專利名稱：有機(jī)電場發(fā)光元件、顯示裝置和照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及有機(jī)電場發(fā)光元件以及使用該有機(jī)電場發(fā)光元件的顯示裝置和照明裝置。
背景技術(shù)：
近年來，用于平面光源等用途的有機(jī)電場發(fā)光元件(以下，稱為有機(jī)EL元件)受到關(guān)注。有機(jī)電場發(fā)光元件通過ー對電極陰極和陽極夾住由有機(jī)材料構(gòu)成的發(fā)光層而構(gòu) 成。對有機(jī)電場發(fā)光元件施加電壓之后，電子從陰極，空穴從陽極分別注入發(fā)光層，在發(fā)光層電子和空穴再次結(jié)合生成激子，該激子輻射去活化時(shí)發(fā)光。用于有機(jī)EL兀件的發(fā)光材料中,有突光發(fā)光材料和磷光發(fā)光材料。突光發(fā)光材料是所有藍(lán)色、緑色和紅色發(fā)光材料中，壽命長可靠性高的材料。但是熒光發(fā)光材料為僅單態(tài)激子發(fā)光變換，因此，內(nèi)部量子效率的最大值限制為25%。另ー方面，可進(jìn)行單態(tài)激子和三重態(tài)激子兩種發(fā)光變換的磷光發(fā)光材料可有接近100%的內(nèi)部量子效率。但是，緑色和紅色的磷光發(fā)光材料雖然可獲得可靠性高的材料，但是較難開發(fā)可靠性高的藍(lán)色磷光發(fā)光材料。在期待被應(yīng)用于照明和顯示器的背光等的白色有機(jī)電場發(fā)光元件中，可獲得紅、綠、藍(lán)三色的光組成的白色光。這樣的有機(jī)EL元件中，在所有紅、綠和藍(lán)色的發(fā)光材料中應(yīng)用磷光發(fā)光材料時(shí)，可期待上述那樣高的發(fā)光效率。但是由于采用壽命較短的藍(lán)色磷光發(fā)光材料，會(huì)導(dǎo)致元件壽命也變短，元件可靠性下降這樣的問題。因此，嘗試通過采用相比藍(lán)色磷光發(fā)光材料壽命更長的藍(lán)色熒光發(fā)光材料作為藍(lán)色發(fā)光層，采用磷光發(fā)光材料作為紅色緑色發(fā)光層，來制作壽命較長可靠性較高的白色有機(jī)電場發(fā)光元件。這種結(jié)構(gòu)的有機(jī)EL元件中為了獲得白色光，需要在紅色綠色發(fā)光層和藍(lán)色發(fā)光層兩層處產(chǎn)生載流子的再接合，并將生成的激子封入發(fā)光層。這樣，通過元件的構(gòu)成、使用的材料等各種調(diào)整，為獲得白色光進(jìn)行了種種努力，但是實(shí)際上，也無法獲得完美的白色光。即使獲得白色光，若發(fā)光效率較低也難以實(shí)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是，在采用熒光發(fā)光材料作為藍(lán)色發(fā)光層、磷光發(fā)光材料作為紅色緑色發(fā)光層的有機(jī)電場發(fā)光元件中，以高發(fā)光效率獲得白色光。根據(jù)實(shí)施方式提供一種有機(jī)電場發(fā)光元件，其為具有相互隔離配置的陽極和陰扱；隔開所述陽極和所述陰極而配置的、所述陽極側(cè)的紅色緑色發(fā)光層和所述陰極側(cè)的藍(lán)色發(fā)光層；以及配置在所述紅色緑色發(fā)光層與藍(lán)色發(fā)光層之間的、防止能量從所述藍(lán)色發(fā)光層向所述紅色綠色發(fā)光層移動(dòng)的、由空穴傳輸性材料構(gòu)成的間隔層的有機(jī)電場發(fā)光兀件，所述紅色緑色發(fā)光層包括具有空穴傳輸性的主材料、紅色磷光發(fā)光材料和緑色磷光發(fā)光材料，所述藍(lán)色發(fā)光層包括具有電子傳輸性的主材料和藍(lán)色熒光發(fā)光材料；所述紅色磷光發(fā)光材料和綠色磷光發(fā)光材料的HOMO與所述間隔層中的所述空穴傳輸性材料的HOMO大致為同樣能量等級，所述間隔層中所述空穴傳輸性材料的H0M0-LUM0間的能隙比所述藍(lán)色熒光發(fā)光材料的H0M0-LUM0間的能隙大，所述間隔層的厚度為3 5nm。根據(jù)上述實(shí)施方式，在米用突光發(fā)光材料作為藍(lán)色發(fā)光層、磷光發(fā)光材料作為紅色緑色發(fā)光層的有機(jī)電場發(fā)光元件中，可以高發(fā)光效率得到白色光。


