層512b。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBA1BP(簡稱)和[Ir(nbppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節為0.8:0.2:0.03(=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir(nbppm)2(acac)])。應注意的是,[Ir(nbppm)2(acac)](簡稱)為發綠光的磷光化合物。
接著,藉由蒸鍍而在發光層512b上依次沈積堆疊25nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)和15nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層512c。然後,在電子傳輸層 512c上沈積1nm厚的氟化鋰(LiF),而形成電子注入層512d。
以此方式,形成包括電洞傳輸層512a、發光層512b、電子傳輸層512c及電子注入層512d的第三發光層512。
最後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層512d上形成200nm厚的鋁膜,而形成光反射電極506。以此方式,製成發光元件2。
(發光元件3)
接著,將說明發光元件3(參照圖2)。在基板502上藉由濺射法形成包含氧化矽的氧化銦錫(ITO-SiO2)膜,從而形成透光電極504。其厚度為110nm,且電極面積為2mm×2mm。
接著,將形成有透光電極504的基板固定在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使得形成有透光電極504的基板表面朝下。將該真空蒸鍍裝置中的壓力降低到約10-4Pa。然後,在透光電極504上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)(下述結構式(101))和作為受體物質的氧化鉬,而形成包含有機化合物與無機化合物之複合材料的電洞注入層508a。該電洞注入層508a的厚度係設定為26.6nm,且將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
接著,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層508a上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱)(下述結構式(102)),而形成電洞傳輸層508b。
然後,在電洞傳輸層508b上共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)(下述結構式(103))、PCBA1BP(簡稱)(下述結構式(104))和雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶](二異丁醯甲烷)銥(III)(別名:(2,6-二甲基-3,5-庚二酮- 2O,O')雙[4-甲基-2-(3-甲基-4-嘧啶基-N3)苯基-C]銥(III))(簡稱:[Ir(5mdppm)2(dibm)],以下述結構式(113)表示),從而形成40nm厚的發光層508c。此時,將2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBA1BP(簡稱)和[Ir(5mdppm)2(dibm)](簡稱)的重量比調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir( 5mdppm)2(dibm)])。應注意的是,[Ir(5mdppm)2(dibm)](簡稱)為展現朱紅色發光的磷光化合物。
然後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法,在發光層508c上依次沈積堆疊5nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)的膜和10nm厚的BPhen(簡稱)(下述結構式(106))的膜,從而形成電子傳輸層508d。
以此方式,形成包括電洞注入層508a、電洞傳輸層 508b、發光層508c及電子傳輸層508d的第一發光層508。
接著,在電子傳輸層508d上蒸鍍0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),而形成電子注入緩衝層514a。
然後,藉由蒸鍍CuPc(簡稱)(下述結構式(107)),而在電子注入緩衝層514a上形成2nm厚的電子中繼層514b。
接著,在電子中繼層514b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層514c。其厚度係設定為3.3nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
以此方式,形成包括電子注入緩衝層514a、電子中繼層514b及電荷產生層514c的第一中間層514。
然後,以如下方式在第一中間層514上形成第二發光層510。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層514c上沈積10nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層510a。
然後,在電洞傳輸層510a上共蒸鍍CzPA(簡稱)( 下述結構式(108))和1,6mMemFLPAPrn(簡稱)(下述結構式(109)),而形成30nm厚的發光層510b。在此,將CzPA(簡稱)對1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的重量比調節為1:0.05(=CzPA:1,6mMemFLPAPrn)。應注意的是,CzPA(簡稱)為具有電子傳輸性的物質,且作為客體材料的1,6mMemFLPAPrn(簡稱)為展現藍色發光的螢光化合物。
然後,藉由蒸鍍而在發光層510b上依次沈積堆疊5nm厚的CzPA(簡稱)和10nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層510c。
以此方式,形成包括電洞傳輸層510a、發光層510b及電子傳輸層510c的第二發光層510。
接著,藉由蒸鍍在電子傳輸層510c上沈積0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),而形成電子注入緩衝層516a。
接著,藉由蒸鍍CuPc(簡稱),而在電子注入緩衝層516a上形成2nm厚的電子中繼層516b。
接著,藉由在電子中繼層516b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層516c。其厚度為53.3nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。以此方式,形成包括電子注入緩衝層516a、電子中繼層516b及電荷產生層516c的第二中間層516。
接著,以如下方式在第二中間層516上形成第三發光層512。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層516c上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱)膜,而形成電洞傳輸層512a。
