有机电致发光元件和有机电致发光显示装置制造方法及图纸

提供一种有机EL元件，其具有高发光效率，并且发出包含色度高的短波长的光在内的多种不同波长区域的光。有机EL元件(1)中，激子生成层(7)与客体层(8)彼此邻接地形成。

Organic electroluminescent devices and organic electroluminescent display devices

An organic EL element is provided, which has a high luminous efficiency and emits light of different wavelength regions, including short wavelengths of high chroma. In the organic EL element (1), the exciton generation layer (7) and the object layer (8) are formed adjacent to each other.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】有机电致发光元件和有机电致发光显示装置
本专利技术涉及有机电致发光元件和有机电致发光显示装置。
技术介绍
近年来，各种平面显示装置得以开发，特别是具备有机电致发光(Electroluminescence)元件(以下记为“有机EL元件”)的有机电致发光(Electroluminescence)显示装置(以下记为“有机EL显示装置”)由于能够实现低耗电性、薄型化和高画质化等，作为优秀的平板显示装置而备受关注。有机EL显示装置所具备的有机EL元件具有如下结构：由阴极和阳极夹持包含由有机化合物构成的发光材料的发光层，在发光层注入电子和空穴(hole)并通过使其复合而生成激子，利用该激子失活时的光的放射而发光。此种发光材料通过HOMO(最高占有轨道)能级的电子吸收能量转移为LUMO(最低空轨道)能级，进而从有机分子的基态(S0状态)激发为激发态。有机分子的激发态存在2种自旋多重度不同的状态，即：HOMO能级的电子的自旋方向与LUMO能级的电子的自旋方向逆平行的单重激发态(S1状态)；和HOMO能级的电子的自旋方向与LUMO能级的电子的自旋方向平行的三重激发态(T1状态)。如上所述，在有机EL元件中成为在发光层注入电子和空穴(hole)，通过使其复合而生成激子，进而利用该激子失活时的光的放射，但该激子以上述S1状态生成的几率为25％，以上述T1状态生成的几率为75％。该激子从上述三重激发态(T1状态)变成基态(S0状态)时的磷光发光的发光寿命通常为数毫秒以上的非常长的时间，热失活的速率常数比磷光发光的速率常数大，因此，可知室温下在多数情况中不伴随发光而发生放出热的无辐射失活。因而，通常的荧光材料中内部量子收率的极限被认为是25％。另外，当前有将铱配合物等的重原子作为中心金属的磷光材料。在此种磷光材料中，利用内部重原子效果，单重状态的激子通过系间窜越而转移为三重态状态，使得单重激子和三重态激子均能够有助于发光。另外，近年来，最低单重激发态(S1状态)的能级(以下记为“ES1能级”)和最低三重激发态(T1状态)的能级(以下记为“ET1能级”)的能量差极小的热活性化延迟发光材料(以下记为“TADF材料”)的开发日益进步。特别是关于蓝色的发光材料，兼具高发光效率和进一步短波长的发光峰值的新型发光材料的开发逐步推进。TADF材料中，ES1能级与ET1能级的能量差ΔEST极小，T1状态的激子通过反向系间窜越成为S1状态的激子，因此，使100％有助于发光成为可能。最近，公开有如下技术：通过组合使用上述那样的磷光材料和荧光材料使能量转移进而从目标发光体发光，以实现长寿命化并提高发光效率。例如，专利文献1中，特征在于包含至少1个以上的磷光发光体的第一发光层和包含主要在比上述第一发光层的发光峰值靠近短波长侧的光谱域发光的荧光发光体的第二发光层邻接地形成，上述第二发光层的荧光发光体是通过来自上述第一发光层的至少1个磷光发光体的三重态激子的能量转移和从三重激发态向单重激发态的上转换而显示延迟荧光的物质，其结果是，能够提供可发出包括白色在内的多种颜色的光的有机EL发光装置，并且能够实现长寿命化。另外，非专利文献1中记载有如下发光机构：在名为金属配合物骨架(MOF)的结晶性材料中，通过受体分子自组装使其规则地排列，使得使用了MOF的固体中的光子上转换成为可能。现有技术文献专利文献专利文献1：日本国公开专利公报“特开2015-185728号”公报(2015年10月22日公开)。非专利文献非专利文献1：PrasenjitMahatoetal.“Fastandlong-rangetripletexcitondiffusioninmetal-organicframeworksforphotonupconversionatultralowexcitationpower”,naturematerials,ADVANCEONLINEPUBLICATIONpp1-8(3August2015)。
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，在专利文献1中，没有对各发光层的最适宜的膜厚等进行特别地考虑，被认为没有高效进行上述第一发光层的三重态激子向第二发光层的能量转移而在上述第一发光层中发生三重态-三重态湮灭(TTA(Triplet-Triplet-Annihilation))，即失活。另外，存在仅上述第一发光层中的磷光材料自身发光、或直接将载流子注入上述第二发光层的发光材料而发光，发光效率显著降低等的问题。进一步，专利文献1所公开的结构是着眼于发白色光的有机EL的结构，没有记载应用于其他颜色的有机EL元件的具体方法。另外，非专利文献1中公开了使得在使用了金属配合物骨格(MOF)的固体中的光子上转换成为可能的发光结构，但将此种格子状的结构在保持均一性的状态下导入有机EL元件中在一直以来的工序中较困难，特别是在考虑到将来的量产体制的情况下，存在应用于有机EL元件的难度较高的问题。另外，在使用此种格子状的结构的发光结构的情况下，还有多波长发光变换困难的问题。本专利技术是鉴于上述问题点完成的，目的在于提供具有较高发光效率且发出色度高的短波长的光的有机电致发光元件。