圖I為顯示實(shí)施方式涉及的有機(jī)電場發(fā)光元件的截面圖。圖2為顯示第一實(shí)施方式涉及的有機(jī)電場發(fā)光元件的能級圖。圖3是顯示第二實(shí)施方式涉及的有機(jī)電場發(fā)光元件的能級圖。 圖4是顯示實(shí)施方式涉及的顯示裝置的電路圖。圖5是顯示實(shí)施方式涉及的照明裝置的截面圖。圖6是顯示實(shí)施例涉及的有機(jī)EL元件的發(fā)光波長和發(fā)光強(qiáng)度的圖。圖7是顯示實(shí)施例I、比較例I和比較例2涉及的有機(jī)EL元件的EL光譜圖。圖8是顯示實(shí)施例涉及的有機(jī)EL元件的EL光譜圖。
具體實(shí)施例方式下面，參考附圖對實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖I是顯示實(shí)施方式涉及的有機(jī)電場發(fā)光元件的截面圖。有機(jī)電場發(fā)光兀件10具有,在基板11上,依次形成陽極12、空穴傳輸層13、發(fā)光層14、電子傳輸層15、電子注入層16和陰極17的結(jié)構(gòu)?？昭▊鬏攲?3、電子傳輸層15和電子注入層16根據(jù)需要形成。發(fā)光層14具有位于陽極側(cè)的紅色緑色發(fā)光層14a、位于陰極側(cè)的藍(lán)色發(fā)光層14c、和位于紅色緑色發(fā)光層14a和藍(lán)色發(fā)光層14c之間的間隔層14b?！吹贗實(shí)施方式〉對于本發(fā)明第I實(shí)施方式，參考圖2進(jìn)行說明。圖2是涉及第I實(shí)施方式的有機(jī)電場發(fā)光元件的能級圖。紅色綠色發(fā)光層14a為在具有空穴傳輸性的主材料中摻雜紅色磷光發(fā)光材料和緑色磷光發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)。藍(lán)色發(fā)光層14c為在具有電子傳輸性的主材料中摻雜藍(lán)色熒光發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)。間隔層14b具有防止從藍(lán)色發(fā)光層14c到紅色綠色發(fā)光層14a的能量移動(dòng)的效果，其由空穴傳輸性材料構(gòu)成。間隔層14b中包含的空穴傳輸性材料為單ー材料，間隔層14b中不包括電子傳輸性材料。一旦對有機(jī)EL元件施加電壓，則空穴從陽極注入，并通過空穴傳輸層13移動(dòng)到發(fā)光層。注入到紅色綠色發(fā)光層14a的空穴，通過包含于紅色緑色發(fā)光層14a的具有空穴傳輸性的主材料和構(gòu)成間隔層14b的空穴傳輸性材料，一直移動(dòng)到間隔層14b與藍(lán)色發(fā)光層14c的界面。在本實(shí)施方式中，紅色發(fā)光材料的HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital 最高被占軌道)與構(gòu)成間隔層14b的空穴傳輸性材料的Η0Μ0，大致在同樣的能量等級。又，綠色發(fā)光材料的HOMO和構(gòu)成間隔層14b的空穴傳輸性材料的HOMO，也大致在同樣的能量等級。因此，空穴順暢地從紅色緑色發(fā)光層14a移動(dòng)到間隔層14b。為了將載流子有效地注入到紅色綠色發(fā)光材料，紅色綠色發(fā)光材料的HOMO與間隔層14b的空穴傳輸性材料的HOMO的能量差最好在±0. 3eV范圍內(nèi)。為了更加順暢地使空穴移動(dòng)，空穴傳輸層13中所包含的空穴傳輸性材料的HOMO也最好與紅色發(fā)光材料、綠色發(fā)光材料和間隔層14b的空穴傳輸性材料的HOMO相近。另ー方面，電子從陰極注入。注入的電子通過電子傳輸層15向發(fā)光層移動(dòng)。注入到藍(lán)色發(fā)光層14c的電子，通過藍(lán)色發(fā)光層14c中包含的具有電子傳輸性的主材料，行進(jìn)到藍(lán)色發(fā)光層14c與間隔層14b的界面，但由于間隔層14b由空穴傳輸性材料構(gòu)成，使得電子在此界面積蓄。但是為了得到全部的紅色、緑色和藍(lán)色的發(fā)光，紅色綠色發(fā)光層14a與間隔層14b的界面，以及藍(lán)色發(fā)光層14c與間隔層14b的界面需要分別產(chǎn)生激子。因此，需要使藍(lán)色發(fā)光層14c與間隔層14b的界面所積蓄的電子通過間隔層14b移動(dòng)到間隔層14b與紅色緑色發(fā)光層14a的界面。在本實(shí)施方式中，間隔層14b的膜厚為3 5nm。通過將間隔層14b形成為這樣的厚度，藍(lán)色發(fā)光層14c與間隔層14b界面所積蓄的電子，能夠由于穿隧效應(yīng)移動(dòng)到間隔層14b與紅色綠色發(fā)光層14a的界面。