然後,共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)、PCBA1BP(簡稱)和[Ir(nbppm)2(acac)](簡稱)(下述結構式(112)),從而在電洞傳輸層512a上形成40nm厚的發光層512b。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBA1BP(簡稱)和[Ir(nbppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節為0.8:0.2:0.03(=2mDBTPDBq-II:PCBA1BP:[Ir(nbppm)2(acac)])。應注意的是,[Ir(nbppm)2(acac)](簡稱)為發綠光的磷光化合物。
接著,藉由蒸鍍在發光層512b上依次沈積堆疊25nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)和15nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層512c。然後,藉由蒸鍍而在電子傳輸層512c上沈積1nm厚的氟化鋰(LiF),形成電子注入層512d。
以此方式,形成包括電洞傳輸層512a、發光層512b、電子傳輸層512c及電子注入層512d的第三發光層512。
最後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層512d上形成200nm厚的鋁膜,而形成光反射電極506。以此方式,製成發光元件3。
在此,於表2中顯示在本實施例中製造的發光元件2及發光元件3的透光電極、光反射電極、第一至第三發光層、第一中間層及第二中間層的厚度。
如表2所示,在發光元件2及發光元件3中,第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層和第二中間層的總厚度大約為320nm。
此外,在發光元件2及發光元件3中,係將發射具有在三個發光層中最長的峰值波長的光的發光層用於第一發光層508,將發射具有在三個發光層中最短的峰值波長的光的發光層用於第二發光層510,且將所發射之光的波長比從第一發光層508發出之光的波長短或與其相等且比從第二發光層510發出之光的波長長或與其相等的發光層用於第三發光層512。
換言之,在本實施例的發光元件2及發光元件3中的發光層的堆疊順序係如下:在發光元件2中,從透光電極504側依次形成紅色/藍色/綠色的發光層,且在發光元件3中,從透光電極504側依次形成朱紅色/藍色/綠色的發光層。
在發光元件2中,光反射電極506與第一發光層508的發光區域之間的光徑長度大約為270nm,且係約為從第一發光層508發出的光的峰值波長(即,紅色)的3/4。此外,光反射電極506與第二發光層510的發光區域之間的光徑長度大約為200nm,且係約為從第二發光層510的發光的峰值波長(即,藍色)的3/4。此外,光反射電極506與第三發光層512的發光區域之間的光徑長度大約為80nm,且係約為從第三發光層512發出的光的峰值波長(即,綠色)的1/4。應注意的是,在發光元件2中,係認 為各發光層的發光區域可位於電洞傳輸層與發光層之間的介面附近。
在發光元件3中,光反射電極506與第一發光層508的發光區域之間的光徑長度大約為270nm,且係約為從第一發光層508發出的光的峰值波長(即,朱紅色)的3/4。此外,光反射電極506與第二發光層510的發光區域之間的光徑長度大約為200nm,且係約為從第二發光層510發出的光的峰值波長(即,藍色)的3/4。此外,光反射電極506與第三發光層512的發光區域之間的光徑長度大約為80nm,且係約為從第三發光層512發出的光的峰值波長(即,綠色)的1/4。應注意的是,在發光元件3中,係認為各發光層的發光區域可位於電洞傳輸層與發光層之間的介面附近。
藉由以此方式控制各發光層的厚度及各中間層的厚度,可以調整光反射電極與各發光層之間的光徑長度。
將以此方式製造之發光元件2及發光元件3密封在氮氣氛下的手套箱中,從而防止這些發光元件暴露於大氣。然後,測量該發光元件2及發光元件3的操作特性。應注意的是,該測量係在室溫下(在保持於25℃的環境中)進行。
圖7A示出發光元件2的發射光譜,圖7B示出發光元件2的外部量子效率對亮度的圖,且圖8示出發光元件2的功率效率對亮度的圖。圖9A示出發光元件3的發射光譜,圖9B示出發光元件3的外部量子效率對亮度的圖, 且圖10示出發光元件3的功率效率對亮度的圖。
如圖7A所示,發光元件2在可見光區域具有三個峰值:在藍色波長範圍中的473nm處的第一峰值;在綠色波長範圍中的539nm處的第二峰值;及在紅色波長範圍中的622nm處的第三峰值。此外,如圖9A所示,發光元件3也在可見光區域具有三個峰值:在藍色波長範圍中的473nm處的第一峰值;在綠色波長範圍中的541nm處的第二峰值;及在朱紅色波長範圍中的607nm處的第三峰值。
此外,如圖7B及圖8所示,發光元件2具有48.0%的最大外部量子效率及43.7lm/W的最大功率效率,且如圖9B及圖10所示,發光元件3具有48.2%的最大外部量子效率及52.3lm/W的最大功率效率。
如上所述,確認到本發明一個具體實例的發光元件2及發光元件3均在可見光區域具有三個峰值,並發出近似白熾色或暖白色的白色光;本發明一個具體實例的發光元件2及發光元件3均具有高功率效率。
本具體實例可以與任何其他具體實例或實施例適當地組合而實施。
[實施例3]
在本實施例中,製造本發明具體實例的發光元件4及發光元件5並對其進行評估。現將參照圖11、圖12A、圖12B、圖13、圖14A、圖14B及圖15對發光元件4及發光元件5進行說明。
圖11所示的發光元件係設置在基板702上;其包括透光電極704以及光反射電極706;且在透光電極704與光反射電極706之間包括:含有電洞注入層708a、電洞傳輸層708b、發光層708c及電子傳輸層708d的第一發光層708;含有電子注入緩衝層714a、電子中繼層714b及電荷產生層714c的第一中間層714;含有電洞傳輸層710a、發光層710b及電子傳輸層710c的第二發光層710;含有電子注入緩衝層716a、電子中繼層716b及電荷產生層716c的第二中間層716;以及含有電洞傳輸層712a、發光層712b-1、發光層712b-2、電子傳輸層712c及電子注入層712d的第三發光層712。
下文參照發光元件4及發光元件5的製造方法說明圖11所示的發光元件的詳情。
(發光元件4)
首先,將說明發光元件4(參照圖11)。在基板702上藉由濺射法形成包含氧化矽的氧化銦錫(ITO-SiO2)膜,從而形成透光電極704。其厚度為110nm,且電極面積為2mm×2mm。
接著,將形成有透光電極704的基板固定在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使得形成有透光電極704的基板表面朝下。將該真空蒸鍍裝置中的壓力降低到約10-4Pa。然後,在透光電極704上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)(下述結構式(101))和作為受 體物質的氧化鉬,而形成包含有機化合物與無機化合物之複合材料的電洞注入層708a。其厚度為26.6nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
接著,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層708a上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱)(下述結構式(102)),而形成電洞傳輸層708b。
