有機電場發光元件、顯示裝置和照明裝置的制作方法

專利名稱：有機電場發光元件、顯示裝置和照明裝置的制作方法
技術領域：
本發明的實施方式涉及有機電場發光元件以及使用該有機電場發光元件的顯示裝置和照明裝置。
背景技術：
近年來，用于平面光源等用途的有機電場發光元件(以下，稱為有機EL元件)受到關注。有機電場發光元件通過ー對電極陰極和陽極夾住由有機材料構成的發光層而構 成。對有機電場發光元件施加電壓之后，電子從陰極，空穴從陽極分別注入發光層，在發光層電子和空穴再次結合生成激子，該激子輻射去活化時發光。用于有機EL兀件的發光材料中,有突光發光材料和磷光發光材料。突光發光材料是所有藍色、緑色和紅色發光材料中，壽命長可靠性高的材料。但是熒光發光材料為僅單態激子發光變換，因此，內部量子效率的最大值限制為25%。另ー方面，可進行單態激子和三重態激子兩種發光變換的磷光發光材料可有接近100%的內部量子效率。但是，緑色和紅色的磷光發光材料雖然可獲得可靠性高的材料，但是較難開發可靠性高的藍色磷光發光材料。在期待被應用于照明和顯示器的背光等的白色有機電場發光元件中，可獲得紅、綠、藍三色的光組成的白色光。這樣的有機EL元件中，在所有紅、綠和藍色的發光材料中應用磷光發光材料時，可期待上述那樣高的發光效率。但是由于采用壽命較短的藍色磷光發光材料，會導致元件壽命也變短，元件可靠性下降這樣的問題。因此，嘗試通過采用相比藍色磷光發光材料壽命更長的藍色熒光發光材料作為藍色發光層，采用磷光發光材料作為紅色緑色發光層，來制作壽命較長可靠性較高的白色有機電場發光元件。這種結構的有機EL元件中為了獲得白色光，需要在紅色綠色發光層和藍色發光層兩層處產生載流子的再接合，并將生成的激子封入發光層。這樣，通過元件的構成、使用的材料等各種調整，為獲得白色光進行了種種努力，但是實際上，也無法獲得完美的白色光。即使獲得白色光，若發光效率較低也難以實用。

發明內容
本發明所要解決的問題是，在采用熒光發光材料作為藍色發光層、磷光發光材料作為紅色緑色發光層的有機電場發光元件中，以高發光效率獲得白色光。根據實施方式提供一種有機電場發光元件，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、所述陽極側的紅色緑色發光層和所述陰極側的藍色發光層；以及配置在所述紅色緑色發光層與藍色發光層之間的、防止能量從所述藍色發光層向所述紅色綠色發光層移動的、由空穴傳輸性材料構成的間隔層的有機電場發光兀件，所述紅色緑色發光層包括具有空穴傳輸性的主材料、紅色磷光發光材料和緑色磷光發光材料，所述藍色發光層包括具有電子傳輸性的主材料和藍色熒光發光材料；所述紅色磷光發光材料和綠色磷光發光材料的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間的能隙比所述藍色熒光發光材料的H0M0-LUM0間的能隙大，所述間隔層的厚度為3 5nm。根據上述實施方式，在米用突光發光材料作為藍色發光層、磷光發光材料作為紅色緑色發光層的有機電場發光元件中，可以高發光效率得到白色光。


圖I為顯示實施方式涉及的有機電場發光元件的截面圖。圖2為顯示第一實施方式涉及的有機電場發光元件的能級圖。圖3是顯示第二實施方式涉及的有機電場發光元件的能級圖。 圖4是顯示實施方式涉及的顯示裝置的電路圖。圖5是顯示實施方式涉及的照明裝置的截面圖。圖6是顯示實施例涉及的有機EL元件的發光波長和發光強度的圖。圖7是顯示實施例I、比較例I和比較例2涉及的有機EL元件的EL光譜圖。圖8是顯示實施例涉及的有機EL元件的EL光譜圖。
具體實施例方式下面，參考附圖對實施方式進行說明。圖I是顯示實施方式涉及的有機電場發光元件的截面圖。有機電場發光兀件10具有,在基板11上,依次形成陽極12、空穴傳輸層13、發光層14、電子傳輸層15、電子注入層16和陰極17的結構。空穴傳輸層13、電子傳輸層15和電子注入層16根據需要形成。發光層14具有位于陽極側的紅色緑色發光層14a、位于陰極側的藍色發光層14c、和位于紅色緑色發光層14a和藍色發光層14c之間的間隔層14b。〈第I實施方式〉對于本發明第I實施方式，參考圖2進行說明。圖2是涉及第I實施方式的有機電場發光元件的能級圖。紅色綠色發光層14a為在具有空穴傳輸性的主材料中摻雜紅色磷光發光材料和緑色磷光發光材料的結構。藍色發光層14c為在具有電子傳輸性的主材料中摻雜藍色熒光發光材料的結構。間隔層14b具有防止從藍色發光層14c到紅色綠色發光層14a的能量移動的效果，其由空穴傳輸性材料構成。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移動到發光層。注入到紅色綠色發光層14a的空穴，通過包含于紅色緑色發光層14a的具有空穴傳輸性的主材料和構成間隔層14b的空穴傳輸性材料，一直移動到間隔層14b與藍色發光層14c的界面。在本實施方式中，紅色發光材料的HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital 最高被占軌道)與構成間隔層14b的空穴傳輸性材料的Η0Μ0，大致在同樣的能量等級。又，綠色發光材料的HOMO和構成間隔層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光層14a移動到間隔層14b。為了將載流子有效地注入到紅色綠色發光材料，紅色綠色發光材料的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。為了更加順暢地使空穴移動，空穴傳輸層13中所包含的空穴傳輸性材料的HOMO也最好與紅色發光材料、綠色發光材料和間隔層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向發光層移動。注入到藍色發光層14c的電子，通過藍色發光層14c中包含的具有電子傳輸性的主材料，行進到藍色發光層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、緑色和藍色的發光，紅色綠色發光層14a與間隔層14b的界面，以及藍色發光層14c與間隔層14b的界面需要分別產生激子。因此，需要使藍色發光層14c與間隔層14b的界面所積蓄的電子通過間隔層14b移動到間隔層14b與紅色緑色發光層14a的界面。在本實施方式中，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，藍色發光層14c與間隔層14b界面所積蓄的電子，能夠由于穿隧效應移動到間隔層14b與紅色綠色發光層14a的界面。結果，紅色綠色發光層14a與間隔層14b的界面，以及藍色發光層14c與間隔層14b的界面可分別生成激子，從而可獲得由紅色、緑色和藍色三色光構成的白色發光。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)，比包含于藍色發光層14c的藍色發光材料的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，紅色發光材料和綠色發光材料的H0M0-LUM0能隙比藍色發光材料的H0M0-LUM0能隙要小，因此，如果沒有H0M0-LUM0能隙大的間隔層，能量會從藍色發光層移動到紅色綠色發光層。因此，通過將H0M0-LUM0能隙比藍色發光材料的H0M0-LUM0能隙大的空穴傳輸性材料用于間隔層，可以使藍色發光層的能量被間隔層阻隔， 使其不能移動到紅色緑色發光層，獲得充分的藍色發光。為了有效地阻隔能量從藍色發光層朝向紅色綠色發光層移動，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性質。藍色發光材料可使用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’-聯苯[以下、稱為BCzVBi]等。藍色發光層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。在紅色綠色發光層14a中，綠色發光材料和紅色發光材料合計最好占20 40重量％。通過這樣的比例，空穴容易流動。另ー方面，如果超過40%重量，磷光材料間的濃縮
淬滅現象變得顯著導致發光效率降低。為使得發光層內的空穴和電子的載流子平衡，在紅色綠色發光層14a和藍色發光層14c中，可進ー步包括電子傳輸性材料和/或空穴傳輸性材料。這樣通過發光層內載流子平衡，可提高發光效率。作為現有技術文獻提出的非專利文獻I中，記載了在藍色發光層中采用熒光發光材料，紅色綠色發光層中米用磷光發光材料的有機電場發光兀件中，于藍色發光層和紅色緑色發光層之間設置間隔層的實例。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，紅色綠色發光層中通過磷光發光材料限制空穴，而難以將空穴注入到藍色發光層。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，因此載流子的移動度較低，在間隔層內易于生成激基復合物，這也是效率較低的原因之一。進ー步的，共淀積膜的制作在エ序上也較為復雜。與之相対的，本實施方式，如上所述的，通過在藍色發光層和紅色綠色發光層之間，插入上述那樣具有合適的H0M0-LUM0能量的空穴傳輸性材料構成的間隔層，可實現有效的載流子傳輸。又，根據本實施方式的結構，可防止間隔層內的激基復合物的生成。作為其結果，可以高發光效率獲得白色發光。進ー步的，由于沒有共淀積步驟，元件制作的復雜程度也得以減輕。參考圖1，對實施方式涉及的有機電場發光元件的其他部件進行詳細說明。基板11用于支持其他部件。基板11最好是不會因為熱或有機溶劑而變質的材料。基板11的材料，例如可以是，無堿玻璃、石英玻璃等無機材料、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、合成樹脂等構成的透明基板。基板11的形狀、構造、大小等沒有特別限制，可根據用途、目的等進行適當選擇。基板11的厚度只要具有能夠足以支持其他部件的強度即可，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或發光層14。陽極12的材料只要具有導電性即可，沒有特別限定。通常，將透明或半透明的具有導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、及其復合物銦錫氧化物(ITO)、摻雜氟的氧化錫(FTO)、銦鋅氧化物等構成的導電性玻璃制作的膜(NESA等)、金、白金、銀、銅等。特別的，最好是ITO構成的透明電極。又，電極材料也可采用有機導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，導電性下降電阻増大，導致發光效率下降。比300nm厚的話，ITO的彈性喪失，應カ作用時會導致裂痕的產生。陽極12可以是單層，也可是不同功函數的材料層的層疊。空穴傳輸層13任意配置于陽極12與發光層14之間。空穴傳輸層13接收來自陽極12的空穴,為具有向發光層側傳輸的功能的層。空穴傳輸層13的材料,例如可米用，作 為導電油墨的聚(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。空穴傳輸層13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。空穴傳輸層13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先通過過濾器過濾的。電子傳輸層15任意層疊于發光層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層疊于發光層14(或，電子傳輸層15或者電子注入層16)上。陰極17對發光層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。電極材料可以是導電性的金屬氧化物膜、金屬薄膜等。陽極12以較高的功函數的材料形成吋，陰極17最好采用功函數低的材料。功函數低的材料例如有，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，電阻會變得太大。膜厚較厚吋，陰極17需要長時間來成膜，會對相鄰層造成損傷導致性能劣化。以上，對在基板上層疊陽極、相反側配置陰極的結構的有機電場發光元件進行了說明，但也可以在陰極側配置基板。又，藍色發光層和紅色緑色發光層的位置也可互換，得到同樣的效果。く第2實施方式>參考圖3對本發明第2實施方式進行說明。圖3為第2實施方式涉及的有機電場發光元件的能級圖。紅色綠色發光層14a為具有空穴傳輸性的主材料中摻雜紅色磷光發光材料和綠色磷光發光材料的結構。藍色發光層14c為具有電子傳輸性的主材料中摻雜藍色熒光發光材料的結構。間隔層14b具有防止能量從藍色發光層14c移動到紅色緑色發光層14a的作用，由電子傳輸性材料構成。構成間隔層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移動到發光層。注入到藍色發光層14c的電子，通過包含于藍色發光層14c的具有電子傳輸性的主材料和構成間隔層14b的電子傳輸性材料，一直移動到間隔層14b與紅色綠色發光層14a的界面。在本實施方式中，包含于藍色發光層14c的具有電子傳輸性的主材料的LUMO與構成間隔層14b中的電子傳輸性材料的LUMO大致在同樣的能量等級。因此，電子順暢地從藍色 發光層14c移動到間隔層14b。包含于藍色發光層14c的具有電子傳輸性的主材料的LUMO與構成間隔層14b的電子傳輸性材料的LUMO的能量差最好在±0. 3eV范圍內。為了更加順暢地使電子移動，最好電子傳輸層15中的電子傳輸性材料的LUM0,與包含于藍色發光層14c的電子傳輸性材料和構成間隔層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向發光層移動。注入到紅色綠色發光層14a的空穴，通過紅色緑色發光層14a中包含的具有空穴傳輸性的主材料，行進到紅色緑色發光層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成，此界面積蓄空穴。但是為了得到全部的紅色、緑色和藍色的發光，需要使紅色綠色發光層14a與間隔層14b的界面，以及藍色發光層14c與間隔層14b的界面分別產生激子。從而，需要使紅色綠色發光層14a與間隔層14b的界面所積蓄的電子通過間隔層14b移動到間隔層14b與藍色發光層14c的界面。在本實施方式中，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，紅色綠色發光層14a與間隔層14b界面所積蓄的空穴，能夠根據穿隧效應移動到間隔層14b與藍色發光層14a的界面。結果，紅色綠色發光層14a與間隔層14b的界面，以及藍色發光層14c與間隔層14b的界面可分別生成激子，從而可獲得由紅色、緑色和藍色三色光構成的白色發光。又，構成間隔層14b的電子傳輸性材料的H0M0-LUM0能隙，比包含于藍色發光層14c的藍色發光材料的H0M0-LUM0能隙要大。因此，如上述第一實施方式所說明的那樣，為了有效地阻隔能量從藍色發光層朝向紅色綠色發光層移動，構成間隔層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’ -聯苯[以下、稱為CBP]等。藍色發光材料可米用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’-聯苯[以下、稱為BCzVBi]等。藍色發光層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。在藍色發光層14c中，藍色最好占20 40重量％。通過這樣的比例，電子容易流動。另ー方面，如果超過40%重量，磷光材料間的濃縮淬滅現象變得顯著導致發光效率降低。 為了發光層內的空穴和電子載流子平衡，在紅色綠色發光層和藍色發光層中，進一歩包括電子傳輸性材料和/或空穴傳輸性材料。這樣，通過使得發光層內的載流子平衡，可提聞發光效率。
對于其他部件，與實施方式I相同。在實施方式2中可得到與實施方式I相同的效果。作為上述說明的有機電場發光元件的用途的一例。舉出顯示裝置和照明裝置的實例。圖4是顯示實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，各個像素21設置在橫向的控制線(CL)和縱向的信號線(DL)配置成陣列狀的電路中。像素21包括發光元件25和有連接于發光元件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動電路22。又，控制線連接于控制線驅動電路23。信號線驅動電路22和控制線驅動電路23通過控制器24控制。圖5是顯示實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EL層106、和陰極105的結構。密封玻璃102配置為覆蓋陰極105，利用UV粘結劑104進行固定。密封玻璃102的陰極105側的面上設有干燥劑103。實施例<實施例1>間隔層采用空穴傳輸性材料，如下制作有機EL元件。在玻璃基板上通過真空蒸鍍形成ITO(銦錫氧化物)構成的厚度為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60nm的空穴傳輸層。作為紅色綠色發光層的材料，可采用雙極性主材料的CBP、作為綠色發光材料的Ir(hflpy) (acac)、作為紅色發光材料的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的紅色綠色發光層。綠色發光材料的HOMO為5. 2eV、紅色發光材料的HOMO為5. 2eV0 接著，在紅色綠色發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光層上。
接著，在間隔層上形成藍色發光層。包含于藍色發光層的電子傳輸性主材料采用DPVBi、藍色發光材料采用DSA-Ph。控制蒸鍍速度，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的藍色發光層。又，藍色發光材料的HOMO為2. 7eV、LUMO 為 5. 4eV0接著，在藍色發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，其他與實施例I相同地進行有機EL元件的制作。<比較例2>除了采用表現為雙極性、具有空穴傳輸能力的CBP作為間隔層的材料，其他與實施例I相同地制作有機EL元件。<試驗例1>實施例I中所制作的有機EL元件的間隔層厚度在2. O 6. Onm之間變化、分別比較其發光特性。首先，對發光波長和發光強度進行研究，采用積分球、源表(吉時利株式會社制造的2400源表)和多通道分光器(浜松光子株式會社制造多通道分光器C10027)構成的絕對量子效率測定裝置(浜松光子株式會社制造)進行測定，其結果如圖6所示。