發(fā)光元件、發(fā)光裝置、電子設(shè)備及照明裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種發(fā)光元件，其中在一對(duì)電極之間夾有通過(guò)施加電場(chǎng)來(lái) 供應(yīng)發(fā)光的有機(jī)化合物，另外，也涉及一種包括這種發(fā)光元件的發(fā)光裝置、電子設(shè)備以及照 明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 具有薄型輕量、高速響應(yīng)性及直流低電壓驅(qū)動(dòng)等的特征的使用有機(jī)化合物作為發(fā) 光體的發(fā)光元件被期待應(yīng)用于下一代平板顯示器。一般認(rèn)為尤其是將發(fā)光元件配置為矩陣 狀的顯示裝置與現(xiàn)有的液晶顯示裝置相比具有視角寬且可見度優(yōu)異的優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 發(fā)光元件被認(rèn)為具有如下發(fā)光機(jī)理：當(dāng)在一對(duì)電極之間夾著包含發(fā)光物質(zhì)的EL 層并對(duì)該一對(duì)電極施加電壓時(shí)，從陰極注入的電子和從陽(yáng)極注入的空穴在EL層的發(fā)光中 心中被激發(fā)，該激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)釋放出能量而發(fā)光。使用有機(jī)化合物作為發(fā)光物質(zhì)的 情況下產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)是單重激發(fā)態(tài)及三重激發(fā)態(tài)。來(lái)自單重激發(fā)態(tài)（S1)的發(fā)光被稱為熒 光，而來(lái)自三重激發(fā)態(tài)（T1)的發(fā)光被稱為磷光。發(fā)光元件中的激發(fā)態(tài)的統(tǒng)計(jì)生成比率被認(rèn) 為是S1:I\= 1:3。
[0004] 因此，通過(guò)發(fā)光元件的EL層包含主體材料和客體材料（磷光化合物），發(fā)光元件可 以具有不僅利用熒光發(fā)光還利用磷光發(fā)光的元件結(jié)構(gòu)，且可以提高元件特性（例如，參照 專利文獻(xiàn)1)。
[0005] 另外，EL層包括空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層、電子注入層等，并 且至少包括發(fā)光層。注意，已對(duì)這些層展開了適于各層功能的材料的開發(fā)，由此元件特性得 到提高（例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
[0006][參考文獻(xiàn)]
[0007][專利文獻(xiàn)1]
[0008][專利文獻(xiàn)1]日本專利申請(qǐng)公開2010-182699號(hào)公報(bào)[0009][專利文獻(xiàn)2]日本專利申請(qǐng)公開2001-261680號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 為了提高發(fā)光元件的元件特性，提高對(duì)發(fā)光層的載流子注入性是非常重要，因?yàn)?可以提高發(fā)光效率。注意，在發(fā)光層包含主體材料及客體材料的情況下，可以認(rèn)為主體材料 的最高占據(jù)分子軌道（highestoccupiedmolecularorbital)能級(jí)（以下稱為HOMO能級(jí)） 和客體材料的HOMO能級(jí)的大小關(guān)系會(huì)影響對(duì)發(fā)光層的載流子（空穴）注入性。這是因?yàn)?在主體材料的HOMO能級(jí)顯著低于客體材料的HOMO能級(jí)的情況下，空穴在發(fā)光層的陽(yáng)極一 側(cè)的界面處由客體材料選擇性地被俘獲而難以擴(kuò)散到整個(gè)發(fā)光層。因此，優(yōu)選的是用于發(fā) 光層的主體材料的HOMO能級(jí)與跟主體材料一起使用的客體材料的HOMO能級(jí)之間的差小， 并且用于發(fā)光層的主體材料具有高三重激發(fā)態(tài)能級(jí)（T1能級(jí)）。通過(guò)組合上述主體材料和 客體材料，發(fā)光層中的載流子平衡良好，因此提供具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件。
[0011] 在用于發(fā)光層的客體材料具有高HOMO能級(jí)的情況下，跟客體材料一起使用的主 體材料也優(yōu)選隨其具有高HOMO能級(jí)。但是，在發(fā)射藍(lán)色光等短波長(zhǎng)的磷光發(fā)光的客體材料 的情況下，當(dāng)HOMO能級(jí)高時(shí)，T1能級(jí)也隨HOMO能級(jí)變高。因此滿足上述兩者的條件的材 料的使用被認(rèn)為有利于提高發(fā)光效率。鑒于上述情況，對(duì)即使在與現(xiàn)有的主體材料相比具 有高HOMO能級(jí)及高T1能級(jí)的情況下也可以在廣的范圍選擇作為客體材料的磷光化合物的 主體材料，利用量子化學(xué)計(jì)算進(jìn)行計(jì)算并對(duì)適用于發(fā)射磷光的發(fā)光元件的發(fā)光層的主體材 料的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行研討。
