有機電致發光元件及電子器件的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及有機電致發光元件及具備該有機電致發光元件的電子器件。
【背景技術】
[0002] 有機電致發光元件（以下，也稱為有機EL元件）具有用陽極和陰極夾持含有進行 發光的化合物的發光層的構成。而且，是利用通過施加電場而使從陽極注入的空穴和從陰 極注入的電子在發光層內復合而生成激子（exciton)、該激子失活時的光的放出（熒光?磷 光）的發光元件。有機EL元件是由電極和電極之間厚度為僅僅亞微米左右的有機材料的 膜構成的全固體元件，且其發光可以在數V~數十V左右的電壓下發光。因此，期待向下代 的平板顯示器或照明的利用。
[0003] 作為有機EL元件，例如，提案有將發出紅、綠、藍等的不同顏色的發光層進行層疊 而構成白色發光元件。（例如，參照專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3)。
[0004] 但是，在這樣的構成的有機EL元件中，原理上每個發光色的發光波長不同，每個 發光色的發光能量不同。因此，在發光的同時引起的有機材料分解和伴隨該有機材料分解 的元件的劣化速度不同。
[0005] 因此，在組合不同的發光色的構成的有機EL元件中，原理上隨著時間經過而引起 色偏移。特別是能量高的藍色光與綠色光或紅色光相比，壽命易于變短。
[0006] 現有技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開2008-218320號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2007-173584號公報
[0010] 專利文獻3 :日本特開2003-151769號公報
【發明內容】
[0011] 發明所要解決的課題
[0012] 在組合不同的發光色的構成的有機EL元件中，原理上每個發光色的發光波長不 同，即發光能量不同，因此在發光的同時引起的有機材料分解和伴隨該有機材料分解的元 件的劣化速度不同。
[0013] 這樣，在組合不同的發光色的構成的有機EL元件中，原理上隨著時間經過而引起 色偏移。而且，有機電致發光元件的發光色的色調隨著時間經過而從初始的色調發生變化。 其結果，有機電致發光元件的顯示質量由于時間經過而降低。
[0014] 為了解決上述的問題，在本發明中，提供可以抑制顯示質量降低的有機電致發光 元件及電子器件。
[0015] 用于解決課題的手段
[0016] 本發明的有機電致發光元件具備陽極、陰極、介于陽極和陰極之間的第1發光層 及第2發光層。而且，在第1發光層和在陽極側與第1發光層接觸的層中，與第1發光層接 觸的層滿足：與第1發光層相比，LUMO(LowestUnoccupiedMolecularOrbital)淺、且最 低激發三重態能量（T1)高的關系。進而，在第2發光層和在陽極側與第2發光層接觸的層 中，與第2發光層接觸的層滿足：與第2發光層相比，LUMO(LowestUnoccupiedMolecular Orbital)深及最低激發三重態能量（T1)低的至少任一者。
[0017] 另外，本發明的電子器件具備上述有機電致發光元件。
[0018] 根據本發明的有機電致發光元件，與一者的發光層的陽極側接觸地形成與該發光 層相比LUM0淺且T1高的層。而且，與另一者的發光層的陽極側接觸地形成滿足與該發光 層相比LUM0深及T1低的至少任一者的層。
[0019] 根據該構成，可以抑制LUM0淺且T1高的層接觸的發光層的亮度降低，并且促進滿 足LUM0深及T1低的至少任一者的層接觸的發光層的亮度降低。
[0020] 因此，可以調整由于驅動時間的經過而產生的各發光層的亮度降低的差、抑制有 機電致發光元件的色調的變化。因此，可以抑制有機電致發光元件及具備該有機電致發光 元件的電子器件的顯示質量的降低。
[0021] 發明的效果