然後,在電洞傳輸層708b上共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)(以下述結構式(103)表示)、4,4'-二(1-萘基)-4"-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱:PCBNBB,以下述結構式(114)表示)和[Ir(tppr)2(dpm)](簡稱)(以下述結構式(111)表示),從而形成40nm厚的發光層708c。此時,將2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBNBB (簡稱)和[Ir(tppr)2(dpm)](簡稱)的重量比調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBNBB:[Ir(tppr)2(dpm)])。應注意的是,[Ir(tppr)2(dpm)](簡稱)為展現紅色發光的磷光化合物。
然後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法,在發光層708c上依次沈積堆疊5nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)的膜和10nm厚的BPhen(簡稱)(下述結構式(106))的膜,從而形成電子傳輸層708d。
以此方式,形成包括電洞注入層708a、電洞傳輸層708b、發光層708c及電子傳輸層708d的第一發光層708。
接著,藉由蒸鍍而在電子傳輸層708d上沈積0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),形成電子注入緩衝層714a。
然後,藉由蒸鍍CuPc(簡稱)(下述結構式(107)),而在電子注入緩衝層714a上形成2nm厚的電子中繼層714b。
接著,在電子中繼層714b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層714c。其厚度係設定為3.3nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
以此方式,形成包括電子注入緩衝層714a、電子中繼層714b及電荷產生層714c的第一中間層714。
然後,以如下方式在第一中間層714上形成第二發光層710。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層714c上沈積10nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層710a。
然後,在電洞傳輸層710a上共蒸鍍CzPA(簡稱)(下述結構式(108))和1,6mMemFLPAPrn(簡稱)(下述結構式(109)),而形成30nm厚的發光層710b。在此,將CzPA(簡稱)對1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的重量比調節為1:0.05(=CzPA:1,6mMemFLPAPrn)。應注意的是,CzPA(簡稱)為具有電子傳輸性的物質,且作為客體材料的1,6mMemFLPAPrn(簡稱)為展現藍色發光的螢光化合物。
然後,藉由蒸鍍而在發光層710b上依次沈積堆疊5nm厚的CzPA(簡稱)和10nm厚的BPhen(簡稱),從 而形成電子傳輸層710c。
以此方式,形成包括電洞傳輸層710a、發光層710b及電子傳輸層710c的第二發光層710。
接著,藉由蒸鍍而在電子傳輸層710c上沈積0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),形成電子注入緩衝層716a。
接著,藉由蒸鍍CuPc(簡稱),而在電子注入緩衝層716a上形成2nm厚的電子中繼層716b。
接著,在電子中繼層716b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層716c。該電荷產生層716c的厚度為60nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。以此方式,形成包括電子注入緩衝層716a、電子中繼層716b及電荷產生層716c的第二中間層716。
接著,以如下方式在第二中間層716上形成第三發光層712。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層716c上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層712a。
然後,共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)、PCBNBB(簡稱)和(乙醯丙酮)雙(6-第三丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(tBuppm)2(acac)],以下述結構式(115)表示),從而在電洞傳輸層712a上形成30nm厚的發光層712b-1。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBNBB(簡稱)和[Ir(tBuppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節 為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBNBB:[Ir(tBuppm)2(acac)])。應注意的是,[Ir(tBuppm)2(acac)](簡稱)為發綠光的磷光化合物。
然後,共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)、PCBNBB(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)(下述結構式(105)),從而在發光層712b-1上形成10nm厚的發光層712b-2。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBNBB(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBNBB:[Ir(dppm)2(acac)])。應注意的是,[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)為發橙光的磷光化合物。
接著,藉由蒸鍍而在發光層712b-2上依次沈積堆疊15nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)和15nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層712c。然後,藉由蒸鍍而在電子傳輸層712c上沈積1nm厚的氟化鋰(LiF),形成電子注入層712d。
以此方式,形成包括電洞傳輸層712a、發光層712b-1、發光層712b-2、電子傳輸層712c及電子注入層712d的第三發光層712。
最後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層712d上形成200nm厚的鋁膜,而形成光反射電極706。以此方式,製成發光元件4。
(發光元件5)
接著,將說明發光元件5(參照圖11)。在基板702上藉由濺射法形成包含氧化矽的氧化銦錫(ITO-SiO2)膜,從而形成透光電極704。其厚度為110nm,且電極面積為2mm×2mm。
接著,將形成有透光電極704的基板固定在真空蒸鍍裝置中的基板支架上,使得形成有透光電極704的基板表面朝下。將該真空蒸鍍裝置中的壓力降低到約10-4Pa。然後,在透光電極704上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)(下述結構式(101))和作為受體物質的氧化鉬,而形成包含有機化合物與無機化合物之複合材料的電洞注入層708a。該電洞注入層708a的厚度係設定為26.6nm,且將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
接著,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電洞注入層708a上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱)(下述結構式(102)),而形成電洞傳輸層708b。
然後,在電洞傳輸層708b上共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)(下述結構式(103))、PCBNBB(簡稱)(下述結構式(114))和[Ir(5mdppm)2(dibm)](簡稱)(下述結構式(113)),從而形成40nm厚的發光層708c。此時,將2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBNBB(簡稱)對[Ir(5mdppm)2(dibm)](簡稱)的重量比調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBNBB:[Ir(5mdppm)2(dibm)])。應注意的是,[Ir(5mdppm)2(dibm)](簡稱)為展現朱紅色發光的磷光化合物。
然後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法,在發光層708c上依次沈積堆疊5nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)的膜和10nm厚的BPhen(簡稱)(下述結構式(106))的膜,從而形成電子傳輸層708d。
以此方式,形成包括電洞注入層708a、電洞傳輸層708b、發光層708c及電子傳輸層708d的第一發光層708 。
接著,藉由蒸鍍而在電子傳輸層708d上沈積0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),形成電子注入緩衝層714a。
然後,藉由蒸鍍CuPc(簡稱)(下述結構式(107)),而在電子注入緩衝層714a上形成2nm厚的電子中繼層714b。
接著,在電子中繼層714b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層714c。其厚度係設定為3.3nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。
以此方式,形成包括電子注入緩衝層714a、電子中繼層714b及電荷產生層714c的第一中間層714。
然後,以如下方方式在第一中間層714上形成第二發光層710。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層714c上沈積10nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層710a。
然後,在電洞傳輸層710a上共蒸鍍CzPA(簡稱)(下述結構式(108))和1,6mMemFLPAPrn(簡稱)(下 述結構式(109)),而形成30nm厚的發光層710b。在此,將CzPA(簡稱)對1,6mMemFLPAPrn(簡稱)的重量比調節為1:0.05(=CzPA:1,6mMemFLPAPrn)。應注意的是,CzPA(簡稱)為具有電子傳輸性的物質,且作為客體材料的1,6mMemFLPAPrn(簡稱)為展現藍色發光的螢光化合物。
然後,藉由蒸鍍而在發光層710b上依次沈積堆疊5nm厚的CzPA(簡稱)和10nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層710c。
以此方式,形成包括電洞傳輸層710a、發光層710b及電子傳輸層710c的第二發光層710。
接著,藉由蒸鍍而在電子傳輸層710c上沈積0.1nm厚的氧化鋰(Li2O),形成電子注入緩衝層716a。
接著,藉由蒸鍍CuPc(簡稱),而在電子注入緩衝 層716a上形成2nm厚的電子中繼層716b。
接著,在電子中繼層716b上共蒸鍍作為具有高電洞傳輸性的物質的DBT3P-II(簡稱)和作為受體物質的氧化鉬,而形成電荷產生層716c。其厚度為60nm,並將DBT3P-II(簡稱)對氧化鉬的重量比調節為1:0.5(=DBT3P-II:氧化鉬)。以此方式,形成包括電子注入緩衝層716a、電子中繼層716b及電荷產生層716c的第二中間層716。
接著,以如下方式在第二中間層716上形成第三發光層712。首先,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電荷產生層716c上沈積20nm厚的BPAFLP(簡稱),而形成電洞傳輸層712a。
然後,共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)、PCBNBB(簡稱)和[Ir(tBuppm)2(acac)](簡稱)(下述結構式(115)),從而在電洞傳輸層712a上形成30nm厚的發光層712b-1。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBNBB(簡稱)和[Ir(tBuppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBNBB:[Ir(tBuppm)2(acac)])。應注意的是,[Ir(tBuppm)2(acac)](簡稱)為發綠光的磷光化合物。
然後,共蒸鍍2mDBTPDBq-II(簡稱)、PCBNBB(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)(下述結構式(105)),從而在發光層712b-1上形成10nm厚的發光層712b-2。2mDBTPDBq-II(簡稱)對PCBNBB(簡稱)和[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)的重量比係調節為0.8:0.2:0.06(=2mDBTPDBq-II:PCBNBB:[Ir(dppm)2(acac)])。應注意的是,[Ir(dppm)2(acac)](簡稱)為發橙光的磷光化合物。
接著,藉由蒸鍍而在發光層712b-2上依次沈積堆疊15nm厚的2mDBTPDBq-II(簡稱)和15nm厚的BPhen(簡稱),從而形成電子傳輸層712c。然後,藉由蒸鍍而在電子傳輸層712c上沈積1nm厚的氟化鋰(LiF),形成電子注入層712d。
以此方式,形成包括電洞傳輸層712a、發光層712b-1、發光層712b-2、電子傳輸層712c及電子注入層712d的第三發光層712。
最後,藉由利用電阻加熱的蒸鍍法在電子注入層712d上形成200nm厚的鋁膜,而形成光反射電極706。以此方式,製成發光元件5。
在此,於表3中顯示在本實施例中製造的發光元件4 及發光元件5的透光電極、光反射電極、第一至第三發光層、第一中間層及第二中間層的厚度。
如表3所示,在發光元件4及發光元件5中,第一發光層、第二發光層、第三發光層、第一中間層和第二中間層的總厚度大約為315nm。