[0012] 在分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，通過(guò)提高分子中的電子密度可以提高HOMO能級(jí)。但是，當(dāng) 為了提高電子密度而導(dǎo)入胺結(jié)構(gòu)等時(shí)，共軛會(huì)在分子中擴(kuò)展而容易使T1能級(jí)變低。鑒于上 述情況，通過(guò)在分子中還引入五元環(huán)，提高電子密度，而將HOMO能級(jí)保持為高的同時(shí)，將T1 能級(jí)保持為尚。
[0013] 由此可知，用于發(fā)射磷光的發(fā)光元件的發(fā)光層的主體材料的最優(yōu)結(jié)構(gòu)是使用如下 通式（G1)所示的包含五元環(huán)的物質(zhì)，其中為了提高電子密度通過(guò)在分子中引入多個(gè)五元 環(huán)來(lái)提高HOMO能級(jí)及T1能級(jí)。
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種發(fā)光裝置，包括： 一對(duì)電極；以及 所述一對(duì)電極之間的層，所述層包括通式（Gl)所示的化合物和磷光化合物，
其中： 所述化合物的HOMO能級(jí)與所述磷光化合物的HOMO能級(jí)之間的差低于或等于0. 3eV， α1至α 3獨(dú)立地表示取代或未取代的亞苯基或者取代或未取代的聯(lián)苯二基， Ar1至Ar 3獨(dú)立地表示取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的 嘧啶基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的苯并（9, 10)菲基和 取代或未取代的菲基中的任一個(gè)，以及 1. m、η獨(dú)立地為0或1。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述化合物以結(jié)構(gòu)式（100)、（104)和（108) 中的彳干一個(gè)表示
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述磷光化合物為有機(jī)金屬配合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中所述磷光化合物包含銥。
5. -種包括權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置的電子設(shè)備。
6. -種包括權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置的照明裝置。
7. -種發(fā)光裝置，包括： 一對(duì)電極； 所述一對(duì)電極之間的第一層，所述第一層包括通式（Gl)所示的第一化合物；以及 與所述第一層接觸的第二層，所述第二層包括所述通式（Gl)所示的第二化合物和磷 光化合物，
其中： 所述第二化合物的HOMO能級(jí)與所述磷光化合物的HOMO能級(jí)之間的差低于或等于 0· 3eV， α1至α 3獨(dú)立地表示取代或未取代的亞苯基或者取代或未取代的聯(lián)苯二基， Ar1至Ar 3獨(dú)立地表示取代或未取代的苯基、取代或未取代的吡啶基、取代或未取代的 嘧啶基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的苯并（9, 10)菲基和 取代或未取代的菲基中的任一個(gè)，以及 I、 m、η獨(dú)立地為0或1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其中所述第一化合物與所述第二化合物不同。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其中所述第一化合物和所述第二化合物中的至少 一個(gè)以結(jié)構(gòu)式（100)、（104)和（108)中的任一個(gè)表示 ' f ，
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10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其中所述磷光化合物為有機(jī)金屬配合物。 II. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其中所述磷光化合物包含銥。
12. -種包括權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置的電子設(shè)備。
13. -種包括權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置的照明裝置。
【專利摘要】本發(fā)明的目的之一是提供一種將對(duì)發(fā)光層的空穴注入性提高的發(fā)射磷光并且具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件。該發(fā)光元件的發(fā)光層包含以下面通式(G1)表示的第一有機(jī)化合物和為磷光化合物的第二有機(jī)化合物。第一有機(jī)化合物的HOMO能級(jí)與第二有機(jī)化合物的HOMO能級(jí)之間的差低于或等于0.3eV。
【IPC分類】H01L51-50, H05B33-12, C09K11-06
【公開號(hào)】CN104641484
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380048942
【發(fā)明人】中山智則, 高須貴子, 下垣智子, 尾坂晴惠, 濱田俊樹
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所
【公開日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2013年9月13日
【公告號(hào)】US20140084273, WO2014046221A1