有機發光層材料及其涂布液、有機發光元件以及光源裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及有機發光層材料、使用有機發光層材料的有機發光層形成用涂布液、使用有機發光層形成用涂布液的有機發光元件以及使用有機發光元件的光源裝置，提供容易既能容易控制摻雜劑量又能獲得白色發光的有機發光元件。該有機發光元件具有第一電極(12)、第二電極(11)、以及配置在第一電極和第二電極之間的發光層(3)，上述發光層含有主體材料、紅色摻雜劑和藍色摻雜劑，上述紅色摻雜劑在上述發光層內具有濃度梯度或者用于在上述第一電極附近局部存在的第一取代基。
【專利說明】有機發光層材料及其涂布液、有機發光元件以及光源裝置
[0001]本申請為申請號為201010255806.7、申請日為2010年8月16日、申請名稱為“有機發光層材料、使用有機發光層材料的有機發光層形成用涂布液、使用有機發光層形成用涂布液的有機發光元件以及使用有機發光元件的光源裝置”的分案申請。
【【技術領域】】
[0002]本發明涉及有機發光層材料、使用有機發光層材料的有機發光層形成用涂布液、使用有機發光層形成用涂布液的有機發光元件以及使用有機發光元件的光源裝置。
【【背景技術】】
[0003]有機LED的制造方法大體上分為真空蒸鍍法和涂布法。其中，涂布法具有大面積成膜容易、材料的利用效率高等優點。為了采用涂布法，必須減少有機LED的層數，要求發光層成為單層。
[0004]迄今為止，作為具有單層發光層的有機白色發光元件，專利文獻I報導了一種單層型白色發光有機EL元件，它是一種在電極之間至少插入包含含有(a)聚合物和(b)發光中心形成化合物的組合物的單層發光層的有機EL元件，其特征在于，在上述組合物中平衡良好地包含電子輸送性的材料和空穴輸送性的材料，上述聚合物本身的發光色呈現藍色或者是波長比藍色短的顏色，上述發光中心形成化合物的兩種以上，以分子分散狀態存在于上述聚合物中，各個發光中心形成化合物各自單獨地發光，通過將上述兩種以上發光中心形成化合物組合使用，可以使得，作為有機EL元件全體的發色光可見白色光。
[0005]近年來，有機發光元件作為新一代平面型光源受到人們的重視。該有機發光元件具有自發光、廣視角、高速應答特性、色調效果好等優良的特性。作為有機發光元件的一例，其構成是在玻璃基板上形成ITO等的透明電極、包含空穴輸送層、發光層、電子輸送層等的有機層、以及低功函數的反射電極。發出的光透過電極而從基板側背面射出。
[0006]作為有機發光元件的制造方法，可采用真空蒸鍍法或噴墨法、印刷法等。真空蒸鍍法中，是將有機材料在真空中加熱蒸發，從而在基板上成膜。由于能夠通過蒸鍍速度來控制膜厚、濃度等并且能夠容易形成疊層結構，因此可以簡便地形成具有所需結構的有機發光元件。然而，材料的利用效率低和基板尺寸難以增大等，這些都是存在的課題。噴墨法和印刷法等濕式法在形成疊層結構時，由于必須控制下部材料的溶解性，因此，在疊層結構的形成方面具有難點，但是材料的利用效率高，也容易大面積化，因此可以期待作為低成本的制造方法。
[0007]為了將有機發光元件用作光源，必須是白色發光。為了實現優良色調效果的白色發光，必須是按照紅、藍、綠3色發光的有機白色發光元件。
[0008] 作為采用濕式法制作有機白色發光元件的方法，公開了在發光層中混合進發出紅、藍、綠的發光摻雜劑的方法。例如，專利文獻I公開的方法是，使用聚乙烯基咔唑作為發光層的主體材料，使紅、藍、綠的摻雜劑以低濃度(0.01~5摩爾％)分散于其中，由此實現白色發光。[0009]【先有技術文獻】
[0010]【專利文獻】
[0011]【專利文獻I】特開平9-63770號公報【
【發明內容】
】
[0012]【發明所要解決的課題】
[0013]以往的有機發光元件中，紅色摻雜劑、綠色摻雜劑和藍色摻雜劑沒有相分離，這樣雖然容易控制摻雜劑量，但卻難以獲得白色發光，這是存在的問題。
[0014]本發明的目的在于，提供容易控制摻雜劑量的有機發光層材料、使用有機發光層材料的有機發光層形成用涂布液、使用有機發光層形成用涂布液的有機發光元件以及使用有機發光元件的光源裝置。
[0015]另外，按照以往的涂布法制作的有機發光元件中，綠色摻雜劑濃度為0.02摩爾％，紅色摻雜劑濃度為0.02摩爾％和0.015摩爾％，非常低，難以控制摻雜劑濃度，這是存在的問題。
[0016]本發明的目的在于，提供能夠簡便地進行白色發光的有機發光層材料、使用有機發光層材料的有機發光層形成用涂布液、使用有機發光層形成用涂布液的有機發光元件以及使用有機發光元件的光源裝置。
[0017]【用于解決課題的手段】
[0018]為了解決上述課題，本發明的有機發光元件具有第一電極、第二電極、以及配置在第一電極和第二電極之間的發光層，其特征在于，發光層含有主體材料、紅色摻雜劑和藍色摻雜劑，其中，紅色摻雜劑具有用于向上述第一電極側移動的第一取代基。
[0019]另外，本發明是用于上述有機發光元件的發光層形成用涂液，其特征在于，發光層形成用涂液含有溶劑、主體材料、紅色摻雜劑和藍色摻雜劑。
[0020]還有，本發明是用于上述有機發光元件的發光層形成用材料，其特征在于，發光層形成用材料含有主體材料、紅色摻雜劑、藍色摻雜劑和綠色摻雜劑。
[0021]另外，為了解決上述課題，本發明是有機發光元件，具有第一電極、第二電極、以及配置在第一電極和第二電極之間的發光層，其特征在于，發光層含有主體材料、紅色摻雜劑和綠色摻雜劑，其中，紅色摻雜劑在上述發光層內具有濃度梯度。
[0022]再有，本發明是用于上述有機發光元件的發光層形成用涂液，其特征在于，發光層形成用涂液含有溶劑、主體材料、紅色摻雜劑和綠色摻雜劑。
[0023]另外，本發明是用于上述有機發光元件的發光層形成用材料，其特征在于，發光層形成用材料含有主體材料、紅色摻雜劑、藍色摻雜劑和綠色摻雜劑。
[0024]另外，本發明是光源裝置，其特征在于具備上述有機發光元件。
[0025]【發明的效果】
[0026]根據本發明，可以提供既容易控制摻雜劑量又能獲得白色發光的有機發光層材料、使用有機發光層材料的有機發光層形成用涂布液、使用有機發光層形成用涂布液的有機發光元件以及使用有機發光元件的光源裝置。上述以外的課題、構成和效果可通過以下的實施方案的說明來了解。
[0027]根據本發明，可以提供能夠簡便地獲得白色發光的有機發光層材料、使用有機發光層材料的有機發光層形成用涂布液、使用有機發光層形成用涂布液的有機發光元件以及使用有機發光元件的光源裝置。
【【專利附圖】
【附圖說明】】
[0028]圖1為白色發光元件中的各材料的能量圖。
[0029]圖2為本發明中有機發光兀件的一個實施方案中的截面圖。
[0030]圖3為本發明的白色發光兀件的一個實施方案的截面圖。
[0031]圖4為實施例1的白色發光元件的能量圖。
[0032]【符號說明】
[0033]I空穴注入層
[0034]2空穴輸送層
[0035]3發光層
[0036]4主體材料 [0037]5紅色摻雜劑材料
[0038]6綠色摻雜劑材料
[0039]7藍色摻雜劑材料
[0040]8電子輸送層
[0041]9電子注入層
[0042]10 基板
[0043]11下部電極
[0044]12上部電極
[0045]13有機層
【【具體實施方式】】
[0046]以下利用附圖等詳細地說明本發明。
[0047]按照以往的涂布法制作的有機發光元件中，綠色摻雜劑濃度為0.02摩爾％，紅色摻雜劑濃度為0.02摩爾％和0.015摩爾％，非常低，摻雜劑濃度變得難以控制。另外，由于各摻雜劑間的能量移動、發光區域中的載體(々Y U r )封入不充分等原因，得不到充分的發光效率。
[0048]另外，以往的方法中，具有發光效率低、摻雜劑量難以控制等課題。其原因是摻雜劑之間的能量移動。發光摻雜劑的激發能量按照藍色摻雜劑、綠色摻雜劑、紅色摻雜劑的順序變小。因此，容易沿著從藍色摻雜劑向綠色摻雜劑、從綠色摻雜劑向紅色摻雜劑引起能量移動。如果形成在一個發光層中具有3色發光摻雜劑的結構,則3色的發光摻雜劑相互靠近地存在。因此，變得容易引起能量移動。在引起能量移動的狀態下，容易向激發能量最小的紅色摻雜劑移動，因此，藍色發光變弱，得不到高效率的白色發光。因此，為了充分地引起藍色發光，必須顯著減少綠色摻雜劑的量和紅色摻雜劑的量。
[0049]因此，在本發明的一個實施例中所述的發光層，包括主體材料和在制膜時局部存在的具有取代基的摻雜劑。摻雜劑在制膜時局部存在于發光層表面或與下部層的界面附近。此處，局部存在于電極附近是指在該層中的濃度在固定的電極附近增高。因此，采用濕式法形成的發光層實際上與3層疊層而成的發光層具有同等的功能。通過形成這種結構，可以使得在界面附近以外的區域中，不同發光色的發光摻雜劑相互間的距離變寬。即，難以引起摻雜劑之間的能量移動。因此，摻雜劑量的控制變得容易。因此，可以容易地形成白色發光兀件。
[0050]圖2為本發明的一個實施方案中所述的有機白色發光元件的截面圖。該有機白色發光元件具有作為第一電極的上部電極112、作為第二電極的下部電極111以及有機層113。從圖2的下側按照基板110、下部電極11、有機層13、上部電極12的順序配置，圖2的有機白色發光元件為從下部電極11側取出發光層103發出的光的底部發射型。此處，下部電極11為作為陽極的透明電極，上部電極12為作為陰極的反射電極。有機層13可以是只含發光層3的單層結構，或者也可以是包含電子注入層109、電子輸送層108、空穴輸送層102和空穴注入層101中任何一層以上的多層結構。通過具備圖1中用于有機發光元件中的驅動回路、箱體等，從而形成光源裝置。
[0051]發光層3含有主體成分和摻雜成分。摻雜成分包括紅色摻雜劑、綠色摻雜劑和藍色摻雜劑。發光層3的形成用材料包括主體成分、紅色摻雜劑、綠色摻雜劑和藍色摻雜劑。但是，如果要形成白色光，作為發光層3的形成用材料，即使只含有主體成分、紅色摻雜劑和藍色摻雜劑也是可以的。在發光層3內，各摻雜劑材料不均勻地存在于各區域，從而形成疑似的疊層結構。首先說明發光層的構成。
[0052]<相分離>
[0053]為了在單層發光層中發出白色的光而將紅色摻雜劑、綠色摻雜劑和藍色摻雜劑混合的情況下，在周圍存在不同顏色的摻雜劑。激發能量以某種概率向相鄰的分子移動。例如，當綠色摻雜劑或者紅色摻雜劑與藍色摻雜劑相鄰地存在時，激發能量就會從藍色摻雜劑向綠色摻雜劑或者紅色 摻雜劑的低能量側移動，從而難以發出白色的光。因此，通過在發光層內使各摻雜劑自發地發生相分離，從而使其不與低能量的摻雜劑相鄰，這樣，即使在涂布型白色發光元件中也可以高效率地發出白色的光。該情況下，即使摻雜劑濃度高也可以發出白色的光。本發明中，作為使其自發地相分離的方法，通過將適當的取代基加成到各發光摻雜劑中來實現。
[0054]<主體材料>
[0055]作為主體材料104，優選使用咔唑衍生物、芴衍生物或者芳基硅烷衍生物等。為了獲得高效率地發光，優選主體材料的激發能量比藍色摻雜劑的激發能量充分大。予以說明，激發能量使用發光光譜來測定。
[0056]<紅色摻雜劑>
[0057]作為紅色摻雜劑材料105的主骨架，可舉出例如紅熒烯、(E)-2-(2-(4-( 二甲氨基)苯乙烯基)-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(DCM)及其衍生物、銥配合物(雙(1-苯基異喹啉)(乙酰丙酮)銥(III)等)、鋨配合物、銪配合物。其中，從發光特性方面考慮，更優選由(化I)表示的銥配合物，進一步優選具有乙酰丙酮部位的配合物。式中Xl表示含有N的芳香族雜環，X2表示芳香族烴環或者芳香族雜環。
[0058]
【權利要求】
1.有機發光元件，具有第一電極、第二電極、以及配置在上述第一電極和上述第二電極之間的發光層，其特征在于， 上述發光層含有主體材料、紅色摻雜劑和綠色摻雜劑， 上述紅色摻雜劑在上述發光層內具有濃度梯度。
2.權利要求1所述的有機發光元件，其特征在于， 上述紅色摻雜劑具有用于在上述第一電極附近局部存在的第一取代基。
3.權利要求1所述的有機發光元件，其特征在于， 上述第一取代基包含氟代烷基、全氟烷基、烷基(C的個數為10以上)、全氟聚醚基、甲硅烷氧基中的一個以上的官能團。
4.權利要求1所述的有機發光元件，其特征在于， 上述紅色摻雜劑為由下述(化I)表示的銥配合物:
5.權利要求1所述的有機發光元件，其中， 上述發光層含有藍色摻雜劑， 上述藍色摻雜劑具有用于向上述第二電極拉近的第二取代基。
6.權利要求1所述的有機發光元件，其特征在于， 上述第二取代基包含芳基氨基、咔唑基、腙部位中的一個以上的官能團。
7.權利要求1所述的有機發光元件，其特征在于， 在上述第二電極與上述發光層之間配置有空穴輸送層， 上述第二取代基包含羥基、羧基、磺基、1、Br、Cl、F、SCN、CN、NH2, NO2、聯吡啶基中的一個以上的官能團。
8.權利要求2所述的有機發光元件，其特征在于， 上述主體材料具有上述第一取代基。
9.發光層形成用涂液，用于權利要求1所述的有機發光元件，其中， 上述發光層形成用涂液含有溶劑、主體材料、紅色摻雜劑和綠色摻雜劑。
10.發光層形成用涂液，用于權利要求5所述的有機發光元件，其中， 上述發光層形成用涂液含有溶劑、主體材料、紅色摻雜劑、綠色摻雜劑和藍色摻雜劑。
【文檔編號】H01L51/54GK104022232SQ201410028600
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2010年8月16日 優先權日:2010年1月20日
【發明者】佐久間廣貴, 荒谷介和, 佐佐木洋 申請人:株式會社日立制作所