450 500nm處所見的波峰為，顯示藍色和綠色發光的波峰，600nm附近所見的波峰為顯示紅色發光的波峰。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所見的顯示藍色和綠色的發光的波峰幾乎消失，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，可確認其顏色再現性惡化。與之相対的，間隔層的厚度為3. O 5. Onm時，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，可確認顏色再現性良好。尤其是為4. Onm時，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光。進ー步的，對發光效率、電カ效率、色度、平均顯色評分(Ra)、和外部量子效率也進行比較。發光效率、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社制造的絕對量子效率測定裝置進行測定。其結果如表I所示。
表I
權利要求
1.一種有機電場發光元件，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、所述陽極側的紅色緑色發光層和所述陰極側的藍色發光層；以及配置在所述紅色緑色發光層與所述藍色發光層之間的、防止能量從所述藍色發光層向所述紅色綠色發光層移動的、由空穴傳輸性材料構成的間隔層，其特征在干， 所述紅色緑色發光層包括具有空穴傳輸性的主材料、紅色磷光發光材料和緑色磷光發光材料，所述藍色發光層包括具有電子傳輸性的主材料和藍色熒光發光材料； 所述紅色磷光發光材料和所述綠色磷光發光材料的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間的能隙比所述藍色熒光發光材料的H0M0-LUM0間的能隙大， 所述間隔層的厚度為3 5nm。
2.如權利要求I所述的有機電場發光元件，其特征在于，所述綠色磷光發光材料和所述紅色磷光發光材料的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，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.如權利要求I所述的有機電場發光元件，其特征在于，所述紅色緑色發光層中，所述紅色磷光發光材料和所述綠色磷光材料合計占20 40重量％。
4.一種有機電場發光元件，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、所述陽極側的紅色緑色發光層和所述陰極側的藍色發光層；以及配置在所述紅色緑色發光層與藍色發光層之間的、防止能量從所述藍色發光層向所述紅色綠色發光層移動的、由電子傳輸性材料構成的間隔層，其特征在干， 所述紅色緑色發光層包括具有空穴傳輸性的主材料、紅色磷光發光材料和緑色磷光發光材料，所述藍色發光層包括具有電子傳輸性的主材料和藍色熒光發光材料； 所述藍色發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間的能隙比所述藍色熒光發光材料的H0M0-LUM0間的能隙大， 所述間隔層的厚度為3 5nm。
5.如權利要求4所述的有機電場發光元件，其特征在干，所述藍色發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，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.如權利要求4所述的有機電場發光元件，其特征在于，所述藍色發光層中，所述藍色熒光發光材料占20 40重量％。
7.—種顯示裝置，其特征在于，其具有如權利要求I或4所述的有機電場發光元件。
8.ー種照明裝置，其特征在于，其具有如權利要求I或4所述的有機電場發光元件。
全文摘要
本發明的實施方式涉及一種有機電場發光元件以及使用該有機電場發光元件的顯示裝置和照明裝置。在藍色發光層采用熒光發光材料，紅色綠色發光層采用磷光發光材料的有機電場發光元件中，可獲得高發光效率的白色光。根據實施方式，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)側的紅色綠色發光層(14a)和所述陰極(17)側的藍色發光層(14c)、以及配置在所述紅色綠色發光層(14a)和所述藍色發光層(14c)之間的間隔層(14b)的有機電場發光元件(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 優先權日2011年3月23日
發明者小野富男, 榎本信太郎, 澤部智明, 金子高志, 青野伸二郎, 高須勛 申請人:株式會社東芝