[0022] 根據本發明，可提供可以抑制顯示質量的降低的有機電致發光元件及電子器件。
【附圖說明】
[0023] 圖1是表示第1實施方式的有機EL元件的構成的圖；
[0024] 圖2是表示第1實施方式的有機EL元件的第1發光層和第1空穴傳輸層的界面 附近的圖。
[0025] 圖3是表示第1實施方式的有機EL元件的第2發光層和第2空穴傳輸層的界面 附近的圖。
[0026] 圖4是表示第2實施方式的有機EL元件的構成的圖。
[0027] 圖5是表示第3實施方式的有機EL元件的構成的圖。
[0028] 圖6是表示第4實施方式的有機EL元件的構成的圖。
[0029]圖7是表示實施例的試樣101的有機EL元件中的、紅藍綠的各單波長的衰減的情 形的圖。
[0030]圖8是表示實施例的試樣102的有機EL元件中的、紅藍綠的各單波長的衰減的情 形的圖。
[0031]圖9是表示實施例的試樣101的有機EL元件中的、色度坐標x、y的變化的情形的 圖。
[0032]圖10是表示實施例的試樣102的有機EL元件中的、色度坐標x、y的變化的情形 的圖。
[0033] 符號的說明
[0034] 10、30、40、50有機EL元件，11、51第1發光單元，12、61第2發光單元，13、52第1 空穴傳輸層，13A電子阻擋層，14、33、43、53第1發光層，14A、17A發光區域，15、54第1電子 傳輸層，16、62第2空穴傳輸層，17、34、45、63第2發光層，18、64第2電子傳輸層，19中間 連接層，21、36、47、75陽極，22、37、48、76陰極，23、38、49、77基板，31、41發光單元，32空穴 傳輸層，35電子傳輸層，42第1有機層，44第2有機層，46第3有機層，55第1中間連接層， 65第2中間連接層，71第3發光單元，72第3空穴傳輸層，73第3發光層，74第3電子傳輸 層
【具體實施方式】
[0035] 以下，說明用于實施本發明的方式的例子，但本發明不限定于以下的例子。
[0036] 予以說明，說明按照以下順序進行。
[0037] 1.有機電致發光元件的實施方式（第1實施方式）
[0038] 2.有機電致發光元件的實施方式（第2實施方式）
[0039] 3.有機電致發光元件的實施方式（第3實施方式）
[0040]4.有機電致發光元件的實施方式（第4實施方式）
[0041] 5.電子器件的實施方式（第5實施方式）
[0042] 〈1.有機電致發光元件的實施方式（第1實施方式）〉
[0043] 以下，對本發明的有機電致發光元件（有機EL元件）的具體的實施方式進行說 明。圖1中表示第1實施方式的有機EL元件的構成。
[0044][有機EL元件的構成]
[0045] 圖1中所示的有機EL元件10具備：陽極21、第1發光單元11、中間連接層19、第 2發光單元12及陰極22。而且，這些各層設于基板23上。
[0046] 有機EL元件10中，在基板23上形成有陽極21，在該陽極21上形成有第1發光 單元11。進而，在第1發光單元11上形成有中間連接層19,在中間連接層19上形成有第 2發光單元12。進而，在第2發光單元12上形成有陰極22。
[0047] 上述有機EL元件10具有將陽極21通過透明電極而構成、使陰極22作為反射電 極而發揮功能的構成，是從基板23側取出光的所謂的底部發光型的構成。另外，是經由中 間連接層19而層疊了第1發光單元11和第2發光單元12的所謂的串聯型的構成。
[0048] 第1發光單元11是從陽極21側依次層疊形成了第1空穴傳輸層13、第1發光層 14及第1電子傳輸層15的構成。
[0049] 第2發光單元12是從陽極21側（中間連接層19側）依次層疊形成了第2空穴 傳輸層16、第2發光層17及第2電子傳輸層18的構成。
[0050] 第1空穴傳輸層13及第2空穴傳輸層16是具有傳輸空穴的功能的層，廣義上也 包括空穴注入層及電子阻擋層等。另外，第1電子傳輸層15及第2電子傳輸層18是具有 傳輸電子的功能的層，廣義上也包括電子注入層及空穴阻擋層等。
[0051] 另外，有機EL元件10是在第1發光層14及第2發光層17中至少含有發光性的 有機材料、例如作為發光性的有機材料具有藍（B)、綠（G)及紅（R)的各色的發光摻雜劑的 白色發光元件。
[0052] 為了提高有機EL元件10的發光效率，優選在光取出側設置發出短波長的光的發 光層。因此，在圖1中所示的有機EL元件10中，優選在第1發光層14中含有發出短波長 的藍的發光摻雜劑。而且，優選在第2發光層17中含有綠（G)及紅（R)的發光摻雜劑。
[0053] 因此，在圖1中所示的有機EL元件10中，第1發光層14為含有藍色發光摻雜劑 的藍色發光層，第2發光層17為含有綠色發光摻雜劑及紅色發光摻雜劑的綠色及紅色（黃 色）發光層。
[0054][本實施方式的概要]
[0055] -般在有機EL元件中，越是短波長的發光，發光能量越大。而且，由于發光能量 大，因此發出短波長的光（藍色）的發光層與其它發光層相比，易于引起構成發光層的化合 物本身的破壞。因此，發出短波長的光（藍色）的發光層與發出長波長側的光的發光層相 比，易于引起因驅動時間的經過所引起的亮度的降低。
[0056] 另外，不管波長，因構成發光層的材料驅動時間的經過所引起的亮度降低的速度 不同。
[0057] 這樣，將易于引起因驅動時間的經過所引起的亮度的降低的發光層作為一般亮度 降低大的發光層。另外，將易于引起因驅動時間經過所引起的亮度的降低的發光層作為一 般亮度降低小的發光層。
[0058] 予以說明，所謂一般亮度降低大的發光層及一般亮度降低小的發光層，表示在相 同構成的有機EL元件中僅變更發光層、在相同的條件下連續發光的情況下的各發光層的 亮度降低的大小。
[0059] 當一般亮度降低大的發光層、例如短波長側的發光層的亮度降低時，從有機EL元 件取出的光隨著驅動時間的經過而變化。例如，由最初的白色光形成來自綠色及紅色的發 光層的微黃色強的光，作為有機EL元件的白色光的質量降低。
[0060] 因此，為了避免有機EL元件的因驅動時間的經過所引起的質量的降低，需要調整 一般亮度降低大的發光層和一般亮度降低小的發光層的亮度降低的平衡以使得由最初的 白色光的平衡的偏差變少。例如，需要調整各色（紅綠及藍）的亮度降低的平衡。因此，例 如需要抑制一般亮度降低大的短波長（藍）的發光層的亮度降低，或使一般亮度降低小的 長波長（綠、紅）的發光層的亮度與短波長側一致地降低。
[0061] 在本實施方式的有機EL元件10中，通過調整與第1發光層14及第2發光層17 接觸的層的LUMO(LowestUnoccupiedMolecularOrbital)及最低激發三重態能量（T1)， 可以取得各發光層的因驅動時間所引起的亮度降低的平衡。
[0062] 具體而言，一般亮度降低大的發光層、例如發出短波長側的光的第1發光層14 中，在與第1發光層14的陽極21側接觸的層設置與第1發光層14相比LUM0(L〇west UnoccupiedMolecularOrbital)淺且最低激發三重態能量（T1)高的層。
[0063] 而且，一般亮度降低小的發光層、例如發出長波長側的光的第2發光層17中， 在與第2發光層17的陽極21側接觸的層設置滿足與第2發光層17相比LUM0(L〇west UnoccupiedMolecularOrbital)深及最低激發三重態能量（T1)低的至少任一者的層。
[0064] 通過在第1發光層14的陽極21側接觸LUM0淺且T1高的層，可以抑制第1發光 層14的劣化。
[0065] 另外，通過在第2發光層17的陽極21側接觸與第2發光層17相比LUM0深或T1 低的層，可以促進第2發光層17的驅動時間所引起的劣化。
[0066] 這樣，通過抑制第1發光層14的劣化、并且促進第2發光層17的劣化，可以調整 第1發光層14和第2發光層17的亮度的平衡，可以抑制有機EL元件10的白色發光的質 量的降低。
[0067][亮度調整]