此外,在發光元件4及發光元件5中,係將發射具有在三個發光層中最長的峰值波長的光的發光層用於第一發光層708,將發射具有在三個發光層中最短的峰值的波長的光的發光層用於第二發光層710,且且將所發射之光所在的波長範圍比從第一發光層708發出之光的波長短或與其相等且比從第二發光層710發出之光的波長長或與其相等的兩個發光層用於第三發光層712。以此方式,第三發光層712可包括具有兩個波長的發光層。雖然在本實施例中沒有說明,但是第一發光層708及第二發光層710也分別可以包括具有兩個波長的發光層。
換言之,在本實施例的發光元件4及發光元件5的發光層的堆疊順序係如下:在發光元件4中,從透光電極 704側依次形成紅色/藍色/綠色-橙色的發光層,且在發光元件5中,從透光電極704側依次形成朱紅色/藍色/綠色-橙色的發光層。
在發光元件4中,光反射電極706與第一發光層708的發光區域之間的光徑長度大約為270nm,且係約為從第一發光層708發出之光的峰值波長(即,紅色)的3/4。此外,光反射電極706與第二發光層710的發光區域之間的光徑長度大約為200nm,且係約為從第二發光層710發出之光的峰值波長(即,藍色)的3/4。此外,光反射電極706與第三發光層712的發光區域之間的光徑長度大約為70nm,且係約為從第三發光層712發出之光的峰值波長(即,綠色)的1/4。應注意的是,在發光元件4中,係認為第一發光層708及第二發光層710的發光區域可位於電洞傳輸層與發光層之間的介面附近。此外,因為第三發光層712包括具有兩個波長的發光層,所以難以精確地指明第三發光層712中的發光區域,但是在對發光層712b-1與發光層712b-2進行比較時,因發光層712b-1比發光層712b-2厚,所以認為從發光層712b-1發出之光對發光的貢獻較大,因此發光區域係位於電洞傳輸層與發光層712b-1之間的介面附近。
在發光元件5中,光反射電極706與第一發光層708的發光區域之間的光徑長度大約為270nm,且係約為從第一發光層708發出之光的峰值波長(即,朱紅色)的3/4。此外,光反射電極706與第二發光層710的發光區域之 間的光徑長度大約為200nm,且係約為從第二發光層710發出之光的峰值波長(即,藍色)的3/4。此外,光反射電極706與第三發光層712的發光區域之間的光徑長度大約為70nm,且係約為從第三發光層712發出之光的峰值波長(即,綠色)的1/4。應注意的是,在發光元件5中,係認為第一發光層708及第二發光層710的發光區域可位於電洞傳輸層與發光層之間的介面附近。此外,因為第三發光層712包括具有兩個波長範圍的發光層,所以難以精確地指明第三發光層712的發光區域,但是在對發光層712b-1和發光層712b-2進行比較時,因發光層712b-1比發光層712b-2厚,所以認為從發光層712b-1發出之光對發光的貢獻較大,因此發光區域係位於電洞傳輸層與發光層712b-1之間的介面附近。
藉由以此方式控制各發光層的厚度及各中間層的厚度,可以調整光反射電極與各發光層之間的光徑長度。
將以此方式製造之發光元件4及發光元件5密封在氮氣氛下的手套箱中,從而防止這些發光元件暴露於大氣。然後,測量該發光元件4及發光元件5的操作特性。應注意的是,該測量係在室溫下(在保持於25℃的環境中)進行。
圖12A示出發光元件4的發射光譜,圖12B示出發光元件4的外部量子效率對亮度的圖,且圖13示出發光元件4的功率效率對亮度的圖。圖14A示出發光元件5的發射光譜,圖14B示出發光元件5的外部量子效率對亮度的 圖,且圖15示出發光元件5的功率效率對亮度的圖。
如圖12A所示,發光元件4在可見光區域具有三個峰值:在藍色波長範圍中的469nm處的第一峰值;在綠色波長範圍中的546nm處的第二峰值;及在紅色波長範圍中的618nm處的第三峰值。此外,如圖14A所示,發光元件5也在可見光區域具有三個峰值:在藍色波長範圍中的470nm處的第一峰值;在綠色波長範圍中的545nm處的第二峰值;及在朱紅色波長範圍中的607nm處的第三峰值。
接著,如圖12B及圖13所示,發光元件4具有47.8%的最大外部量子效率及42.5lm/W的最大功率效率,且如圖14B及圖15所示,發光元件5具有49.3%的最大外部量子效率及48.0lm/W的最大功率效率。
如上所述,確認到本發明一個具體實例的發光元件4及發光元件5均在可見光區域具有三個峰值,並發出近似白熾色或暖白色的白色光;本發明一個具體實例的發光元件4及發光元件5均具有高功率效率。
本具體實例可以與任何其他具體實例或實施例適當地組合而實施。
(參考實施例1)
現將說明在上述實施例中使用的(乙醯丙酮)雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)(別名:雙[2-(6-苯基-4-嘧啶基-N3)苯基-C](2,4-戊二酮- 2O,O')銥(III))(簡稱:[Ir(dppm)2(acac)])的合成實例。下面示出[Ir (dppm)2(acac)]的結構。
[步驟1:4,6-二苯基嘧啶(簡稱:Hdppm)的合成]
首先,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入5.02g的4,6-二氯嘧啶、8.29g的苯基硼酸、7.19g的碳酸鈉、0.29g的雙(三苯基膦)鈀(II)二氯化物(簡稱:Pd(PPh3)2Cl2)、20mL的水及20mL的乙腈,並以氬置換該燒瓶內部的空氣。藉由對此反應容器照射60分鐘微波(2.45GHz,100W)而進行加熱。在此,於燒瓶中再放入2.08g的苯基硼酸、1.79g的碳酸鈉、0.070g的Pd(PPh3)2Cl2、5mL的水及5mL的乙腈,並再次藉由照射60分鐘微波(2.45GHz,100W)而進行加熱。然後,對這溶液添加水並以二氯甲烷萃取有機層。以水洗滌所得到的萃取物,並使用硫酸鎂對其進行乾燥。過濾乾燥之後的溶液。在蒸餾去除該溶液的溶劑之後,利用以二氯甲烷作為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣。結果得到嘧啶衍生物Hdppm(黃白色粉末,產率為38%)。應注意的是,對於微波照射係使用微波合成裝置(由CEM Corporation製造的Discover)。下面示出步驟1的合成方案(a-1)。
[步驟2:二-μ-氯-雙[雙(4,6-二苯基嘧啶)銥(III)](簡稱:[Ir(dppm)2Cl]2)的合成]
接著,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.10g的藉由上述步驟1得到的Hdppm及0.69g的氯化銥水合物(IrCl3.H2O),並以氬置換該燒瓶內部的空氣。然後,照射1小時微波(2.45GHz,100W)來使其起反應。在蒸餾去除溶劑之後,過濾所得到的殘渣並以乙醇洗滌之,而得到雙核錯合物[Ir(dppm)2Cl]2(紅褐色粉末,產率為88%)。下面示出步驟2的合成方案(a-2)。
[步驟3:(乙醯丙酮根)雙(4,6-二苯基嘧啶基)銥(III)(簡稱:[Ir(dppm)2(acac)])的合成]
再者,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入40mL的2-乙氧基乙醇、1.44g的藉由上述步驟2得到的[Ir(dppm)2Cl]2、0.30g的乙醯丙酮及1.07g的碳酸鈉,並以氬置換該燒瓶內部的空氣。然後,照射微波60分鐘(2.45GHz,120W)來使其起反應。蒸餾去除溶劑,將所得到的殘渣溶解於二氯甲烷,並進行過濾去除不溶物。依次使用水及飽和鹽水對所得到的濾液進行洗滌,並使用硫酸鎂進行乾燥。過濾經乾燥之後的溶液。在蒸餾去除該溶液的溶劑之後,利用以具有50:1的體積比的二氯甲烷:乙酸乙酯作為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣。然後,使用二氯甲烷與己烷的混合溶劑進行再結晶,得到目的物橙色粉末(產率為32%)。下面示出步驟3的合成方案(a-3)。
利用核磁共振光譜法(1H NMR)對藉由上述步驟3得到的橙色粉末進行分析。分析結果顯示所獲得的是目的化合物[Ir(dppm)2(acac)]。
1H NMR.δ(CDCl3):1.83(s,6H),5.29(s,1H),6.48(d,2H),6.80(t,2H),6.90(t,2H),7.55-7.63(m,6H),7.77(d,2H),8.17(s,2H),8.24(d,4H),9.17(s,2H)。
(參考實施例2)
現將說明在上述實施例中使用的(乙醯丙酮)雙[4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶]銥(III)(內型和外型混合物)(簡稱:[Ir(nbppm)2(acac)])的合成實例。下面示出[Ir(nbppm)2(acac)](簡稱)的結構。
[步驟1:4-氯-6-苯基嘧啶的合成]
首先,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入3.35g的4,6-二氯嘧啶、3.02g的苯基硼酸、1.7mL的三環己基膦(簡稱:Cy3P)、14.7g的碳酸銫、0.31g的三(二伸苄基丙酮)鈀(0)(簡稱:Pd2(dba)3)及30mL的二烷,並以氬置換該燒瓶內部的空氣。藉由對反應容器照射60分鐘微波(2.45GHz,120W)進行加熱而使其起反應。在蒸餾去除此反應溶液的溶劑之後,利用以二氯甲烷與己烷的混合溶劑(體積比為1:1)作為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣,而得到4-氯-6-苯基嘧啶(淡黃色粉末,產率為34%)。應注意的是,對於微波照射係使用微波合成裝置(由CEM Corporation製造的Discover)來進行。下面示出步驟1的合成方案(b-1)。
[步驟2:4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶(內型和外型混合物 )(簡稱:Hnbppm)的合成]
接著,在反應容器中放入2.99g的外-2-溴降莰烷、0.50g的鎂及10mL的四氫呋喃(THF),藉由對該反應容器照射10分鐘微波(2.45GHz,100W)而進行加熱,從而製備格林納試劑(Grignard reagent)。混合5.02g的在上述步驟1得到的4-氯-6-苯基嘧啶和30mL的THF,在-15℃下攪拌此混合物的同時,對其添加所製備的格林納試劑,以及30mg的[1,2-雙(二苯基膦基)乙烷]鎳(II)二氯化物(簡稱:Ni(dppe)Cl2),然後將該混合物的溫度升高到室溫。對此反應溶液添加氯化銨水溶液,並以乙酸乙酯萃取有機層。使用硫酸鎂對所得到的有機層進行乾燥。過濾經乾燥之後的溶液。在蒸餾去除該溶液的溶劑之後,利用以己烷與乙酸乙酯的混合溶劑(體積比為5:1)作為展開溶劑的快速柱層析法(矽膠)純化所得到的殘渣,而得到目的物嘧啶衍生物Hnbppm(黃色油狀物,產率為43%)。下面示出步驟2的合成方案(b-2)。
[步驟3:二-μ-氯-雙[雙{4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶}銥(III)](內型和外型混合物)(簡稱:[Ir(nbppm)2Cl]2)的合成]
接著,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、0.83g的上述步驟2中得到的Hnbppm及0.49g的氯化銥水合物(IrCl3.H2O),並以氬置換該燒瓶內部的空氣。然後,對該混合物照射30分鐘微波(2.45GHz,100W)來使其起反應。過濾反應溶液,並以乙醇對所得到的殘渣進行洗滌,而得到雙核錯合物[Ir(nbppm)2Cl]2(褐色粉末,產率為74%)。下面示出步驟3的合成方案(b-3)。
[步驟4:(乙醯丙酮)雙[4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶]銥(III)(內型和外型混合物)(簡稱:[Ir(nbppm)2(acac)])的合成]
再者,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入20mL的2-乙氧基乙醇、0.89g的上述步驟3中得到的雙核錯合物[Ir(nbppm)2Cl]2、0.19mL的乙醯丙酮及0.65g的碳酸鈉,並以氬置換該燒瓶內部的空氣。然後,對該混合物照射30分鐘微波(2.45GHz,100W),來使其起反應。過濾反應溶液,並使用水、乙醇及己烷對所得到的殘渣進行洗滌。將該殘渣溶解於二氯甲烷,並透過矽藻土助濾材(Celite,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.製造、目錄號碼:531-16855)予以過濾。在蒸餾去除此溶液的溶劑之後,利用以二氯甲烷與乙酸乙酯的混合溶劑(體積比為50:1)作為展開溶劑的快速柱層析法(矽膠)純化所得到的殘渣,而得到橙色粉末的目的物(產率為54%)。下面示出步驟4的合成方案(b-4)。
利用核磁共振光譜法(1H NMR)對上述步驟4中得到的橙色粉末進行分析。分析結果顯示所獲得的是目的化合物[Ir(nbppm)2(acac)]。
下面示出所得到的化合物的1H NMR數據。應注意的是,在所得到的橙色粉末中內型產物(endo-product)的信號和外型產物(exo-product)的信號混在一起,而在1H NMR中不能分離上述信號。故化學位移係以範圍記載。
1H-NMR.δ(CDCl3):1.24-1.51,1.61-2.06,2.07, 2.48,2.69,3.03,3.56,5.24,6.34,6.74-6.86,7.64,8.99。
(參考實施例3)
現將說明在上述實施例中使用的(乙醯丙酮)雙(6-第三丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(tBuppm)2(acac)])的合成方法。下面示出[Ir(tBuppm)2(acac)]的結構。
[步驟1:4-第三丁基-6-苯基嘧啶(簡稱:HtBuppm)的合成]
首先,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入22.5g的4,4-二甲基-1-苯基戊烷-1,3-二酮及50g的甲醯胺,並以氮置換該燒瓶內部的空氣。對該反應容器進行加熱,並使反應溶液回流5小時。然後,將該溶液倒入氫氧化鈉水溶液中,並以二氯甲烷萃取有機層。使用水、飽和鹽水對所得到的有機層進行洗滌,並使用硫酸鎂進行乾燥。過濾經乾燥之後的溶液。在蒸餾去除該溶液的溶劑之後,利用以10:1的體積比的己烷:乙酸乙酯作為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣,從而得到嘧啶衍生物HtBuppm( 無色油狀物,產率為14%)。下面示出步驟1的合成方案(c-1)。
[步驟2:二-μ-氯-雙[雙(6-第三丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)](簡稱:[Ir(tBuppm)2Cl]2)的合成]
接著,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.49g的上述步驟1中得到的HtBuppm及1.04g的氯化銥水合物(IrCl3.H2O),並以氬置換該燒瓶內部的空氣。然後,照射1小時微波(2.45GHz,100W)來使其起反應。在蒸餾去除該溶劑之後,對所得殘渣進行吸濾並以乙醇洗滌之,從而得到雙核錯合物[Ir(tBuppm)2Cl]2(黃綠色粉末,產率為73%)。下面示出步驟2的合成方案(c-2)。
[步驟3:(乙醯丙酮)雙(6-第三丁基-4-苯基嘧啶)銥(III)(簡稱:[Ir(tBuppm)2(acac)])的合成]
再者,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入40mL的2-乙氧基乙醇、1.61g的上述步驟2中得到的雙核錯合物[Ir(tBuppm)2Cl]2、0.36g的乙醯丙酮及1.27g的碳酸鈉,並以氬置換該燒瓶內部的空氣。然後,照射60分鐘微波(2.45GHz,100W),來使其起反應。蒸餾去除溶劑,使用乙醇吸濾所得到的殘渣,並使用水、乙醇對該殘渣進行洗滌。將所得到的固體溶解於二氯甲烷,並透過其中依次堆疊矽藻土(Celite,由Wako Pure Chemical Industries,Ltd.製造、目錄號碼:531-16855)、氧化鋁、矽藻土的助濾材過濾該混合物。蒸餾去除溶劑,並使用二氯甲烷與己烷的混合溶劑對所得之固體進行再結晶,從而獲得黃色粉末的目的物(產率為68%)。下面示出步驟3的合成方案 (c-3)。
利用核磁共振光譜法(1H NMR)對上述步驟3中得到的黃色粉末進行分析。分析結果顯示所獲得的是目的化合物[Ir(tBuppm)2(acac)]。
下面示出所得到的化合物的1H NMR數據。
1H NMR.δ(CDCl3):1.50(s,18H),1.79(s,6H),5.26(s,1H),6.33(d,2H),6.77(t,2H),6.85(t,2H),7.70(d,2H),7.76(s,2H),9.02(s,2H)。
(參考實施例4)
現將具體說明在上述實施例中使用的有機金屬錯合物雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶基](二異丁醯甲烷)銥(III)(別名:(2,6-二甲基-3,5-庚二酮- 2O,O')雙[4-甲 基-2(3-甲基-4-嘧啶基-N3)苯基-C]銥(III))(簡稱:[Ir(5mdppm)2(dibm)])的合成方法。下面示出[Ir(5mdppm)2(dibm)]的結構。
[步驟1:4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶(簡稱:H5mdppm)的合成]
首先,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入4.99g的4,6-二氯嘧啶、9.23g的3-甲基苯基硼酸、7.18g的碳酸鈉、0.29g的雙(三苯基膦)鈀(II)二氯化物(簡稱:Pd(PPh3)2Cl2)、20mL的水及20mL的乙腈,並以氬置換該燒瓶內部的空氣。對此反應容器照射60分鐘微波(2.45GHz,100W)進行加熱。在此,於燒瓶中再放入2.31g的3-甲基苯基硼酸、1.82g的碳酸鈉、0.070g的Pd(PPh3)2Cl2、5mL的水及5mL的乙腈,並再次照射60分鐘微波(2.45GHz,100W)進行加熱。然後,對該溶液添加水並以二氯甲烷萃取有機層。使用飽和碳酸氫鈉水溶液、水、飽和鹽水對所得到的有機層進行洗滌,並使用硫酸鎂對其進行乾燥。過濾經乾燥之後的溶液。在蒸餾去除該溶液的溶劑之後,利用以20:1的比例的二氯甲烷:乙酯乙酯作為展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣, 從而獲得目的物嘧啶衍生物H5mdppm(淡黃色粉末,產率為15%)。應注意的是,對於微波照射係使用微波合成裝置(由CEM Corporation製造,Discover)來進行。下面示出步驟1的合成方案(d-1)。
[步驟2:二-μ-氯-雙{雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶]銥(III)}(簡稱:[Ir(5mdppm)2Cl]2)的合成]
接著,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.06g的上述步驟1中得到的H5mdppm及0.60g的氯化銥水合物(IrCl3.H2O)(由Sigma-Aldrich Corp.製造),並以氬置換該燒瓶內部的空氣。然後,照射1小時微波(2.45GHz,100W)來使其起反應。在蒸餾去除溶劑之後,對所得殘渣進行吸濾並以乙醇洗滌之,而得到雙核錯合物[Ir(5mdppm)2Cl]2(紅褐色粉末,產率為86%)。下面示出步驟2的合成方案(d-2)。
[步驟3:雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶](二異丁醯甲烷)銥(III)(別名:(2,6-二甲基-3,5-庚二酮- 2O,O')雙[4-甲基-2(3-甲基-4-嘧啶基-N3)苯基-C]銥(III))(簡稱:[Ir(5mdppm)2(dibm)])的合成]
接著,在安裝有回流管的回收燒瓶中放入30mL的2-乙氧基乙醇、1.27g的上述步驟2中得到的雙核錯合物[Ir(5mdppm)2Cl]2、0.40g的二異丁醯甲烷及0.90g的碳酸鈉,並以氬置換該燒瓶內部的空氣。然後,藉由照射60分鐘微波(2.45GHz,120W)來加熱該混合物。在此,於該燒瓶中再放入0.13g的二異丁醯甲烷,並再次藉由照射60分鐘微波(2.45GHz,200W)來加熱該混合物。蒸餾去除溶劑,並使用乙醇吸濾所得到的殘渣。使用水、乙醇對所得到的固體進行洗滌,並利用以二氯甲烷作為展開溶劑的快速柱層析法對其進行純化。然後,使用二氯甲烷與乙 醇的混合溶劑進行再結晶,而得到橙色粉末(產率為15%)。下面示出合成方案(d-3)。
利用核磁共振光譜法(1H NMR)對上述步驟3中得到的橙色粉末進行分析。分析結果顯示所獲得的是目的化合物[Ir(5mdppm)2(dibm)]。
下面示出所得到的化合物的1H NMR數據。
1H NMR.δ(CDCl3):0.84(d,6H),0.94(d,6H),2.19-2.25(m,8H),2.51(d,6H),5.25(s,1H),6.40(d,2H),6.65(d,2H),7.36(d,2H),7.48(t,2H),7.60(s,2H),8.03(d,2H),8.08(s,2H),8.13(s,2H),9.05(s,2H)。
本申請案係基於2011年3月23日向日本特許廳申請之日本專利申請案序列號第2011-063867號,其全部內容係在此以引用方式併入本案。
100‧‧‧發光元件
102‧‧‧基板
104‧‧‧電極
106‧‧‧電極
108‧‧‧第一發光層
110‧‧‧第二發光層
112‧‧‧第三發光層
114‧‧‧第一中間層
116‧‧‧第二中間層
120‧‧‧發光
122‧‧‧發光
124‧‧‧發光
401‧‧‧照明裝置
402‧‧‧照明裝置
403‧‧‧桌燈
405‧‧‧照明部分
406‧‧‧支柱
407‧‧‧支撐座
502‧‧‧基板
504‧‧‧電極
506‧‧‧電極
508‧‧‧第一發光層
508a‧‧‧電洞注入層
508b‧‧‧電洞傳輸層
508c‧‧‧發光層
508d‧‧‧電子傳輸層
510‧‧‧第二發光層
510a‧‧‧電洞傳輸層
510b‧‧‧發光層
510c‧‧‧電子傳輸層
512‧‧‧第三發光層
512a‧‧‧電洞傳輸層
512b‧‧‧發光層
512c‧‧‧電子傳輸層
512d‧‧‧電子注入層
514‧‧‧第一中間層
514a‧‧‧電子注入緩衝層
514b‧‧‧電子中繼層
514c‧‧‧電荷產生層
516‧‧‧第二中間層
516a‧‧‧電子注入緩衝層
516b‧‧‧電子中繼層
516c‧‧‧電荷產生層
602‧‧‧基板
604‧‧‧電極
606‧‧‧電極
608‧‧‧第一發光層
608a‧‧‧電洞注入層
608b‧‧‧電洞傳輸層
608c‧‧‧發光層
608d‧‧‧電子傳輸層
610‧‧‧第二發光層
610a‧‧‧電洞傳輸層
610b‧‧‧發光層
610c‧‧‧電子傳輸層