結(jié)果，紅色綠色發(fā)光層14a與間隔層14b的界面，以及藍(lán)色發(fā)光層14c與間隔層14b的界面可分別生成激子，從而可獲得由紅色、緑色和藍(lán)色三色光構(gòu)成的白色發(fā)光。又，間隔層14b 中空穴傳輸性材料的 HOMO-LUMO(Lowest Unoccupied MolecularOrbital :最低被占軌道)間的能隙(以下、稱為H0M0-LUM0能隙)，比包含于藍(lán)色發(fā)光層14c的藍(lán)色發(fā)光材料的H0M0-LUM0間的能隙要大。這里，所謂H0M0-LUM0間的能隙是指某種材料中Η0Μ0與LUMO的能量差。一般來說，紅色發(fā)光材料和綠色發(fā)光材料的H0M0-LUM0能隙比藍(lán)色發(fā)光材料的H0M0-LUM0能隙要小，因此，如果沒有H0M0-LUM0能隙大的間隔層，能量會(huì)從藍(lán)色發(fā)光層移動(dòng)到紅色綠色發(fā)光層。因此，通過將H0M0-LUM0能隙比藍(lán)色發(fā)光材料的H0M0-LUM0能隙大的空穴傳輸性材料用于間隔層，可以使藍(lán)色發(fā)光層的能量被間隔層阻隔， 使其不能移動(dòng)到紅色緑色發(fā)光層，獲得充分的藍(lán)色發(fā)光。為了有效地阻隔能量從藍(lán)色發(fā)光層朝向紅色綠色發(fā)光層移動(dòng)，間隔層的空穴傳輸性材料的H0M0-LUM0能隙最好為2. 7eV以上。作為構(gòu)成間隔層14b的空穴傳輸性材料，可使用，例如，雙(N-(l-萘基-N-苯基聯(lián)苯胺[以下、稱為a-NPD]、l，3-雙(N-咔唑基)苯[以下、稱為mCP]、ニ [4_(N，N_ ニ甲苯基氨基)苯基]環(huán)己烷[以下，稱為TAPC]、4，4’，4”_三(9-咔唑基)-三苯胺[以下、稱為TCTA]等。綠色發(fā)光材料可采用，三(2-苯基吡啶)銥(III)[以下稱為Ir (ppy) 3]、三(2_(對甲苯基)吡啶)銥(III)[以下、稱為Ir(mppy)3]、雙(2-(9，9-ニ己基芴基)-1-吡啶)(こ酰丙酮)銥(III)[以下、稱為Ir(hflpy) (acac)]等、紅色發(fā)光材料可采用，雙(2_甲基ニ苯并-[f，h]喹喔啉)(こ酰丙酮)銥(III)[以下、稱為Ir (MDQ) 2 (acac)]、三(I-苯基異喹啉)銥(III)[以下、稱為Ir (piq) 3]等。包含于紅色綠色發(fā)光層14a中的空穴傳輸性主材料，可采用a-NPD、mCP、ニ[4-(N，N-ニ甲苯基氨基)苯基]環(huán)己烷[以下、稱為TAPC]、4，4’，4”_三(9-咔唑基)-三苯胺[以下、稱為TCTA]等。紅色綠色發(fā)光層中包含的主材料也可是雙極性主材料，例如4，4’ -雙(9- ニ咔唑基)-2，2’ -聯(lián)苯[以下、稱為CBP]等。這里，雙極性是指兼具空穴傳輸性和電子傳輸性兩個(gè)性質(zhì)。藍(lán)色發(fā)光材料可使用1，4_ ニ-[4-(N，N_ ニ苯基)氨基]苯こ烯基-苯[以下、稱為DSA-Ph]、4，4’-雙(9-こ基-3-咔唑こ烯基)-1，I’-聯(lián)苯[以下、稱為BCzVBi]等。藍(lán)色發(fā)光層14c中所包含的電子傳輸性主材料可使用，4，4-雙(2，2- ニ苯基-こ烯-I-基)聯(lián)苯[以下、稱為DPVBi]、9，10-雙(2-萘基)-2-叔丁基蒽[以下、稱為TBADN]等。在紅色綠色發(fā)光層14a中，綠色發(fā)光材料和紅色發(fā)光材料合計(jì)最好占20 40重量％。通過這樣的比例，空穴容易流動(dòng)。另ー方面，如果超過40%重量，磷光材料間的濃縮
淬滅現(xiàn)象變得顯著導(dǎo)致發(fā)光效率降低。為使得發(fā)光層內(nèi)的空穴和電子的載流子平衡，在紅色綠色發(fā)光層14a和藍(lán)色發(fā)光層14c中，可進(jìn)ー步包括電子傳輸性材料和/或空穴傳輸性材料。這樣通過發(fā)光層內(nèi)載流子平衡，可提高發(fā)光效率。作為現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)提出的非專利文獻(xiàn)I中，記載了在藍(lán)色發(fā)光層中采用熒光發(fā)光材料，紅色綠色發(fā)光層中米用磷光發(fā)光材料的有機(jī)電場發(fā)光兀件中，于藍(lán)色發(fā)光層和紅色緑色發(fā)光層之間設(shè)置間隔層的實(shí)例。在該元件中，間隔層為能隙較大的電子傳輸性材料和空穴傳輸性材料構(gòu)成的共淀積膜。從而，電子和空穴兩種載流子通過間隔層被傳輸，激子有可能被封閉于發(fā)光層中。但是，該元件的外部量子效率較低大約為5%。其原因有，紅色綠色發(fā)光層中通過磷光發(fā)光材料限制空穴，而難以將空穴注入到藍(lán)色發(fā)光層。又，由于間隔層為電子傳輸性材料和空穴傳輸性材料的混合層，因此載流子的移動(dòng)度較低，在間隔層內(nèi)易于生成激基復(fù)合物，這也是效率較低的原因之一。進(jìn)ー步的，共淀積膜的制作在エ序上也較為復(fù)雜。與之相対的，本實(shí)施方式，如上所述的，通過在藍(lán)色發(fā)光層和紅色綠色發(fā)光層之間，插入上述那樣具有合適的H0M0-LUM0能量的空穴傳輸性材料構(gòu)成的間隔層，可實(shí)現(xiàn)有效的載流子傳輸。又，根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，可防止間隔層內(nèi)的激基復(fù)合物的生成。作為其結(jié)果，可以高發(fā)光效率獲得白色發(fā)光。進(jìn)ー步的，由于沒有共淀積步驟，元件制作的復(fù)雜程度也得以減輕。參考圖1，對實(shí)施方式涉及的有機(jī)電場發(fā)光元件的其他部件進(jìn)行詳細(xì)說明?；?1用于支持其他部件。基板11最好是不會(huì)因?yàn)闊峄蛴袡C(jī)溶劑而變質(zhì)的材料?；?1的材料，例如可以是，無堿玻璃、石英玻璃等無機(jī)材料、聚こ烯、聚對苯ニ甲酸こニ醇酯(PET)、聚萘ニ甲酸こニ醇酯(PEN)、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酰胺亞胺、液晶聚合物、環(huán)烯烴聚合物等塑料、高分子膜、和不銹鋼(SUS)、硅等金屬基板。為了透光，最好采用由玻璃、合成樹脂等構(gòu)成的透明基板。基板11的形狀、構(gòu)造、大小等沒有特別限制，可根據(jù)用途、目的等進(jìn)行適當(dāng)選擇。基板11的厚度只要具有能夠足以支持其他部件的強(qiáng)度即可，沒有特別限定。陽極12層疊于基板11上。陽極12將空穴注入到空穴傳輸層13或發(fā)光層14。陽極12的材料只要具有導(dǎo)電性即可，沒有特別限定。通常，將透明或半透明的具有導(dǎo)電性材料以真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、電鍍法、涂布法等成膜。例如，導(dǎo)電性的金屬氧化物膜、半透明的金屬薄膜等可用作為陽極12。具體來說，采用氧化銦、氧化鋅、氧化錫、及其復(fù)合物銦錫氧化物(ITO)、摻雜氟的氧化錫(FTO)、銦鋅氧化物等構(gòu)成的導(dǎo)電性玻璃制作的膜(NESA等)、金、白金、銀、銅等。特別的，最好是ITO構(gòu)成的透明電極。又，電極材料也可采用有機(jī)導(dǎo)電性聚合物的聚苯胺及其衍生物、聚噻吩及其衍生物等。在為ITO的情況下，陽極12的膜厚最好為30 300nm。比30nm薄的話，導(dǎo)電性下降電阻増大，導(dǎo)致發(fā)光效率下降。比300nm厚的話，ITO的彈性喪失，應(yīng)カ作用時(shí)會(huì)導(dǎo)致裂痕的產(chǎn)生。陽極12可以是單層，也可是不同功函數(shù)的材料層的層疊?？昭▊鬏攲?3任意配置于陽極12與發(fā)光層14之間?？昭▊鬏攲?3接收來自陽極12的空穴,為具有向發(fā)光層側(cè)傳輸?shù)墓δ艿膶?。空穴傳輸?3的材料,例如可米用，作 為導(dǎo)電油墨的聚(こ烯ニ氧噻吩)聚(苯こ烯·磺酸)[以下、記為PEDOT PSS]這樣的聚噻吩系聚合物，但不限定與此?？昭▊鬏攲?3的成膜方法只要是形成薄膜的方法即可，沒有特別限定，例如可采用旋涂法?？昭▊鬏攲?3的溶液以所希望的膜厚涂布之后，通過熱板等加熱干燥。涂布溶液也可采用預(yù)先通過過濾器過濾的。電子傳輸層15任意層疊于發(fā)光層14上。電子傳輸層15接收來自電子注入層16的電子，為具有向發(fā)光層14傳輸功能的層。電子傳輸層15的材料可米用,例如,三[3-(3-批啶基)-均三甲苯基]甲硼烷[以下、記為3TPYMB]、三(8-羥基喹啉)鋁絡(luò)合物(Alq3)、4，7-ニ苯基-1，10-菲繞啉(BPhen)等，但不限于此。電子傳輸層15通過真空蒸鍍法、涂布法等成膜。電子注入層16任意地層疊于電子傳輸層15上。電子注入層16接收來自陰極17的電子，為具有向電子傳輸層15或發(fā)光層14注入功能的層。電子注入層16的材料例如可以是，CsF, LiF等、但不限于此。電子注入層16通過真空蒸鍍法、涂布法等成膜。陰極17層疊于發(fā)光層14(或，電子傳輸層15或者電子注入層16)上。陰極17對發(fā)光層14(或，電子傳輸層15或者電子注入層16)注入電子。通常、將透明或半透明的具有導(dǎo)電性的材料以真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、電鍍法、涂布法等成膜。電極材料可以是導(dǎo)電性的金屬氧化物膜、金屬薄膜等。陽極12以較高的功函數(shù)的材料形成吋，陰極17最好采用功函數(shù)低的材料。功函數(shù)低的材料例如有，堿金屬、堿土金屬等。具體的例如有，Li、In、Al、Ca、Mg、Na、K、Yb、Cs 等。陰極17也可為單層，也可為由不同功函數(shù)的材料層層疊而成。又，也可采用兩種以上金屬的合金。作為合金的實(shí)例，例如有鋰-鋁合金、鋰-鎂合金、鋰-銦合金、鎂-銀合金、鎂-銦合金、鎂-鋁合金、銦-銀合金、鈣-鋁合金等。陰極17的膜厚最好為10 150nm。膜厚比上述范圍薄的話，電阻會(huì)變得太大。膜厚較厚吋，陰極17需要長時(shí)間來成膜，會(huì)對相鄰層造成損傷導(dǎo)致性能劣化。以上，對在基板上層疊陽極、相反側(cè)配置陰極的結(jié)構(gòu)的有機(jī)電場發(fā)光元件進(jìn)行了說明，但也可以在陰極側(cè)配置基板。又，藍(lán)色發(fā)光層和紅色緑色發(fā)光層的位置也可互換，得到同樣的效果。く第2實(shí)施方式>參考圖3對本發(fā)明第2實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖3為第2實(shí)施方式涉及的有機(jī)電場發(fā)光元件的能級圖。紅色綠色發(fā)光層14a為具有空穴傳輸性的主材料中摻雜紅色磷光發(fā)光材料和綠色磷光發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)。藍(lán)色發(fā)光層14c為具有電子傳輸性的主材料中摻雜藍(lán)色熒光發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)。間隔層14b具有防止能量從藍(lán)色發(fā)光層14c移動(dòng)到紅色緑色發(fā)光層14a的作用，由電子傳輸性材料構(gòu)成。構(gòu)成間隔層14b的電子傳輸性材料為單ー材料，間隔層14b包含有空穴傳輸性材料。一旦對有機(jī)EL元件施加電壓，則電子從陰極注入，并通過電子傳輸層15移動(dòng)到發(fā)光層。注入到藍(lán)色發(fā)光層14c的電子，通過包含于藍(lán)色發(fā)光層14c的具有電子傳輸性的主材料和構(gòu)成間隔層14b的電子傳輸性材料，一直移動(dòng)到間隔層14b與紅色綠色發(fā)光層14a的界面。在本實(shí)施方式中，包含于藍(lán)色發(fā)光層14c的具有電子傳輸性的主材料的LUMO與構(gòu)成間隔層14b中的電子傳輸性材料的LUMO大致在同樣的能量等級。因此，電子順暢地從藍(lán)色 發(fā)光層14c移動(dòng)到間隔層14b。包含于藍(lán)色發(fā)光層14c的具有電子傳輸性的主材料的LUMO與構(gòu)成間隔層14b的電子傳輸性材料的LUMO的能量差最好在±0. 3eV范圍內(nèi)。為了更加順暢地使電子移動(dòng)，最好電子傳輸層15中的電子傳輸性材料的LUM0,與包含于藍(lán)色發(fā)光層14c的電子傳輸性材料和構(gòu)成間隔層14b的電子傳輸性材料的LUMO也最好相近。另ー方面，空穴從陽極注入。注入的空穴通過空穴傳輸層13向發(fā)光層移動(dòng)。注入到紅色綠色發(fā)光層14a的空穴，通過紅色緑色發(fā)光層14a中包含的具有空穴傳輸性的主材料，行進(jìn)到紅色緑色發(fā)光層14a與間隔層14b的界面，但由于間隔層14b由電子傳輸性材料構(gòu)成，此界面積蓄空穴。但是為了得到全部的紅色、緑色和藍(lán)色的發(fā)光，需要使紅色綠色發(fā)光層14a與間隔層14b的界面，以及藍(lán)色發(fā)光層14c與間隔層14b的界面分別產(chǎn)生激子。從而，需要使紅色綠色發(fā)光層14a與間隔層14b的界面所積蓄的電子通過間隔層14b移動(dòng)到間隔層14b與藍(lán)色發(fā)光層14c的界面。在本實(shí)施方式中，間隔層14b的膜厚為3 5nm。通過將間隔層14b形成為這樣的厚度，紅色綠色發(fā)光層14a與間隔層14b界面所積蓄的空穴，能夠根據(jù)穿隧效應(yīng)移動(dòng)到間隔層14b與藍(lán)色發(fā)光層14a的界面。結(jié)果，紅色綠色發(fā)光層14a與間隔層14b的界面，以及藍(lán)色發(fā)光層14c與間隔層14b的界面可分別生成激子，從而可獲得由紅色、緑色和藍(lán)色三色光構(gòu)成的白色發(fā)光。又，構(gòu)成間隔層14b的電子傳輸性材料的H0M0-LUM0能隙，比包含于藍(lán)色發(fā)光層14c的藍(lán)色發(fā)光材料的H0M0-LUM0能隙要大。因此，如上述第一實(shí)施方式所說明的那樣，為了有效地阻隔能量從藍(lán)色發(fā)光層朝向紅色綠色發(fā)光層移動(dòng)，構(gòu)成間隔層14b的電子傳輸性材料的H0M0-LUM0能隙最好為2. 7eV以上。構(gòu)成間隔層14b的電子傳輸性材料,例如可采用，I,3-雙(2_(4_叔丁基苯基)-1,3，4_噁ニ唑-5-基)苯[以下、稱為0XD-7]、4，7-ニ苯基-1，10_菲繞啉[以下、稱為Bphen]、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)-4-(苯基苯酚)鋁[以下、稱為BAlq]等。作為綠色發(fā)光材料，可采用三(2-苯基吡啶)銥(III)[以下、稱為Ir (ppy)3]、三(2-(對甲苯基)吡啶)銥(III)[以下、稱為Ir (Hippy)3]、雙(2-(9，9-ニ己基芴基)-1-吡啶)(こ酰丙酮)銥(III)[以下、稱為Ir(hflpy) (acac)]等；作為紅色發(fā)光材料，可使用雙(2-甲基ニ苯并-[f，h]喹喔啉)(こ酰丙酮)銥(III)[以下、稱為Ir (MDQ)2 (acac)]、三(I-苯基異喹啉)銥(III)[以下、稱為Ir(Piq)3]等。紅色綠色發(fā)光層14a中包含的空穴傳輸性主材料可使用，例如a -NPD, mCP、ニ[4-(N，N-ニ甲苯基氨基)苯基]環(huán)己烷[以下、稱為TAPC]、4，4’，4”_三(9-咔唑基)-三苯胺[以下、稱為TCTA]等。包含于紅色緑色發(fā)光層14a的主材料也可是雙極性主材料，例如使用4，4’ -雙(9-ニ咔唑基)-2，2’ -聯(lián)苯[以下、稱為CBP]等。藍(lán)色發(fā)光材料可米用1,4-ニ-[4_ (N, N-ニ苯基)氨基]苯こ烯基-苯[以下、稱為DSA-Ph]、4，4’-雙(9-こ基-3-咔唑こ烯基)-1，I’-聯(lián)苯[以下、稱為BCzVBi]等。藍(lán)色發(fā)光層14c所包含的電子傳輸性主材料可采用，4，4-雙(2，2-ニ苯基-こ烯-I-基)聯(lián)苯[以下、稱為DPVBi]、9，10-雙(2-萘基)-2-叔丁基蒽[以下、稱為TBADN]等。在藍(lán)色發(fā)光層14c中，藍(lán)色最好占20 40重量％。通過這樣的比例，電子容易流動(dòng)。另ー方面，如果超過40%重量，磷光材料間的濃縮淬滅現(xiàn)象變得顯著導(dǎo)致發(fā)光效率降低。 為了發(fā)光層內(nèi)的空穴和電子載流子平衡，在紅色綠色發(fā)光層和藍(lán)色發(fā)光層中，進(jìn)一歩包括電子傳輸性材料和/或空穴傳輸性材料。這樣，通過使得發(fā)光層內(nèi)的載流子平衡，可提聞發(fā)光效率。
對于其他部件，與實(shí)施方式I相同。在實(shí)施方式2中可得到與實(shí)施方式I相同的效果。作為上述說明的有機(jī)電場發(fā)光元件的用途的一例。舉出顯示裝置和照明裝置的實(shí)例。圖4是顯示實(shí)施方式涉及的顯示裝置的電路圖。圖4所示的顯示裝置20中，各個(gè)像素21設(shè)置在橫向的控制線(CL)和縱向的信號線(DL)配置成陣列狀的電路中。像素21包括發(fā)光元件25和有連接于發(fā)光元件25的薄膜晶體管(TFT)26。TFT26的一端連接于控制線，另一端連接于信號線。信號線連接于信號線驅(qū)動(dòng)電路22。又，控制線連接于控制線驅(qū)動(dòng)電路23。信號線驅(qū)動(dòng)電路22和控制線驅(qū)動(dòng)電路23通過控制器24控制。圖5是顯示實(shí)施方式涉及的照明裝置的截面圖。照明裝置100具有在玻璃基板101上、依次層疊陽極107、有機(jī)EL層106、和陰極105的結(jié)構(gòu)。密封玻璃102配置為覆蓋陰極105，利用UV粘結(jié)劑104進(jìn)行固定。密封玻璃102的陰極105側(cè)的面上設(shè)有干燥劑103。實(shí)施例<實(shí)施例1>間隔層采用空穴傳輸性材料，如下制作有機(jī)EL元件。在玻璃基板上通過真空蒸鍍形成ITO(銦錫氧化物)構(gòu)成的厚度為IOOnm的透明電極作為陽扱。作為空穴傳輸層的材料，將a-NH)和TCTA通過真空蒸鍍依次成膜、形成厚度40nm與20nm的合計(jì)60nm的空穴傳輸層。作為紅色綠色發(fā)光層的材料，可采用雙極性主材料的CBP、作為綠色發(fā)光材料的Ir(hflpy) (acac)、作為紅色發(fā)光材料的Ir(piq)3。控制蒸鍍速度，使其重量比為69. 6 30 O. 4，采用真空蒸鍍裝置在空穴傳輸層上共淀積，成為厚度25nm的紅色綠色發(fā)光層。綠色發(fā)光材料的HOMO為5. 2eV、紅色發(fā)光材料的HOMO為5. 2eV0 接著，在紅色綠色發(fā)光層上形成間隔層形成。間隔層的材料采用空穴傳輸性材料a -NPD0 a-NPD是HOMO為5. 4eV、LUMO為2. 3eV的材料。間隔層采用真空蒸鍍裝置蒸鍍于紅色緑色發(fā)光層上。
接著，在間隔層上形成藍(lán)色發(fā)光層。包含于藍(lán)色發(fā)光層的電子傳輸性主材料采用DPVBi、藍(lán)色發(fā)光材料采用DSA-Ph?？刂普翦兯俣?，使其重量比為95 5，采用真空蒸鍍裝置將其共淀積于間隔層上、形成厚度7. 5nm的藍(lán)色發(fā)光層。又，藍(lán)色發(fā)光材料的HOMO為2. 7eV、LUMO 為 5. 4eV0接著，在藍(lán)色發(fā)光層上形成電子傳輸層。首先，通過真空蒸鍍裝置蒸鍍3TPYMB、形成厚度40nm的電子傳輸層。然后，通過在其上真空蒸鍍氟化鋰，形成厚度O. 5nm的電子傳輸層。之后，通過在電子傳輸層上真空蒸鍍鋁，形成厚度150nm的陰極。<比較例1>除了采用空穴傳輸性材料mCP作為間隔層的材料，其他與實(shí)施例I相同地進(jìn)行有機(jī)EL元件的制作。<比較例2>除了采用表現(xiàn)為雙極性、具有空穴傳輸能力的CBP作為間隔層的材料，其他與實(shí)施例I相同地制作有機(jī)EL元件。<試驗(yàn)例1>實(shí)施例I中所制作的有機(jī)EL元件的間隔層厚度在2. O 6. Onm之間變化、分別比較其發(fā)光特性。首先，對發(fā)光波長和發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)行研究，采用積分球、源表(吉時(shí)利株式會(huì)社制造的2400源表)和多通道分光器(浜松光子株式會(huì)社制造多通道分光器C10027)構(gòu)成的絕對量子效率測定裝置(浜松光子株式會(huì)社制造)進(jìn)行測定，其結(jié)果如圖6所示。450 500nm處所見的波峰為，顯示藍(lán)色和綠色發(fā)光的波峰，600nm附近所見的波峰為顯示紅色發(fā)光的波峰。隨著間隔層的減薄，450 500nm附近所見到的波峰有所減少，相反的，如果間隔層變厚，600nm附近所見的波峰有所減少。間隔層的厚度為2. Onm吋，則450 500nm所見的顯示藍(lán)色和綠色的發(fā)光的波峰幾乎消失，間隔層的厚度為6. Onm吋，600nm附近所見的顯示紅色發(fā)光的波峰幾乎消失，因此，間隔層的厚度為2. Onm和6. Onm吋，可確認(rèn)其顏色再現(xiàn)性惡化。與之相対的，間隔層的厚度為3. O 5. Onm時(shí)，450 500nm和600nm付近見到波峰，因此通過使得間隔層的厚度為3. O 5. Onm，可確認(rèn)顏色再現(xiàn)性良好。尤其是為4. Onm時(shí)，清楚地看到450 500nm付近和600nm付近的波峰，可知能獲得特別完美的白色發(fā)光。進(jìn)ー步的，對發(fā)光效率、電カ效率、色度、平均顯色評分(Ra)、和外部量子效率也進(jìn)行比較。發(fā)光效率、電カ效率、色度、平均顯色評分(Ra)、外部量子效率通過浜松光子株式會(huì)社制造的絕對量子效率測定裝置進(jìn)行測定。其結(jié)果如表I所示。
表I