用于解决技术问题的技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术的有机电致发光元件包括阳极和阴极以及形成于上述阳极与上述阴极之间的有机层，该有机电致发光元件的特征在于：上述有机层包括彼此至少1层以上邻接地形成的第一层和第二层，该第一层包含至少1种以上的磷光材料，该第二层包含至少1种以上的荧光材料，并且，上述第一层的最低三重激发态的能级高于上述第二层的最低三重激发态的能级，上述第二层的厚度形成为1nm以下，上述有机电致发光元件具有包括第一波长区域的光的发光的至少1种以上的波长区域的光的发光，其中，所述第一波长区域的光的发光是通过在上述第一层生成的三重态激子向上述第二层的三重激发态的激子发生能量转移，在上述第二层中的分子间发生从上述三重激发态的激子向单重激发态的激子的上转换而生成的上述第二层的最低单重激发态的激子在变成基态时产生的。根据上述结构，上述有机层包括彼此至少1层以上邻接而形成的第一层和第二层，该第一层包含至少1种以上的磷光材料，该第二层包含至少1种以上的荧光材料，第一层中的分子的最低三重激发态的能级大于第二层的最低三重激发态的能级，并且，上述第二层的厚度形成为1nm以下，由此，能够高效进行从第一层中的分子的三重态状态向第二层中的分子的三重态状态的能量转移，能够实现具有高发光效率的有机电致发光元件。另外，根据上述结构，能够通过从第二层中的分子的三重激发态的激子的上转换而生成第二层中的分子的单重激发态的激子，因此，能够实现发出色度高的短波长的光的有机电致发光元件。专利技术效果根据本专利技术的一方式，能够提高具有高的发光效率，并且发出色度高的短波长的光的有机电致发光元件。附图说明图1是表示实施方式1的有机EL元件的概略结构的截面图。图2是用于说明图1中图示出的有机EL元件中的发光机构的图。图3是表示实施方式2的有机EL元件所具备的各层的能带和膜厚的图。图4是表示实施方式2的有机EL元件的概略结构的截面图。图5是表示实施方式3的有机EL元件的概略结构的截面图。图6是用于说明图5中图示出的有机EL元件中的发光机构的图。图7是表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机电致发光元件，其包括阳极和阴极以及形成于所述阳极与所述阴极之间的有机层，该有机电致发光元件的特征在于：所述有机层包括彼此至少1层以上邻接地形成的第一层和第二层，该第一层包含至少1种以上的磷光材料，该第二层包含至少1种以上的荧光材料，并且，所述第一层的最低三重激发态的能级高于所述第二层的最低三重激发态的能级，所述第二层的厚度形成为1nm以下，所述有机电致发光元件具有包括第一波长区域的光的发光的至少1种以上的波长区域的光的发光，其中，所述第一波长区域的光的发光是通过在所述第一层生成的三重态激子向所述第二层的三重激发态的激子发生能量转移，在所述第二层中的分子间发生从所述三重激发态的激子向单重激发态的激子的上转换而生成的所述第二层的最低单重激发态的激子在变成基态时产生的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.10 JP 2016-0241081.一种有机电致发光元件，其包括阳极和阴极以及形成于所述阳极与所述阴极之间的有机层，该有机电致发光元件的特征在于：所述有机层包括彼此至少1层以上邻接地形成的第一层和第二层，该第一层包含至少1种以上的磷光材料，该第二层包含至少1种以上的荧光材料，并且，所述第一层的最低三重激发态的能级高于所述第二层的最低三重激发态的能级，所述第二层的厚度形成为1nm以下，所述有机电致发光元件具有包括第一波长区域的光的发光的至少1种以上的波长区域的光的发光，其中，所述第一波长区域的光的发光是通过在所述第一层生成的三重态激子向所述第二层的三重激发态的激子发生能量转移，在所述第二层中的分子间发生从所述三重激发态的激子向单重激发态的激子的上转换而生成的所述第二层的最低单重激发态的激子在变成基态时产生的。2.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于：包括第二波长区域的光的发光，其是在所述第一层生成的三重态激子中的不发生向所述第二层的三重激发态的激子的能量转移的所述第一层的最低三重激发态的激子在变成基态时产生的。3.如权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述第二层的最低单重激发态的能级高于所述第一层的最低单重激发态的能级。4.如权利要求1～3中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述第一层与所述第二层的合计厚度为2nm以下。5.如权利要求2所述的有机电致发光元件，其特征在于：在所述阳极和所述阴极的任一者设置有反射层，在另一者设置有半透射反射层，所述反射层与所述半透射反射层之间的距离设定为使所述第一波长区域的光和所述第二波长区域的光的任一者增强的距离。6.如权利要求5所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述反射层与所述半透射反射层之间的距离利用所述反射层与所述半透射反射层之间的至少包括所述有机层的蒸镀膜的膜厚来进行调整，将所述蒸镀膜的膜厚设为d、所述蒸镀膜的折射率设为n、所述光的波长区域的中心波长设为λ、m设为1～10的整数的情况下，所述蒸镀膜的膜厚d满足d＝(m×λ)/(2×n)。7.如权利要求1～6中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述荧光材料是发出蓝色区域的光的荧光材料。8.如权利要求1～7中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述磷光材料是发出红色区域的光或绿色区域的光的磷光材料。9.如权利要求1～8中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：在所述阳极...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤麻绘，塚本优人，二星学，小池英士，川户伸一，菊池克浩，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP