專利名稱：有機(jī)發(fā)光層材料、使用有機(jī)發(fā)光層材料的有機(jī)發(fā)光層形成用涂布液、使用有機(jī)發(fā)光層形成 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)發(fā)光層材料、使用有機(jī)發(fā)光層材料的有機(jī)發(fā)光層形成用涂布液、使用有機(jī)發(fā)光層形成用涂布液的有機(jī)發(fā)光元件以及使用有機(jī)發(fā)光元件的光源裝置。
背景技術(shù)：
迄今為止，作為具有單層發(fā)光層的有機(jī)白色發(fā)光元件，是在電極間插入了單層發(fā)光層的有機(jī)EL元件，所述單層發(fā)光層包含至少含有(a)聚合物和(b)形成發(fā)光中心的化合物的組合物，所述組合物中電子傳輸性和空穴傳輸性具有良好的平衡，所述聚合物自身的發(fā)光顏色表現(xiàn)為藍(lán)色或者比其更短的波長，所述形成發(fā)光中心的化合物兩種以上以在所述聚合物中分子分散的狀態(tài)存在，各個(gè)形成發(fā)光中心的化合物分別單獨(dú)地發(fā)光，將所述形成發(fā)光中心的化合物兩種以上組合使用而使得有機(jī)EL元件整體的發(fā)光顏色呈現(xiàn)白色光，具有上述特征的單層型白色發(fā)光有機(jī)EL元件由專利文獻(xiàn)I報(bào)道?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :特開平9-63770號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題對(duì)于以往的有機(jī)發(fā)光元件，存在多種不同顏色的摻雜劑不發(fā)生相分離、難以容易地進(jìn)行摻雜劑量的控制的問題。本發(fā)明的目的是提供能夠容易地進(jìn)行摻雜劑量的控制的有機(jī)發(fā)光層材料、使用有機(jī)發(fā)光層材料的有機(jī)發(fā)光層形成用涂布液、使用有機(jī)發(fā)光層形成用涂布液的有機(jī)發(fā)光元件、使用有機(jī)發(fā)光元件的光源裝置以及有機(jī)發(fā)光元件的制造方法。用于解決問題的手段用于解決上述問題的本發(fā)明的特征如下所述。(I)有機(jī)發(fā)光元件，其具有上部電極、下部電極以及設(shè)置在所述上部電極和所述下部電極之間的發(fā)光層，所述發(fā)光層含有主體、第一摻雜劑和第二摻雜劑，所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同，所述第一摻雜劑為藍(lán)色摻雜劑或綠色摻雜劑，所述第一摻雜劑中含有第一官能團(tuán)，所述第一官能團(tuán)使得所述第一摻雜劑向所述發(fā)光層的存在所述上部電極的一側(cè)的表面移動(dòng)。(2)有機(jī)發(fā)光元件，其中在上述(I)中，所述第一官能團(tuán)選自氟烷基、全氟烷基、烷基(C數(shù)為10以上)、全氟聚醚基以及甲硅烷氧基中的一種以上。(3)有機(jī)發(fā)光元件，其中在上述(2)中，所述第一摻雜劑為下述式I表示的銥配合
(式中Xl表示含N的芳香族雜環(huán)，X2表示芳香族烴環(huán)或者芳香族雜環(huán)，X3表示乙酰丙酮根衍生物、甲基吡啶根衍生物或者四吡唑基硼酸根衍生物。Yi表示所述第一官能團(tuán)。)(4)有機(jī)發(fā)光元件，其中在上述(I)中，所述第二摻雜劑中含有第二官能團(tuán)，所述第二官能團(tuán)使得所述第二摻雜劑向所述發(fā)光層的存在所述下部電極的一側(cè)的表面移動(dòng)。(5)有機(jī)發(fā)光元件，其中在上述(4)中，所述第二官能團(tuán)選自-OH、-SH、-C00H、-S03H、I、Br、Cl、F、SCN、CN、NH2、NO2 以及聯(lián)吡啶基中的一種以上。(6)有機(jī)發(fā)光元件，其中在上述(4)中，在所述下部電極和所述發(fā)光層之間設(shè)置空穴傳輸層，所述第二官能團(tuán)選自苯氨基、噁唑基、咔唑基以及腙結(jié)構(gòu)部分中的一種以上。( 7)有機(jī)發(fā)光元件，其中在上述(I)中，所述發(fā)光層中含有第三摻雜劑，所述第三摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色以及所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同。(8)有機(jī)發(fā)光元件，其中在上述(I)中，在所述第二摻雜劑為藍(lán)色摻雜劑或綠色摻雜劑的情況下，所述藍(lán)色摻雜劑的最低未占軌道能量的絕對(duì)值大于所述綠色摻雜劑的最低未占軌道能量的絕對(duì)值。( 9 )有機(jī)發(fā)光兀件,其中在上述(I)中，在所述發(fā)光層的膜厚方向上，所述第一摻雜劑的濃度達(dá)到峰值的位置相對(duì)于所述發(fā)光層的中央存在于所述上部電極一側(cè)，在所述發(fā)光層的膜厚方向上，從所述第一摻雜劑的濃度達(dá)到峰值的位置向所述下部電極一側(cè)，所述第一摻雜劑的濃度單調(diào)降低。(10)有機(jī)發(fā)光元件，其中在上述(4)中，在所述發(fā)光層的膜厚方向上，所述第二摻雜劑的濃度達(dá)到峰值的位置相對(duì)于所述發(fā)光層的中央存在于所述下部電極一側(cè)，在所述發(fā)光層的膜厚方向上，從所述第二摻雜劑的濃度達(dá)到峰值的位置向所述上部電極一側(cè)，所述第二摻雜劑的濃度單調(diào)降低。(11)發(fā)光層形成用涂布液，它是用于上述(I)的有機(jī)發(fā)光元件的發(fā)光層形成用涂布液，該發(fā)光層形成用涂布液含有溶劑、所述主體、所述第一摻雜劑以及所述第二摻雜劑。( 12)發(fā)光層形成用材料，它是用于上述(I)的有機(jī)發(fā)光元件的發(fā)光層形成用材料，該發(fā)光層形成用材料含有所述主體、所述第一摻雜劑以及所述第二摻雜劑。(13)具備上述(I)的權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件的光源裝置。(14)有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，它是具有上部電極、下部電極以及設(shè)置在所述上部電極和所述下部電極之間的發(fā)光層的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，所述發(fā)光層含有主體、第一摻雜劑和第二摻雜劑，所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同，所述第一摻雜劑為藍(lán)色摻雜劑或綠色摻雜劑，所述第一摻雜劑中含有第一官能團(tuán)，所述第一官能團(tuán)使得所述第一摻雜劑向所述上部電極一側(cè)移動(dòng)，所述發(fā)光層通過涂布法制作。
(15)有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中在上述(14)中所述發(fā)光層中含有第三摻雜劑，所述第三摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色以及所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同，所述第一摻雜劑、所述第二摻雜劑和所述第三摻雜劑為紅色摻雜劑、綠色摻雜劑和藍(lán)色摻雜劑的任一種，所述紅色摻雜劑固形分的濃度不足10wt%，所述綠色摻雜劑固形分的濃度不足10wt%，所述藍(lán)色摻雜劑固形分的濃度為10wt%以上30wt%以下。發(fā)明的效果通過本發(fā)明，可以提供能容易進(jìn)行摻雜劑量的控制的有機(jī)發(fā)光層材料、使用有機(jī)發(fā)光層材料的有機(jī)發(fā)光層形成用涂布液、使用有機(jī)發(fā)光層形成用涂布液的有機(jī)發(fā)光元件、使用有機(jī)發(fā)光元件的光源裝置以及有機(jī)發(fā)光元件的制造方法。上述以外的問題、結(jié)構(gòu)和效果通過以下實(shí)施方案的說明而呈現(xiàn)。


[圖I]
[圖2]
[圖3]
[圖4]
[圖5]
[圖6]
[圖7]
[圖8]
[圖9]
本發(fā)明的有機(jī)發(fā)光元件的一個(gè)實(shí)施方案的剖面圖。
有機(jī)發(fā)光元件中的各材料的能級(jí)圖。
有機(jī)發(fā)光元件中的各材料的能級(jí)圖。
有機(jī)發(fā)光元件中的各材料的能級(jí)圖。
有機(jī)發(fā)光元件中的各材料的能級(jí)圖。
有機(jī)白色發(fā)光元件中的各材料的能級(jí)圖。
有機(jī)白色發(fā)光元件中的各材料的能級(jí)圖。
本發(fā)明的光源裝置的一個(gè)實(shí)施方案的剖面圖。
示出構(gòu)成本發(fā)明的混合膜內(nèi)的各摻雜劑的膜厚方向的濃度分布。
具體實(shí)施例方式下面，通過附圖等詳細(xì)說明本發(fā)明。下面的記載示出本申請(qǐng)發(fā)明的內(nèi)容的具體實(shí)例，本申請(qǐng)發(fā)明不限于這些記載，在本說明書中公開的技術(shù)思想的范圍內(nèi)，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行各種變更和修改。對(duì)于以往的涂布法制作的有機(jī)發(fā)光元件，為了抑制從藍(lán)色摻雜劑的能量傳遞，綠色摻雜劑濃度為O. 02摩爾％，紅色摻雜劑濃度為O. 02摩爾％和O. 015摩爾％，非常的低，摻雜劑的濃度控制困難。此外，由于各摻雜劑之間的能量傳遞、發(fā)光區(qū)域的載荷子封閉不充分等原因，得不到充分的發(fā)光效率。圖I是本發(fā)明的一種實(shí)施方案涉及的有機(jī)發(fā)光元件的剖面圖。該有機(jī)發(fā)光元件具有上部電極12、下部電極11和有機(jī)層13。從圖I的下側(cè)起按基板10、下部電極11、有機(jī)層
13、上部電極12的順序設(shè)置，圖I的有機(jī)發(fā)光元件是從下部電極11 一側(cè)將發(fā)光層3的發(fā)光引出的底部發(fā)光型。下部電極11是作為陽極的透明電極，上部電極12是作為陰極的反射電極。需要說明的是，如果上部電極12為陰極、下部電極11為陽極，也可以為以上部電極12為透明電極的頂部發(fā)光型的元件結(jié)構(gòu)?；?0和下部電極11、下部電極11和有機(jī)層13、有機(jī)層13和上部電極12分別可以接合，也可以有其它層介于各層之間。作為其它層，列舉無機(jī)的緩沖層或注入層等。作為緩沖層，列舉氧化釩、氧化鑰、氧化鎢等。有機(jī)層13可以為僅有發(fā)光層3的單層結(jié)構(gòu)，或者也可以為含有電子注入層9、電子傳輸層8、空穴傳輸層2以及空穴注入層I中的任何一層以上的多層結(jié)構(gòu)。電子注入層9和電子傳輸層8、電子傳輸層8和發(fā)光層3、發(fā)光層3和空穴傳輸層2、空穴傳輸層2和空穴注入層I分別可以接合，也可以有上述的其它層介于各層之間。圖I的有機(jī)發(fā)光元件中通過配備驅(qū)動(dòng)電路和框體等而成為光源裝置。圖8是本發(fā)明的光源裝置的一種實(shí)施方案的剖面圖。圖8是從存在上部電極12的一側(cè)將發(fā)光引出的頂部發(fā)光型的有機(jī)發(fā)光兀件。在圖8中，在基板10上將下部電極11、第一圍堰104、第二圍堰105、有機(jī)層13、上部電極12、樹脂層106、密封基板107、光引出層108按上述順序設(shè)置。在底部發(fā)光型的有機(jī)發(fā)光元件的情況下，光引出層108設(shè)置在相對(duì)于基板10不存在有機(jī)層13的一側(cè)。第一圍堰104呈現(xiàn)正向錐形，起到圖案化的下部電極11的邊緣的罩的作用。第二圍堰105呈現(xiàn)反向錐形，具有將相鄰元件的有機(jī)層13和上部電極12分離的作用。第一圍堰104和第二圍堰105可以使用聚酰亞胺樹脂、丙烯酸系樹脂酚醛清漆樹脂、酚醛樹脂等各種樹脂。第一圍堰104和第二圍堰105的形成是通過涂布形成有機(jī)層13后使用給定的光掩模進(jìn)行顯影曝光。在第一圍堰104和第二圍堰105的表面施加疏水性處理。例如,通過在第一圍堰104和第二圍堰105的表面進(jìn)行氟系氣體的等離子體處理將第一圍堰104和第二圍堰105的表面氟化而進(jìn)行疏水性處理。樹脂層106和密封基板107具有防止作為有機(jī)發(fā)光元件的劣化因素的氣體或水分侵入的作用。通過使用光引出層108，可以將發(fā)光層3發(fā)出的光高效率地弓I出。發(fā)光層3含有主體4和摻雜劑。所謂發(fā)光層3，是從上部電極12、下部電極11、電子傳輸層8或者空穴傳輸層2注入的電子和空穴復(fù)合而發(fā)光的層。發(fā)光的部分可以是發(fā)光層3的層內(nèi)，也可以是發(fā)光層3與鄰接發(fā)光層3的層的界面。作為摻雜劑，可以使用熒光化合物、磷光化合物。摻雜劑包含紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7。發(fā)光層3的形成用材料包含主體4、紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7。作為發(fā)光層3的形成用材料，也可以是含有主體4、紅色摻雜劑5和藍(lán)色摻雜劑7的。作為發(fā)光層3的形成用材料，也可以是含有主體4、紅色摻雜劑5和綠色摻雜劑6的。作為發(fā)光層3的形成用材料，也可以是含有主體4、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7的。紅色摻雜劑5的發(fā)光顏色、綠色摻雜劑6的發(fā)光顏色和藍(lán)色摻雜劑7的發(fā)光顏色不同。所謂“發(fā)光顏色不同”指的是在各摻雜劑的PL光譜中顯示出最大強(qiáng)度的波長是不同的。在發(fā)光層3內(nèi)各摻雜劑材料偏于各區(qū)域而存在，形成仿層積結(jié)構(gòu)。<相分離>有機(jī)LED的制造方法大致分為真空蒸鍍法和涂布法。其中，涂布法存在容易大面積成膜、材料的利用效率高等優(yōu)點(diǎn)。為了使用涂布法，有必要使得有機(jī)LED的層數(shù)少，要求發(fā)光層為單層。為了通過單層的發(fā)光層進(jìn)行白色發(fā)光而將紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7混合的情況下，周圍存在不同顏色的摻雜劑。激發(fā)能量以一定的概率向相鄰的分子傳遞。例如，在與藍(lán)色摻雜劑7相鄰地存在綠色摻雜劑6或紅色摻雜劑5的情況下，激發(fā)能量從藍(lán)色摻雜劑7傳遞到綠色摻雜劑6或紅色摻雜劑5的低能量一側(cè)，白色發(fā)光變得困難。激發(fā)能量的傳遞在單層的發(fā)光層中含有三色的摻雜劑的情況下、含有二色的摻雜劑的情況下均能夠發(fā)生。例如，在單層的發(fā)光層中存在綠色摻雜劑6和紅色摻雜劑5的情況下，發(fā)生從綠色摻雜劑6向能量低的紅色摻雜劑5的能量傳遞，白色發(fā)光變得困難。因此，通過在發(fā)光層內(nèi)使各摻雜劑自發(fā)地相分離而使得低能量的摻雜劑不相鄰，在涂布型的有機(jī)白色發(fā)光元件中高效率的白色發(fā)光也成為可能。在該情況下，在高的摻雜劑濃度下也能夠得到白色發(fā)光。作為自發(fā)地進(jìn)行相分離的方法，在本發(fā)明的一種實(shí)施方案中，將合適的官能團(tuán)添加于各發(fā)光摻雜劑。下面，在圖2至圖7中，主體4、紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7的最高已占軌道(HOMO)和最低未占軌道(LUMO)如下所述。HOMO能量通過光電子分光法測(cè)定。此外，LUMO能量通過從吸收光譜求出H0M0-LUM0的能量差的方法或者用逆光電子分光法直接測(cè)定的方法進(jìn)行測(cè)定。對(duì)于LUM0，從小的開始為綠色摻雜劑6、主體4、藍(lán)色摻雜劑7、紅色摻雜劑5的順序。對(duì)于Η0Μ0，從小的開始為紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6、藍(lán)色摻雜劑7、主體4的順序。但是，各分子的HOMO和LUMO不限于以上所述。<紅色摻雜劑和綠色摻雜劑的層構(gòu)造>考慮紅色摻雜劑5和綠色摻雜劑6自發(fā)地發(fā)生相分離、形成圖2所示的仿層積結(jié)構(gòu)的情況。通過調(diào)整紅色摻雜劑5和綠色摻雜劑6的PL光譜的最大強(qiáng)度而得到白色光。發(fā)光層3中含有主體4、紅色摻雜劑5和綠色摻雜劑6。綠色摻雜劑6中含有使得綠色摻雜劑6向發(fā)光層3的存在電子傳輸層8 (上部電極12)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。紅色摻雜劑5中含有使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。在紅色摻雜劑5的濃度足夠低的情況下，也可以紅色摻雜劑5中不含使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。通過在紅色摻雜劑5中含有使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)，摻雜劑的濃度控制變得容易。此外，考慮紅色摻雜劑5和綠色摻雜劑6的最高已占軌道(HOMO)和最低未占軌道(LUMO)能量按圖2所示規(guī)定的情況。將紅色摻雜劑5的濃度降低到摻雜劑能級(jí)間的跳躍傳導(dǎo)變少的程度。為此，紅色摻雜劑5區(qū)域的電子遷移率和空穴遷移率與綠色摻雜劑7區(qū)域相比變低。從電子傳輸層8向發(fā)光層3注入的電子在主體4的LUMO能級(jí)跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。由于紅色摻雜劑5區(qū)域的電子遷移率與綠色摻雜劑6區(qū)域的電子遷移率相比較小，電子在綠色摻雜劑6區(qū)域和紅色摻雜劑5區(qū)域的邊界附近累積。另一方面，空穴從空穴傳輸層2向主體4的HOMO能級(jí)注入，在空穴4的HOMO能級(jí)間跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。從紅色摻雜劑5區(qū)域傳播來的空穴進(jìn)入綠色摻雜劑6的HOMO能級(jí)，通過與電子復(fù)合而發(fā)出綠色的光。此外，通過復(fù)合生成的激子經(jīng)擴(kuò)散移動(dòng)到紅色摻雜劑5區(qū)域，而發(fā)出紅色的光。傳播到紅色摻雜劑5區(qū)域的電子在紅色摻雜劑5區(qū)域與空穴復(fù)合而發(fā)出紅色的光。通過以上所述，可以容易地進(jìn)行摻雜劑量的控制。此外，通過使載荷子在Tl能量最高的摻雜劑區(qū)域封閉復(fù)合，可以實(shí)現(xiàn)高效率的有機(jī)發(fā)光元件?！醇t色摻雜劑和藍(lán)色摻雜劑的層構(gòu)造〉考慮紅色摻雜劑5和藍(lán)色摻雜劑7自發(fā)地發(fā)生相分離、形成圖3所示的仿層積結(jié)構(gòu)的情況。通過調(diào)整紅色摻雜劑5和藍(lán)色摻雜劑7的PL光譜的最大強(qiáng)度而得到白色光。發(fā)光層3中含有主體4、紅色摻雜劑5和藍(lán)色摻雜劑7。藍(lán)色摻雜劑7中含有使得藍(lán)色摻雜劑7向發(fā)光層3的存在電子傳輸層8 (上部電極12)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。紅色摻雜劑5中含有使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。也可以紅色摻雜劑5中不含使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。通過在紅色摻雜劑5中含有使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)，摻雜劑的濃度控制變得更加容易。此外，考慮紅色摻雜劑5和藍(lán)色摻雜劑7的最高已占軌道(HOMO)和最低未占軌道(LUMO)能量按圖3所示規(guī)定的情況。將紅色摻雜劑5的濃度降低到摻雜劑能級(jí)間的跳躍傳導(dǎo)變少的程度。為此，紅色摻雜劑5區(qū)域的電子遷移率和空穴遷移率與藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域的電子遷移率和空穴遷移率相比變低。在發(fā)光層3中的存在電子傳輸層8的一側(cè)以適當(dāng)?shù)臐舛群兴{(lán)色摻雜劑7的情況下(例如，相對(duì)于主體4重量百分比為10%以上)，從電子傳輸層8向發(fā)光層3注入的電子在藍(lán)色摻雜劑7的LUMO能級(jí)跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。由于紅色摻雜劑5區(qū)域的電子遷移率與藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域相比較小，電子在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域和紅色摻雜劑5區(qū)域的邊界附近累積。另一方面，空穴從空穴傳輸層2向主體4的HOMO能級(jí)注入，在主體4的HOMO能級(jí)間跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。從紅色摻雜劑5區(qū)域傳播來的空穴進(jìn)入藍(lán)色摻雜劑7的HOMO能級(jí)，通過與電子復(fù)合而發(fā)出藍(lán)色的光。此外，通過復(fù)合生成的激子經(jīng)擴(kuò)散移動(dòng)到紅色摻雜劑5區(qū)域，而發(fā)出紅色的光。傳播到紅色摻雜劑5區(qū)域的電子在紅色摻雜劑5區(qū)域與空穴復(fù)合而發(fā)出紅色的光。