[发明专利]有机电致发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光(EL)元件，特别涉及高效率的有机EL元件。

背景技术

当对有机EL元件施加电压时，就会从阳极注入空穴，另外从阴极注入电子，在发光层中它们复合而形成激子。此时，根据电子自旋的统计规律，以25％∶75％的比例生成单重态激子和三重态激子。由于认为在荧光型的发光中仅使用由单重态激子造成的发光，因此对于内部量子效率来说可以说25％是极限。虽然使用了荧光材料的荧光型元件最近长寿命化技术得到推进，正逐渐应用到移动电话、电视等的全色显示器中，然而高效化是个问题。

关于荧光型元件的高效化技术，公开过几个从迄今为止尚未有效利用的三重态激子中导出发光的技术。例如在非专利文献1中，分析在主体材料中使用了蒽系化合物的未掺杂元件，作为机理，通过两个三重态激子碰撞融合来生成单重态激子，其结果是，荧光发光增加。但是，在非专利文献1中仅公开出，在仅为主体材料的未掺杂元件中，通过三重态激子碰撞融合确认到荧光发光的增加，由三重态激子带来的效率的增加量为3～6％，是很低的效果。

在非专利文献2中做过报告，在蓝色荧光元件中内部量子效率为28.5％，超过作为以往的理论极限值的25％。但是，对于用于超过25％的技术的途径没有任何公开，另外从全色有机EL电视的实用化的观点考虑，要求进一步的高效化。

另外，在专利文献1中公开过在荧光元件中利用了三重态激子的其他的例子。在通常的有机分子中，虽然最低激发三重态(T1)低于最低激发单重态(S1)，然而有时高的激发三重态(T2)高于S1。此种情况下，通过引起从T2向S1的跃迁，可以获得来自激发单重态的发光。但是，实际上外部量子效率为6％左右(如果将光导出效率设为25％，则内部量子效率为24％)，并没有超过以往所说的极限值25％。另外，这里的机理利用的是一个分子内的从激发三重态到激发单重态的系间窜跃，没有引起非专利文献1所公开的由两个三重态激子的碰撞造成的单重态的生成现象。

专利文献2、3中公开了如下的技术，即，通过在荧光元件中将BCP(bathoqproine)或BPhen等菲咯啉衍生物用于空穴阻挡层中，来提高空穴阻挡层与发光层的界面中的空穴的密度，有效地引起复合。但是，BCP(bathoqproine)或BPhen等菲咯啉衍生物对于空穴具有脆弱性，氧化耐久性差，从元件的长寿命化的观点考虑性能不够充分。

另外，由于将空穴阻挡层插入发光层与电子传输层之间，因此使有机EL元件的层叠结构更加多层化。层叠结构的多层化会导致有机EL元件的工艺放大、驱动电压的升高。

另外，在专利文献4中，公开了在荧光元件中作为与发光层接触的电子传输层的材料使用了蒽衍生物等芳香族化合物的有机EL元件。但是，由于它们是以所生成的单重态激子在很短的时间期间进行荧光发光为前提设计的元件，因此对于与在所谓的磷光元件中通常所设计的电子传输层的三重态的关系没有考虑，实际上，由于电子传输层的三重态能量小于发光层的三重态能量，因此在发光层内产生的三重态激子被扩散到电子传输层，其后，经过热失活过程，因而很难超过作为以往的荧光发光的理论极限值的25％。

另一方面，磷光型直接使用来自三重态激子的发光。由于将单重态激子能量也利用发光分子内部的自旋转换变换为三重态激子，因此在原理上可以期待获得接近100％的内部发光效率。由此，自从2000年由Forrest等人发表使用了Ir络合物的磷光发光元件以外，作为有机EL元件的高效化技术，磷光发光元件备受关注。但是，虽然红色磷光元件达到了实用化的区域，然而对于绿色、蓝色磷光元件来说，与荧光型元件相比寿命短，特别是对于蓝色磷光来说，不仅寿命短，而且还有颜色纯度、发光效率不足的问题，现实状况是尚未达到实用化。

专利文献

专利文献1：日本特开2004-214180号公报

专利文献2：日本特开平10-79297号公报

专利文献3：日本特开2002-100478号公报

专利文献4：国际公开第2004/080975号小册子

专利文献5：日本特表2002-525808号公报

专利文献6：US登记公报7018723

非专利文献

非专利文献1：Journal of Applied Physics，102，114504(2007)

非专利文献2：SID 2008 DIGEST，709(2008)

发明内容