发光元件制造技术

本发明专利技术提供一种外部量子效率高的发光元件。本发明专利技术提供一种寿命长的发光元件。本发明专利技术提供一种发光元件，其包括：一对电极之间的包含磷光化合物、第一有机化合物以及第二有机化合物的发光层，其中，第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物。该发光元件由于利用激基复合物的发射光谱与磷光化合物的吸收光谱的重叠进行能量转移，所以能量转移效率高。因此，可以实现外部量子效率高的发光元件。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2012年2月6日的、申请号为“201280002425.5(PCT/JP2012/053200)”的、专利技术名称为“发光元件”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种利用有机电致发光(EL:Electroluminescence)现象的发光元件(以下将这种发光元件也称为有机EL元件)。
技术介绍
对有机EL元件积极地进行研究开发。有机EL元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光性有机化合物的层(以下，也称为发光层)的结构。有机EL元件由于具有可实现薄型轻量化、能够对输入信号进行高速响应、能够实现直流低电压驱动等的特性，所以作为下一代的平板显示元件受到关注。此外，使用这种发光元件的显示器还具有优异的对比度和图像质量以及广视角的特征。再者，由于有机EL元件为面光源，因此期望将有机EL元件应用于例如液晶显示器的背光灯和照明器件的光源。有机EL元件的发光机理属于载流子注入型。换言之，通过对夹有发光层的电极之间施加电压，从电极注入的电子和空穴复合，以使发光物质成为激发态，并且当该激发态回到基态时发光。有两种类型的激发态：单重激发态(S*)和三重激发态(T*)。在发光元件中，单重激发态和三重激发态的统计学上的生成比例被认为是S*:T*＝1:3。发光性有机化合物的基态通常是单重激发态。因此，来自单重激发态(S*)的发光因是在相同的自旋多重态之间的电子跃迁而被称为荧光。另一方面，来自三重激发态(T*)的发光因是不同的自旋多重态之间的电子跃迁而被称为磷光。在此，在发射荧光的化合物(以下，称为荧光化合物)中，通常在室温下无法观察到磷光，且只能观察到荧光。因此，基于S*:T*＝1:3，使用荧光化合物的发光元件中的内部量子效率(所生成的光子与所注入的载流子之比)的理论上的极限被认为是25％。另一方面，如果使用发射磷光的化合物(以下称为磷光化合物)，则内部量子效率在理论上可达到100％。换言之，与使用荧光化合物相比，可以得到较高的发光效率。根据上述理由，为了实现高效率的发光元件，近年来积极地开发出使用磷光化合物的发光元件。尤其是，作为磷光化合物，以铱等为中心金属的有机金属配合物由于其高磷光量子产率已受到关注。例如，专利文献1公开了以铱为中心金属的有机金属配合物作为磷光材料。当使用上述磷光化合物形成发光元件的发光层时，为了抑制磷光化合物的浓度猝灭或者由三重态-三重态湮灭导致的猝灭，通常以使该磷光化合物分散在另一种化合物的矩阵中的方式形成发光层。在此，用作矩阵的化合物被称为主体材料，分散在矩阵中的化合物诸如磷光化合物被称为客体材料。[参考文献][专利文献][专利文献1]国际公开第00/70655号小册子
技术实现思路
然而，一般认为有机EL元件中的光提取效率为20％至30％左右。因此，当考虑到由反射电极和透明电极吸收光时，使用磷光化合物的发光元件的外部量子效率的极限为最高约25％。本专利技术的一个方式的一个目的是提供一种外部量子效率高的发光元件。本专利技术的一个方式的另一目的是提供一种寿命长的发光元件。本专利技术的一个方式是一种发光元件，其包括：在一对电极之间包含磷光化合物、第一有机化合物以及第二有机化合物的发光层，其中，第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物。本专利技术的另一个方式是一种发光元件，其包括：在一对电极之间包含磷光化合物、第一有机化合物以及第二有机化合物的发光层，其中，第一有机化合物和第二有机化合物的组合形成激基复合物，并且所述激基复合物对磷光化合物起作用以使所述磷光化合物发射磷光。本专利技术的另一个方式是一种发光元件，其包括：在一对电极之间包含磷光化合物、第一有机化合物以及第二有机化合物的发光层，其中，第一有机化合物的单重态激子形成激基复合物。本专利技术的另一个方式是一种发光元件，其包括：在一对电极之间包含磷光化合物、第一有机化合物以及第二有机化合物的发光层，其中，第一有机化合物的阴离子和第二有机化合物的阳离子形成激基复合物。在上述发光元件中，激基复合物的激发能量优选转移到磷光化合物以使该磷光化合物发射磷光。在上述发光元件中，第一有机化合物和第二有机化合物中的至少一方优选为荧光化合物。在上述发光元件中，磷光化合物优选为有机金属配合物。本专利技术的一个方式的发光元件可以应用于发光装置、电子装置及照明装置。本专利技术的一个方式可以提供一种外部量子效率高的发光元件。本专利技术的另一个方式可以提供一种寿命长的发光元件。附图说明图1A和图1B是示出有关实施例1的吸收光谱及发射光谱的图；图2A和图2B是示出有关实施例2的吸收光谱及发射光谱的图；图3是示出实施例3的发光元件的电流密度-亮度特性的图；图4是示出实施例3的发光元件的电压-亮度特性的图；图5是示出实施例3的发光元件的亮度-电流效率特性的图；图6是示出实施例3的发光元件的亮度-外部量子效率特性的图；图7是示出实施例3的发光元件的发射光谱的图；图8是示出实施例3的发光元件的可靠性测试的结果的图；图9是示出实施例4的发光元件的电流密度-亮度特性的图；图10是示出实施例4的发光元件的电压-亮度特性的图；图11是示出实施例4的发光元件的亮度-电流效率特性的图；图12是示出实施例4的发光元件的亮度-外部量子效率特性的图；图13是示出实施例4的发光元件的发射光谱的图；图14是示出实施例4的发光元件的可靠性测试的结果的图；图15是示出实施例中发光元件的结构的图；图16A至图16C是示出本专利技术的一个方式的发光元件的图；图17是示出在本专利技术的一个方式中应用的激基复合物的能级的图；图18A和图18B是示出有关实施例5的吸收光谱及发射光谱的图；图19是示出实施例6的发光元件的电流密度-亮度特性的图；图20是示出实施例6的发光元件的电压-亮度特性的图；图21是示出实施例6的发光元件的亮度-电流效率特性的图；图22是示出实施例6的发光元件的亮度-外部量子效率特性的图；图23是示出实施例6的发光元件的发射光谱的图；图24是示出实施例6的发光元件的可靠性测试的结果的图；图25是说明本专利技术的一个方式的概念的图；图26A和图26B是示出有关实施例7的吸收光谱及发射光谱的图；图27是示出实施例8的发光元件的电流密度-亮度特性的图；图28是示出实施例8的发光元件的电压-亮度特性的图；图29是示出实施例8的发光元件的亮度-电流效率特性的图；图30是示出实施例8的发光元件的亮度-外部量子效率特性的图；图31是示出实施例8的发光元件的发射光谱的图；图32A和图32B是示出有关实施例9的吸收光谱及发射光谱的图；图33是示出实施例10的发光元件的电流密度-亮度特性的图；图34是示出实施例10的发光元件的电压-亮度特性的图；图35是示出实施例10的发光元件的亮度-电流效率特性的图；图36是示出实施例10的发光元件的亮度-外部量子效率特性的图；图37是示出实施例10的发光元件的发射光谱的图；图38是示出实施例10的发光元件的可靠性测试的结果的图；图39A和图39B是示出有关实施例11的吸收光谱及发射光谱的图；图40是示出实施例12的发光元件的电流密度-亮度特性的图；图41是示出实施例12的发光元件的电压-亮度特性的图；图42是示出实施例12的发光元件的亮度-电流效率特性的图；图43是示出实施例12的发光元件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包括：一对电极；以及所述一对电极之间的发光层，该发光层包括磷光化合物、第一有机化合物和第二有机化合物，其中，通过选择所述第一有机化合物和所述第二有机化合物，使所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物，以及其中，通过利用所述基激复合物的发射光谱和所述磷光化合物的吸收光谱之间的重叠，来转移所述基激复合物的激发能量。

【技术特征摘要】
2011.02.16 JP 2011-0314621.一种发光元件，包括：一对电极；以及所述一对电极之间的发光层，该发光层包括磷光化合物、第一有机化合物和第二有机化合物，其中，通过选择所述第一有机化合物和所述第二有机化合物，使所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物，以及其中，通过利用所述基激复合物的发射光谱和所述磷光化合物的吸收光谱之间的重叠，来转移所述基激复合物的激发能量。2.一种发光元件，包括：一对电极；以及所述一对电极之间的发光层，该发光层包括磷光化合物、第一有机化合物和第二有机化合物，其中，通过选择所述第一有机化合物和所述第二有机化合物，使所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物，以及其中，通过利用所述基激复合物的发射光谱和所述磷光化合物的位于最长波长一侧的吸收带之间的重叠，来转移所述基激复合物的激发能量。3.一种发光元件，包括：一对电极；以及所述一对电极之间的发光层，该发光层包括磷光化合物、第一有机化合物和第二有机化合物，其中，通过选择所述第一有机化合物和所述第二有机化合物，使所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物，以及其中，在单重态和三重态下，所述基激复合物的激发能量都从所述基激复合物转移到所述磷光化合物。4.一种发光元件，包括：一对电极；以及所述一对电极之间的发光层，该发光...

【专利技术属性】
技术研发人员：下垣智子，濑尾哲史，大泽信晴，井上英子，铃木邦彦，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：日本;JP