612‧‧‧第三發光層
612a‧‧‧電洞傳輸層
612b‧‧‧發光層
612c‧‧‧電子傳輸層
612d‧‧‧電子注入層
614‧‧‧第一中間層
614a‧‧‧電子注入緩衝層
614b‧‧‧電子中繼層
614c‧‧‧電荷產生層
616‧‧‧第二中間層
616a‧‧‧電子注入緩衝層
616b‧‧‧電子中繼層
616c‧‧‧電荷產生層
702‧‧‧基板
704‧‧‧電極
706‧‧‧電極
708‧‧‧第一發光層
708a‧‧‧電洞注入層
708b‧‧‧電洞傳輸層
708c‧‧‧發光層
708d‧‧‧電子傳輸層
710‧‧‧第二發光層
710a‧‧‧電洞傳輸層
710b‧‧‧發光層
710c‧‧‧電子傳輸層
712‧‧‧第三發光層
712a‧‧‧電洞傳輸層
712b-1‧‧‧發光層
712b-2‧‧‧發光層
712c‧‧‧電子傳輸層
712d‧‧‧電子注入層
714‧‧‧第一中間層
714a‧‧‧電子注入緩衝層
714b‧‧‧電子中繼層
714c‧‧‧電荷產生層
716‧‧‧第二中間層
716a‧‧‧電子注入緩衝層
716b‧‧‧電子中繼層
716c‧‧‧電荷產生層
λa‧‧‧從第一發光層發射的光的波長
λb‧‧‧從第二發光層發射的光的波長
λc‧‧‧從第三發光層發射的光的波長
在所附圖式中:圖1說明根據本發明一個具體實例的發光元件的例子;圖2說明實施例1中所使用的發光元件1,其係根據本發明一個具體實例的發光元件的例子;圖3A和圖3B說明根據本發明一個具體實例的照明裝置;圖4說明比較發光元件1;圖5A和圖5B分別為顯示發光元件1及比較發光元件1的發射光譜及外部量子效率對亮度的圖;圖6為顯示發光元件1及比較發光元件1的功率效率對亮度的圖;圖7A和圖7B分別為顯示發光元件2的發射光譜及外部量子效率對亮度的圖;圖8為顯示發光元件2的功率效率對亮度的圖;圖9A和圖9B分別為顯示發光元件3的發射光譜及外部量子效率對亮度的圖;圖10為顯示發光元件3的功率效率對亮度的圖;圖11說明發光元件4及發光元件5的結構例子;圖12A和圖12B分別為顯示發光元件4的發射光譜及外部量子效率對亮度的圖;圖13為顯示發光元件4的功率效率對亮度的圖; 圖14A和圖14B分別為顯示發光元件5的發射光譜及外部量子效率對亮度的圖;且圖15為顯示發光元件5的功率效率對亮度的圖。
100‧‧‧發光元件
102‧‧‧基板
104‧‧‧電極
106‧‧‧電極
108‧‧‧第一發光層
110‧‧‧第二發光層
112‧‧‧第三發光層
114‧‧‧第一中間層
116‧‧‧第二中間層
120‧‧‧發光
122‧‧‧發光
124‧‧‧發光

Claims (12)

  1. 一種發光元件,其包含:透光電極;在該透光電極上的第一發光層;在該第一發光層上的第一中間層;在該第一中間層上的第二發光層;在該第二發光層上的第二中間層;在該第二中間層上的第三發光層;以及在該第三發光層上的光反射電極,其中與從該第二發光層發射的光的光譜峰值相比,從該第一發光層發射的光的光譜峰值係位於較長的波長一側,其中與從該第一發光層發射的光的光譜峰值及從該第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從該第二發光層發射的光的光譜峰值係位於較短的波長一側,其中該光反射電極與該第一發光層之間的光徑長度是從該第一發光層發射的光的峰值波長的3/4,其中該光反射電極與該第二發光層之間的光徑長度是從該第二發光層發射的光的峰值波長的3/4,且其中該光反射電極與該第三發光層之間的光徑長度是從該第三發光層發射的光的峰值波長的1/4。
  2. 一種發光元件,其包含:透光電極;在該透光電極上的第一發光層; 在該第一發光層上的第一中間層;在該第一中間層上的第二發光層;在該第二發光層上的第二中間層;在該第二中間層上的第三發光層;以及在該第三發光層上的光反射電極,其中與從該第二發光層發射的光的光譜峰值及從該第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從該第一發光層發射的光的光譜峰值係位於較長的波長一側,其中與從該第一發光層發射的光的光譜峰值及從該第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從該第二發光層發射的光的光譜峰值係位於較短的波長一側,其中該發光元件展現白色發光,其中該光反射電極與該第一發光層之間的光徑長度是從該第一發光層發射的光的峰值波長的3/4,其中該光反射電極與該第二發光層之間的光徑長度是從該第二發光層發射的光的峰值波長的3/4,且其中該光反射電極與該第三發光層之間的光徑長度是從該第三發光層發射的光的峰值波長的1/4。
  3. 一種發光元件,其包含:透光電極;在該透光電極上的第一發光層;在該第一發光層上的第一中間層;在該第一中間層上的第二發光層;在該第二發光層上的第二中間層; 在該第二中間層上的第三發光層;以及在該第三發光層上的光反射電極,其中與從該第二發光層發射的光的光譜峰值及從該第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從該第一發光層發射的光的光譜峰值係位於較長的波長一側,其中與從該第一發光層發射的光的光譜峰值及從該第三發光層發射的光的光譜峰值相比,從該第二發光層發射的光的光譜峰值係位於較短的波長一側,其中該光反射電極與該第一發光層之間的光徑長度是從該第一發光層發射的光的峰值波長的3/4,其中該光反射電極與該第二發光層之間的光徑長度是從該第二發光層發射的光的峰值波長的3/4,且其中該光反射電極與該第三發光層之間的光徑長度是從該第三發光層發射的光的峰值波長的1/4。
  4. 根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件’其中該第一發光層包括發射在黃色至橙色的波長範圍中具有峰值的光的發光物質,且該發光物質是磷光化合物。
  5. 根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件,其中該第二發光層包括發射在藍色的波長範圍中具有峰值的光的發光物質,且該發光物質是螢光化合物。
  6. 根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件,其中該第三發光層包括所發射之光的波長比從該第一發光層發射之光的波長短或相等的發光物質。
  7. 根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件,其中該第一發光層、該第二發光層、該第三發光層、該第一中間層和該第二中間層的總厚度為400nm或更小。
  8. 根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件,其中該光反射電極係用作陰極。
  9. 根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件,其中該第一發光層包含發射黃色至橙色光的發光物質,該第二發光層包含發射藍色光的發光物質,且該第三發光層包含發射黃色至橙色光的發光物質。
  10. 根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件,其中該第一中間層和該第二中間層每一個包含一選自由氧化鉬、氧化釩、氧化錸和氧化釕構成之組。
  11. 一種照明裝置,其包括根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件。
  12. 根據申請專利範圍第1-3項中的任一項之發光元件,其中該第一發光層的厚度大於該第二發光層的厚度。
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