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)電場發(fā)光元件，其具有相互隔離配置的陽極和陰極；在所述陽極和所述陰極之間相互分離而配置的、所述陽極側(cè)的紅色緑色發(fā)光層和所述陰極側(cè)的藍(lán)色發(fā)光層；以及配置在所述紅色緑色發(fā)光層與所述藍(lán)色發(fā)光層之間的、防止能量從所述藍(lán)色發(fā)光層向所述紅色綠色發(fā)光層移動(dòng)的、由空穴傳輸性材料構(gòu)成的間隔層，其特征在干， 所述紅色緑色發(fā)光層包括具有空穴傳輸性的主材料、紅色磷光發(fā)光材料和緑色磷光發(fā)光材料，所述藍(lán)色發(fā)光層包括具有電子傳輸性的主材料和藍(lán)色熒光發(fā)光材料； 所述紅色磷光發(fā)光材料和所述綠色磷光發(fā)光材料的HOMO與所述間隔層中的所述空穴傳輸性材料的HOMO大致為同樣能量等級， 所述間隔層中的所述空穴傳輸性材料的H0M0-LUM0間的能隙比所述藍(lán)色熒光發(fā)光材料的H0M0-LUM0間的能隙大， 所述間隔層的厚度為3 5nm。
2.如權(quán)利要求I所述的有機(jī)電場發(fā)光元件，其特征在于，所述綠色磷光發(fā)光材料和所述紅色磷光發(fā)光材料的HOMO與所述間隔層中所述空穴傳輸性材料的HOMO的能量差為±0. 3eV以內(nèi)，所述間隔層中空穴傳輸性材料的H0M0-LUM0間的能隙為2. 7eV以上。
3.如權(quán)利要求I所述的有機(jī)電場發(fā)光元件，其特征在于，所述紅色緑色發(fā)光層中，所述紅色磷光發(fā)光材料和所述綠色磷光材料合計(jì)占20 40重量％。
4.一種有機(jī)電場發(fā)光元件，其特征在于，其具有相互分離配置的陽極和陰極；在所述陽極和所述陰極之間相互分離配置的、所述陽極側(cè)的紅色緑色發(fā)光層和所述陰極側(cè)的藍(lán)色發(fā)光層；以及配置在所述紅色緑色發(fā)光層與藍(lán)色發(fā)光層之間的、防止能量從所述藍(lán)色發(fā)光層向所述紅色綠色發(fā)光層移動(dòng)的、由電子傳輸性材料構(gòu)成的間隔層，其特征在干， 所述紅色緑色發(fā)光層包括具有空穴傳輸性的主材料、紅色磷光發(fā)光材料和緑色磷光發(fā)光材料，所述藍(lán)色發(fā)光層包括具有電子傳輸性的主材料和藍(lán)色熒光發(fā)光材料； 所述藍(lán)色發(fā)光材料中具有所述電子傳輸性的主材料的LUMO與所述間隔層中的所述電子傳輸性材料的LUMO大致為同樣能量等級， 所述間隔層中所述電子傳輸性材料的H0M0-LUM0間的能隙比所述藍(lán)色熒光發(fā)光材料的H0M0-LUM0間的能隙大， 所述間隔層的厚度為3 5nm。
5.如權(quán)利要求4所述的有機(jī)電場發(fā)光元件，其特征在干，所述藍(lán)色發(fā)光層中所述具有電子傳輸性的主材料的LUMO與所述間隔層中所述電子傳輸性材料的LUMO的能量差為±0. 3eV以內(nèi)，所述間隔層中電子傳輸性材料的H0M0-LUM0間的能隙為2. 7eV以上。
6.如權(quán)利要求4所述的有機(jī)電場發(fā)光元件，其特征在于，所述藍(lán)色發(fā)光層中，所述藍(lán)色熒光發(fā)光材料占20 40重量％。
7.—種顯示裝置，其特征在于，其具有如權(quán)利要求I或4所述的有機(jī)電場發(fā)光元件。
8.ー種照明裝置，其特征在于，其具有如權(quán)利要求I或4所述的有機(jī)電場發(fā)光元件。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施方式涉及一種有機(jī)電場發(fā)光元件以及使用該有機(jī)電場發(fā)光元件的顯示裝置和照明裝置。在藍(lán)色發(fā)光層采用熒光發(fā)光材料，紅色綠色發(fā)光層采用磷光發(fā)光材料的有機(jī)電場發(fā)光元件中，可獲得高發(fā)光效率的白色光。根據(jù)實(shí)施方式，提供一種具有陽極(12)和陰極(17)、配置在所述陽極(12)和所述陰極(17)之間的、所述陽極(12)側(cè)的紅色綠色發(fā)光層(14a)和所述陰極(17)側(cè)的藍(lán)色發(fā)光層(14c)、以及配置在所述紅色綠色發(fā)光層(14a)和所述藍(lán)色發(fā)光層(14c)之間的間隔層(14b)的有機(jī)電場發(fā)光元件(10)。
文檔編號C09K11/06GK102694127SQ20111026326
公開日2012年9月26日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者小野富男, 榎本信太郎, 澤部智明, 金子高志, 青野伸二郎, 高須勛 申請人:株式會(huì)社東芝