[0068] 接著，對第1發光層14和第2發光層17的亮度的調整的機理進行說明。圖2中 表示第1發光層14和第1空穴傳輸層13的界面附近。圖3中表示第2發光層17和第2 空穴傳輸層16的界面附近。圖2及圖3表示對第1發光層14及第2發光層17施加了電 場時的發光的情形。
[0069] 第1空穴傳輸層13作為與第1發光層14相比LUMO淺且T1高的層而形成。因此， 如圖2中所示，第1空穴傳輸層13的與第1發光層14的界面的表面區域作為電子阻擋層 13A而發揮功能。由此，注入第1發光層14的電子向第1空穴傳輸層13的移動被阻擋，易 于積存在第1發光層14。而且，如圖2中所示，第1發光層14中的發光區域14A從與第1 空穴傳輸層13的界面擴展到第1發光層14的深的位置。
[0070] 另一方面，第2空穴傳輸層16作為與第2發光層17相比LUMO深的層、或者T1低 的層、或LUMO深且T1低的層而形成。
[0071] 這樣，作為第2空穴傳輸層16,形成滿足與第2發光層17相比LUMO深及T1低的 至少任一者的層，由此注入第2發光層17的電子易于向第2空穴傳輸層16移動，難以積存 在第2發光層17。
[0072] 因此，如圖3中所示，第2發光層17中的發光區域17A，集中產生于第2發光層17 和第2空穴傳輸層16的界面附近的窄的區域。進而，該發光區域17A產生于從第2發光層 17跨越到第2空穴傳輸層16的區域。
[0073] 如上述，通過調整形成于發光層的陽極側的層的LUMO及T1，可以調整發光層中的 發光區域。一般而言，在發光層中，當發光區域擴大時，可以緩和發光能量的集中、抑制化合 物的崩潰。與之相對，當縮小發光區域時，發光能量易于集中、在該集中了的區域中容易引 起化合物的崩潰。
[0074] 因此，在有機EL元件10中，通過與第1發光層14的陽極21側接觸而設置與第1 發光層14相比LUMO淺且T1高的第1空穴傳輸層13,可擴張發光區域14A、緩和發光能量 的集中。因此，可抑制構成第1發光層14的化合物的崩潰。其結果，可以抑制第1發光層 14的驅動時間的經過所引起的亮度的降低。
[0075] 進而，在有機EL元件10中，通過與第2發光層17的陽極21側接觸而設置滿足與 第2發光層17相比LUMO深及T1低的至少任一者的第2空穴傳輸層16,發光區域17A被集 中在小的區域，在該小的發光區域17A中發光能量集中。其結果，構成第2發光層17的化 合物易于崩潰，可以增大第2發光層17的驅動時間的經過所引起的亮度的降低。
[0076] 因此，通過使第1發光層14中含有發出一般亮度降低大的短波長的光的化合物， 可以抑制短波長的光的亮度降低。而且，通過使第2發光層17中含有發出一般亮度降低小 的長波長的光的化合物，可以促進長波長的光的亮度降低。
[0077] 而且，在有機EL元件10中，通過如上述那樣構成第1發光層14及第1空穴傳輸 層13以及第2發光層17及第2空穴傳輸層16,可以平衡性良好地調整短波長的光的亮度 降低和長波長的光的亮度降低。其結果，可以抑制驅動時間的經過所引起的白色光的色變 化、抑制從有機EL元件10取出的白色光的質量的降低。
[0078](空穴傳輸層的構成）
[0079] 作為與上述第1發光層14相比LUMO淺且T1高的第1空穴傳輸層13,具有空穴傳 輸層的功能，優選具有傳輸空穴的功能、且傳輸電子的能力小的材料。例如，通過從后述的 適用于空穴傳輸層的材料選擇與第1發光層14相比LUMO淺且T1高的材料，可以形成第1 空穴傳輸層13。特別優選通過應用后述的電子阻擋層的構成而形成第1空穴傳輸層13。
[0080] 另外，作為第1空穴傳輸層13,也可以形成為將多層具有空穴傳輸層的功能、由具 有傳輸空穴的功能且傳輸電子的能力小的材料構成的層層疊了的構成。在該情況下，將與 第1發光層14接觸的層作為與第1發光層14相比LUMO淺且T1高的層。
[0081] 另外，作為上述的滿足與第2發光層17相比LUMO深及T1低的至少任一者的第2 空穴傳輸層16,優選是具有傳輸空穴的功能并且傳輸電子的能力小的材料。具體而言，通過 從后述的適用于空穴傳輸層的材料選擇滿足與第2發光層17相比LUMO深及T1低的至少 任一者的材料，可以形成第2空穴傳輸層16。
[0082] 另外，作為第2空穴傳輸層16,也可以是將多層具有空穴傳輸層的功能、由具有傳 輸空穴的功能并且傳輸電子的能力小的材料構成的層層疊了的構成。在該情況下，將與第 2發光層17接觸的層作為滿足與第2發光層17相比LUMO深及T1低的至少任一者的層。
[0083] [發光層的厚度]
[0084] 第2發光層17的厚度，可以是與第1發光層14相比小。第2發光層17薄容易使 發光區域17A集中于更小的區域。因此，可以進一步促進化合物的劣化。
[0085] 另外，第1發光層14中，為了擴張發光區域14A，需要一定程度的厚度。因此，優選 第1發光層14的厚度至少比第2發光層17的厚度大。
[0086] 例如，優選將第1發光層14的厚度設為10-100nm。而且，優選比第1發光層更薄 地形成第2發光層17,例如，將第2發光層17的厚度設為5-50nm。
[0087] 另外，就1發光層14及第2發光層17的LUMO、T1而言，一般而言，如果摻雜劑的 濃度為15%以下，則依賴于主體化合物的LUMO、T1。在摻雜劑的濃度超過15%的情況下， 主體化合物的LUM0、T1再加上摻雜劑的LUM0、T1來決定第1發光層14及第2發光層17的 LUMO,T1〇
[0088]另外，在第1發光層14及第2發光層17具有多種主體化合物、摻雜劑的情況下， 依賴于含有最多的化合物而決定第1發光層14及第2發光層17的LUMO、T1。
[0089] 另外，第1空穴傳輸層13及第2空穴傳輸層16的LUMO、T1，一般而言，依賴于含 有最多的化合物的LUMO、T1。另外，在第1空穴傳輸層13及第2空穴傳輸層16中含有多 種化合物的情況下，根據各化合物的比例，決定第1空穴傳輸層13及第2空穴傳輸層16的 LUMO、T1。在含有的量為15%以下的化合物的情況下影響少，幾乎不需要考慮對第1空穴 傳輸層13及第2空穴傳輸層16的LUMO、T1的影響。
[0090] 另外，在第1發光層14及第1空穴傳輸層13、以及第2發光層17及第2空穴傳 輸層16中，只要僅在與分別鄰接的界面接近的側的區域中考慮LUM0、T1即可。在上述各層 中，引起化合物間的電子移動、能量移動造成的失活。為了引起該電子移動（Marcus式）、能 量移動（7工少只夕一機構、尹夕只夕一機構），需要化合物間的距離近。因此，在上述各層 間的界面中，需要考慮與界面近的側的區域中的LUMO、T1。
[0091] [構成的詳情]
[0092] 以下，對于圖1中所示的有機EL元件10的陽極21、第1發光單元11 (第1空穴傳 輸層13、第1發光層14、第1電子傳輸層15)、中間連接層19、第2發光單元12 (第2空穴 傳輸層16、第2發光層17、第2電子傳輸層18)、及陰極22的各構成、以及設置有機EL元件 10的基板23的構成的詳情進行說明。予以說明，在以下說明的有機EL元件10的各構成， 是用于說明實施方式的一例，也可以在可以構成上述有機EL元件10的范圍內適當應用其 它構成。
[0093][發光單元]
[0094] 第1發光單元11設于陽極21和中間連接層19之間，具備至少1層以上的含有具 有發光性的有機材料的發光層。另外，第2發光單元12設于中間連接層19和陰極22之間， 具備至少1層以上的含有具有發光性的有機材料的發光層。予以說明，在第1發光單元11 及第2發光單元12中，也可以在發光層和陽極21、中間連接層19及陰極22之間具備其它 層。
[0095] 以下，將這些第1發光單元11及第2發光單元12總合而記載為發光單元來說明。 另外，對形成于第1發光單元11及第2發光單元12的第1空穴傳輸層13、第1發光層14 及第1電子傳輸層15、以及第2空穴傳輸層16、第2發光層17及第2電子傳輸層18,也總 合而記載為空穴傳輸層、發光層及電子