通過以上所述，可以容易地進(jìn)行摻雜劑量的控制。此外，各種顏色的發(fā)光效率變高，可以提高發(fā)光元件的發(fā)光效率。此外，通過簡易的構(gòu)造得到良好色度的白色。<綠色摻雜劑和藍(lán)色摻雜劑的層構(gòu)造1>考慮綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7自發(fā)地發(fā)生相分離、形成圖4所示的仿層積結(jié)構(gòu)的情況。通過調(diào)整綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7的PL光譜的最大強(qiáng)度而得到白色光。發(fā)光層3中含有主體4、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7。藍(lán)色摻雜劑7中含有使得藍(lán)色摻雜劑7向發(fā)光層3的存在電子傳輸層8 (上部電極12)的一側(cè)的表面移動(dòng)的取代基。綠色摻雜劑6中含有使得綠色摻雜劑6向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。也可以綠色摻雜劑6中不含使得綠色摻雜劑6向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。通過在綠色摻雜劑6中含有使得綠色摻雜劑6向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)，摻雜劑的濃度控制變得更加容易。此外，考慮綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7的最高已占軌道(HOMO)和最低未占軌道(LUMO)能量按圖3所示規(guī)定的情況。在發(fā)光層3中的存在電子傳輸層8的一側(cè)以適當(dāng)?shù)臐舛群兴{(lán)色摻雜劑7的情況下(例如，相對(duì)于主體4重量百分比為10%以上)，從電子傳輸層8向發(fā)光層3注入的電子在藍(lán)色摻雜劑7的LUMO能級(jí)跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。由于綠色摻雜劑6的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值比藍(lán)色摻雜劑7的LUMO能級(jí)小，成為對(duì)電子的壁壘。由此，可以將電子封閉于藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域。另一方面，空穴從空穴傳輸層2向主體4的HOMO能級(jí)注入，在空穴4的HOMO能級(jí)間跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。從綠色摻雜劑6區(qū)域傳播來的空穴進(jìn)入藍(lán)色摻雜劑7的HOMO能級(jí)，通過與電子復(fù)合而發(fā)出藍(lán)色的光。此外，通過復(fù)合生成的激子經(jīng)擴(kuò)散移動(dòng)到綠色摻雜劑6區(qū)域，而發(fā)出綠色的光。傳播到綠色摻雜劑6區(qū)域的電子在綠色摻雜劑6區(qū)域與空穴復(fù)合而發(fā)出綠色的光。通過以上所述，可以容易地進(jìn)行摻雜劑量的控制。此外，各種顏色的發(fā)光效率變聞，可以提聞?dòng)袡C(jī)發(fā)光兀件的發(fā)光效率。此外，可以提聞發(fā)光層3所含的綠色慘雜劑6和監(jiān)色摻雜劑7的濃度。<綠色摻雜劑和藍(lán)色摻雜劑的層構(gòu)造2>考慮綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7自發(fā)地發(fā)生相分離、形成圖5所示的仿層積結(jié)構(gòu)的情況。通過調(diào)整綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7的PL光譜的最大強(qiáng)度而得到白色光。發(fā)光層3中含有主體4、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7。藍(lán)色摻雜劑6中含有使得綠色摻雜劑6向發(fā)光層3的存在電子傳輸層8 (上部電極12)的一側(cè)的表面移動(dòng)的取代基。藍(lán)色摻雜劑7中含有使得藍(lán)色摻雜劑7向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。也可以藍(lán)色摻雜劑7中不含使得藍(lán)色摻雜劑7向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。通過在藍(lán)色摻雜劑7中含有使得藍(lán)色摻雜劑7向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)，摻雜劑的濃度控制變得更加容易。考慮綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7的最高已占軌道(HOMO)和最低未占軌道(LUMO)能量按圖5所示規(guī)定的情況。在綠色摻雜劑6的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值比主體4的LUMO能級(jí)小的情況下，對(duì)電子的俘獲性變低。從電子傳輸層8向發(fā)光層3注入的電子在主體4的LUMO能級(jí)跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。對(duì)于藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域，電子在藍(lán)色摻雜劑7的LUMO能級(jí)間跳躍傳導(dǎo)。另一方面，空穴從空穴傳輸層2向藍(lán)色摻雜劑7的HOMO能級(jí)注入，在藍(lán)色摻雜劑7的HOMO能級(jí)間跳躍傳播。由于綠色摻雜劑6的空穴遷移率比藍(lán)色摻雜劑7的空穴遷移率小，空穴封閉在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域。由此，在藍(lán)色摻雜劑7發(fā)生復(fù)合，發(fā)出藍(lán)色的光。通過在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域的復(fù)合產(chǎn)生的激子在綠色摻雜劑6區(qū)域弛豫，或者未完全封閉在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域的空穴傳播至綠色摻雜劑6區(qū)域、在此與電子復(fù)合，而發(fā)出綠色的光。通過以上所述，可以容易地進(jìn)行摻雜劑量的控制。此外，各種顏色的發(fā)光效率變聞，可以提聞?dòng)袡C(jī)發(fā)光兀件的發(fā)光效率。<紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7的層構(gòu)造1>考慮紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7自發(fā)地發(fā)生相分離、形成圖6所示的仿層積結(jié)構(gòu)的情況。發(fā)光層3中含有主體4、紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7。藍(lán)色摻雜劑7中含有使得藍(lán)色摻雜劑7向發(fā)光層3的存在電子傳輸層8(上部電極12)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。紅色摻雜劑5中含有使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。也可以紅色摻雜劑5中不含使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。通過在紅色摻雜劑5中含有使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)，摻雜劑的濃度控制變得更加容易。從各摻雜劑的最高已占軌道(HOMO)和最低未占軌道(LUMO)能量出發(fā)，考慮載荷子傳導(dǎo)而從陽極側(cè)開始將紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7不于圖6。將紅色摻雜劑5的濃度和綠色摻雜劑6的濃度低濃度化(不足10wt%)到摻雜劑能級(jí)間的跳躍傳導(dǎo)變少的程度。為此，紅色摻雜劑5區(qū)域、綠色摻雜劑6區(qū)域的電子遷移率和空穴遷移率與藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域相比變低。在發(fā)光層3中的存在電子傳輸層8的一側(cè)以適當(dāng)?shù)臐舛群兴{(lán)色摻雜劑7的情況下(例如，相對(duì)于主體4重量百分比為10%以上)，從電子傳輸層8向發(fā)光層3注入的電子在藍(lán)色摻雜劑7的LUMO能級(jí)跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。由于在綠色摻雜劑6區(qū)域電子遷移率比藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域小，電子在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域和綠色摻雜劑6區(qū)域的邊界附近累積。進(jìn)一步，由于綠色摻雜劑6的LUMO能量的絕對(duì)值比藍(lán)色摻雜劑7的LUMO能量小，成為對(duì)電子的壁壘。由此，可以將電子封閉于藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域。另一方面，空穴從空穴傳輸層2向主體4的HOMO能級(jí)注入，在空穴4的HOMO能級(jí)間跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。從綠色摻雜劑6區(qū)域傳播來的空穴進(jìn)入藍(lán)色摻雜劑7的HOMO能級(jí)，通過與電子復(fù)合而發(fā)出藍(lán)色的光。此外，通過復(fù)合生成的激子經(jīng)擴(kuò)散移動(dòng)到綠色摻雜劑6區(qū)域和紅色摻雜劑5區(qū)域，而發(fā)出紅色的光和綠色的光。傳播到綠色摻雜劑6區(qū)域的電子在綠色摻雜劑6區(qū)域與空穴復(fù)合而發(fā)出綠色的光。通過以上所述，可以容易地進(jìn)行摻雜劑量的控制。此外，各種顏色的發(fā)光效率變聞，可以提聞白色有機(jī)發(fā)光兀件的發(fā)光效率。此外，做為將電子封閉在監(jiān)色慘雜劑7區(qū)域的手段，可以在遷移率差之外利用藍(lán)色摻雜劑7和綠色摻雜劑6的LUMO能級(jí)的能量差，更容易封閉電子。<紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7的層構(gòu)造2>考慮紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7自發(fā)地發(fā)生相分離、形成圖7所示的仿層積結(jié)構(gòu)的情況。發(fā)光層3中含有主體4、紅色摻雜劑5、綠色摻雜劑6和藍(lán)色摻雜劑7。綠色摻雜劑6中含有使得綠色摻雜劑6向發(fā)光層3的存在電子傳輸層8(上部電極12)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。紅色摻雜劑5中含有使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。也可以紅色摻雜劑5中不含使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)。通過在紅色摻雜劑5中含有使得紅色摻雜劑5向發(fā)光層3的存在空穴傳輸層2 (下部電極11)的一側(cè)的表面移動(dòng)的官能團(tuán)，摻雜劑的濃度控制變得更加容易。從各摻雜劑的最高已占軌道(HOMO)和最低未占軌道(LUMO)能量出發(fā)，考慮載荷子傳導(dǎo)而從陽極側(cè)開始將紅色摻雜劑5、藍(lán)色摻雜劑7和綠色摻雜劑6示于圖7。在綠色摻雜劑6的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值比主體4的LUMO能級(jí)小的情況下，對(duì)電子的俘獲性變低。從電子傳輸層8向發(fā)光層3注入的電子在主體4的LUMO能級(jí)跳躍，在發(fā)光層3內(nèi)傳播。對(duì)于藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域，電子在藍(lán)色摻雜劑7的LUMO能級(jí)間跳躍傳導(dǎo)。由于紅色摻雜劑5的電子遷移率比藍(lán)色摻雜劑7的電子遷移率小，電子封閉在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域內(nèi)。另一方面，空穴從空穴傳輸層2向主體4的HOMO能級(jí)注入，在空穴4的HOMO能級(jí)間跳躍而傳播。從紅色摻雜劑5區(qū)域傳播來的空穴在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域在藍(lán)色摻雜劑7的HOMO能級(jí)間跳躍。由于綠色摻雜劑6的空穴遷移率比藍(lán)色摻雜劑7的空穴遷移率小，空穴封閉在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域。由此，在藍(lán)色摻雜劑7發(fā)生復(fù)合，發(fā)出藍(lán)色的光。通過在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域的復(fù)合產(chǎn)生的激子在綠色摻雜劑6區(qū)域弛豫，或者未完全封閉在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域的空穴傳播至綠色摻雜劑6區(qū)域、在此與電子復(fù)合，而發(fā)出綠色的光。此外，通過在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域產(chǎn)生的激子在紅色摻雜劑5區(qū)域弛豫，或者未完全封閉在藍(lán)色摻雜劑7區(qū)域的電子傳播至紅色摻雜劑5區(qū)域、在此與空穴復(fù)合，而發(fā)出紅色的光。通過以上所述，可以容易地進(jìn)行摻雜劑量的控制。此外，各種顏色的發(fā)光效率變聞，可以提聞?dòng)袡C(jī)白色發(fā)光兀件的發(fā)光效率。< 主體 >作為主體4，優(yōu)選使用咔唑衍生物、芴衍生物或者芳基硅烷衍生物等。為了得到效率良好的發(fā)光，與藍(lán)色摻雜劑7的激發(fā)能量相比，優(yōu)選的是主體4的激發(fā)能量足夠大。需要說明的是，激發(fā)能量使用發(fā)光光譜測(cè)定?！此{(lán)色摻雜劑〉藍(lán)色摻雜劑7在400nm至500nm之間存在室溫下(25°C)的PL光譜的最大強(qiáng)度。作為藍(lán)色摻雜劑7的主骨架，列舉例如二萘嵌苯、銥配合物(雙(3，5-二氟-2-(2-吡啶基)苯基-(2-羧基吡啶基)銥(III)) =Flrpic等)。其中在發(fā)光特性方面更加優(yōu)選式I所示的銥配合物。式中Xl表示含N的芳香族雜環(huán)，X2表示芳香族烴環(huán)或者芳香族雜環(huán)。
權(quán)利要求
1.有機(jī)發(fā)光元件，其具有上部電極、下部電極以及設(shè)置在所述上部電極和所述下部電極之間的發(fā)光層，所述發(fā)光層含有主體、第一摻雜劑和第二摻雜劑，所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同，所述第一摻雜劑為藍(lán)色摻雜劑或綠色摻雜劑，所述第一摻雜劑中含有第一官能團(tuán)，所述第一官能團(tuán)使得所述第一摻雜劑向所述發(fā)光層的存在所述上部電極的一側(cè)的表面移動(dòng)。
2.權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件，其中所述第一官能團(tuán)選自氟烷基、全氟烷基、烷基(C數(shù)為10以上)、全氟聚醚基以及甲硅烷氧基中的一種以上。
3.權(quán)利要求2的有機(jī)發(fā)光元件，其中所述第一摻雜劑為下述式I表示的銥配合物，
4.權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件，其中所述第二摻雜劑中含有第二官能團(tuán)，所述第二官能團(tuán)使得所述第二摻雜劑向所述發(fā)光層的存在所述下部電極的一側(cè)的表面移動(dòng)。
5.權(quán)利要求4的有機(jī)發(fā)光元件，其中所述第二官能團(tuán)選自-OH、-SH、-C00H、-SO3H,I、Br、Cl、F、SCN、CN、NH2, NO2以及聯(lián)吡啶基中的一種以上。
6.權(quán)利要求4的有機(jī)發(fā)光元件，其中在所述下部電極和所述發(fā)光層之間設(shè)置空穴傳輸層，所述第二官能團(tuán)選自苯氨基、噁唑基、咔唑基以及腙結(jié)構(gòu)部分中的一種以上。
7.權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件，其中所述發(fā)光層中含有第三摻雜劑，所述第三摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色以及所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同。
8.權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件，其中在所述第二摻雜劑為藍(lán)色摻雜劑或綠色摻雜劑的情況下，所述藍(lán)色摻雜劑的最低未占軌道能量的絕對(duì)值大于所述綠色摻雜劑的最低未占軌道能量的絕對(duì)值。
9.權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件，其中在所述發(fā)光層的膜厚方向上，所述第一摻雜劑的濃度達(dá)到峰值的位置相對(duì)于所述發(fā)光層的中央存在于所述上部電極一側(cè)，在所述發(fā)光層的膜厚方向上，從所述第一摻雜劑的濃度達(dá)到峰值的位置向所述下部電極一側(cè)，所述第一摻雜劑的濃度單調(diào)降低。
10.權(quán)利要求4的有機(jī)發(fā)光兀件,其中在所述發(fā)光層的膜厚方向上,所述第二摻雜劑的濃度達(dá)到峰值的位置相對(duì)于所述發(fā)光層的中央存在于所述下部電極一側(cè)，在所述發(fā)光層的膜厚方向上，從所述第二摻雜劑的濃度達(dá)到峰值的位置向所述上部電極一側(cè)，所述第二摻雜劑的濃度單調(diào)降低。
11.用于權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件的發(fā)光層形成用涂布液，該發(fā)光層形成用涂布液含有溶劑、所述主體、所述第一摻雜劑以及所述第二摻雜劑。
12.用于權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件的發(fā)光層形成用材料，該發(fā)光層形成用材料含有所述主體、所述第一摻雜劑以及所述第二摻雜劑。
13.具備權(quán)利要求I的有機(jī)發(fā)光元件的光源裝置。
14.有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，它是具有上部電極、下部電極以及設(shè)置在所述上部電極和所述下部電極之間的發(fā)光層的有機(jī)發(fā)光兀件的制造方法，所述發(fā)光層含有主體、第一摻雜劑和第二摻雜劑，所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同，所述第一摻雜劑為藍(lán)色摻雜劑或綠色摻雜劑，所述第一摻雜劑中含有第一官能團(tuán)，所述第一官能團(tuán)使得所述第一摻雜劑向所述上部電極一側(cè)移動(dòng)，所述發(fā)光層通過涂布法制作。
15.權(quán)利要求14的有機(jī)發(fā)光元件的制造方法，其中所述發(fā)光層中含有第三摻雜劑，所述第三摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色以及所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同，所述第一摻雜劑、所述第二摻雜劑和所述第三摻雜劑為紅色摻雜劑、綠色摻雜劑和藍(lán)色摻雜劑的任一種，所述紅色摻雜劑固形分的濃度不足10wt%，所述綠色摻雜劑固形分的濃度不足10wt%，所述藍(lán)色摻雜劑固形分的濃度為10wt%以上30wt%以下。
全文摘要
提供了容易進(jìn)行摻雜劑量控制的有機(jī)發(fā)光元件。該有機(jī)發(fā)光元件具有上部電極(12)、下部電極(11)以及設(shè)置在所述上部電極和所述下部電極之間的發(fā)光層(3)，所述發(fā)光層含有主體(4)、第一摻雜劑和第二摻雜劑，所述第一摻雜劑的發(fā)光顏色與所述第二摻雜劑的發(fā)光顏色不同，所述第一摻雜劑為藍(lán)色摻雜劑或綠色摻雜劑，所述第一摻雜劑中含有第一官能團(tuán)，所述第一官能團(tuán)使得所述第一摻雜劑向所述發(fā)光層的存在所述上部電極的一側(cè)的表面移動(dòng)。
文檔編號(hào)C09K11/06GK102959039SQ20108006746
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者佐久間廣貴, 荒谷介和 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所