有机电致发光元件及其制造方法以及发光方法技术

有机EL元件(10)在第一电极(2)与第二电极(4)之间至少具备：含有至少1种TADF材料作为主体材料的至少1层的激子生成层(33)；和含有至少1种荧光发光材料的至少1层的荧光发光层(34)。

Organic electroluminescent element and method of manufacturing the same

Organic EL element (10) on the first electrode (2) and second (4) between the electrodes at least: containing at least 1 kinds of TADF materials as the exciton generated at least 1 layer layer material (33); and contains at least 1 kinds of fluorescence of fluorescent materials at least 1 layer light emitting layer (34).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机电致发光元件及其制造方法以及发光方法。
技术介绍
近年来，作为代替液晶显示装置的显示装置，开发了使用有机电致发光(以下称为“有机EL”)的自发光型的显示装置。有机EL元件能够以几V～几十V左右的电压进行发光，因为是自发光型的，所以视野角宽、视认性高，另外，因为是薄膜型的完全固体元件，所以从节省空间和便携性等观点出发受到关注。有机EL元件具有利用阴极和阳极夹着含有由有机化合物构成的发光材料的发光层的结构。有机EL元件，将电子和空穴注入到发光层，使它们复合，由此生成激子，利用该激子失活时的光的放出而进行发光。发光材料通过基态(S0)的有机分子吸收光能、HOMO(最高占据轨道)能级的分子向LUMO(最低空轨道)能级跃迁而被激发。有机分子的激发态存在自旋多重度不同的以下2种状态：HOMO与LUMO的自旋方向平行的单重激发态(S1)；和HOMO与LUMO的自旋方向反向平行的三重激发态(T1)。图11的(a)是表示通常的发光材料的激子生成状态的说明图，图11的(b)是示意性地表示后述的热活化延迟发光(热活化延迟荧光(TADF))材料的激子生成状态的说明图。通常，发光层由承担空穴和电子的传输的主体材料、和承担发光的发光掺杂剂(客体)材料的二成分体系形成。发光掺杂剂均匀地分散在作为主要成分的主体材料中。如图11的(a)所示，通常，在掺杂剂使用发光材料的有机EL元件的激子生成过程中，作为单重激发态的激子的单重态激子的生成概率只有25％。剩余的75％生成作为三重激发态的激子的三重态激子。但是，从单重激发态向基态的跃迁是自旋多重度相同的状态间的跃迁，而从三重激发态向基态的跃迁是自旋多重度不同的状态间的跃迁。因此，从三重激发态向基态的跃迁是禁阻跃迁，跃迁需要时间。其结果，三重态激子不会以发光的形式失活，而是转化成热能等以热的形式失活，对发光没有贡献。因此，以往的荧光发光材料(以下，也有时简记为“荧光材料”)，虽然具有优异的高电流密度特性和材料选择的多样性等很多优点，但是只有25％的单重态激子能够用于发光。因此，近年来，开发了单重激发态的能量(激发单重态能级：以下记作“S1能级”)与三重激发态的能量(激发三重态能级：以下记作“T1能级”)的能量差极小的热活化延迟发光(TADF)材料，如图11的(b)所示，用于使三重态激子返回到单重态激子而使其有助于发光的研究正在进行。TADF材料从作为主体材料使用的材料(TADF主体材料)和作为掺杂剂使用的材料(TADF掺杂剂材料)两方面进行了开发。但是，从TADF主体向TADF掺杂剂的S1能级间的跃迁(能量转移)却不一定会发生。为了发生这样的跃迁，TADF主体材料的S1能级与TADF掺杂剂材料的S1能级之间的能量关系变得重要。但是，难以找出TADF材料彼此相合性好的组合。而非TADF材料丰富地存在。因此，如果是像TADF主体材料与一般的荧光材料的组合、或者一般的主体材料(非TADF主体材料)与TADF掺杂剂的组合那样的、TADF材料与非TADF材料的组合，则开发变得容易。因此，到目前为止，主要进行了将TADF材料与非TADF材料组合的有机EL元件的开发。专利文献1、2中公开了发光层含有TADF材料和非TADF材料的有机EL元件。以下，列举专利文献1为例进行说明。专利文献1中的有机EL元件，在第一电极与第二电极之间至少具有发光层。发光层至少含有：作为发光物质的荧光材料；和TADF材料。从TADF材料的单重激发态，向荧光材料的单重激发态发生能量转移。另外，TADF材料的三重激发态，反向系间窜越至TADF材料的单重激发态之后，向荧光材料A的单重激发态发生能量转移。由此，在专利文献1中，被认为高效率地由荧光材料的单重激发态产生发光。现有技术文献专利文献专利文献1：日本公开特许公报“特开2014-45179号公号(2014年3月13日公开)”专利文献2：日本公开特许公报“特开2014-22666号公报(2014年2月3日公开)”
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题图12是示意性地表示如专利文献1、2那样TADF材料和一般的荧光材料(非TADF材料)混合而得到的混合发光层中的激子生成状态的说明图。如图12所示，在TADF材料与由非TADF材料构成的荧光材料混合时，必然会些许地由上述非TADF材料生成激子。当由上述非TADF材料自身生成激子时，在该非TADF材料的T1能级生成三重态激子，成为非发光成分。因此，由上述非TADF材料生成的三重态激子成为发光效率降低的主要原因。本专利技术是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供能够使发光效率比以往提高的有机电致发光元件及其制造方法以及发光方法。用于解决技术问题的手段为了解决上述技术问题，本专利技术的一个方式的有机电致发光元件在阳极与阴极之间至少具备：含有至少1种热活化延迟荧光材料作为主体材料的至少1层的激子生成层；和含有至少1种荧光发光材料的至少1层的荧光发光层。另外，为了解决上述技术问题，本专利技术的一个方式的有机电致发光元件的制造方法包括在阳极与阴极之间形成有机层的有机层形成工序，上述有机层形成工序包括：形成含有至少1种热活化延迟荧光材料作为主体材料的激子生成层的工序；和形成含有至少1种荧光发光材料的荧光发光层的工序。另外，为了解决上述技术问题，本专利技术的一个方式的发光方法是使在含有热活化延迟荧光材料的激子生成层中生成的激子向在该激子生成层以外另外设置的荧光发光层的荧光发光材料进行福斯特转移(Forstertransition，福斯特跃迁)而发光的方法。专利技术效果根据本专利技术的一个方式，即使承担空穴和电子的传输的作为主体材料的热活化延迟荧光材料与承担发光的荧光发光材料不直接接触，也能够发生从热活化延迟荧光材料的激发单重态能级向荧光发光材料的激发单重态能级的能量转移(福斯特转移)。因此，如上所述，通过在荧光发光层以外另外设置激子生成层，能够防止热活化延迟荧光材料与荧光发光材料在同一层内混合，能够提供能够使发光效率比以往提高的有机电致发光元件。另外，如上所述，通过使在含有热活化延迟荧光材料的激子生成层中生成的激子向在该激子生成层以外另外设置的荧光发光层的荧光发光材料进行福斯特转移，能够提供发光效率比以往高的发光方法。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式1所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图2的(a)～(c)是示意性地表示本专利技术的实施方式1所涉及的有机EL元件中的激子生成层与荧光发光层之间的福斯特转移的说明图。图3是表示本专利技术的实施方式2所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图4是表示本专利技术的实施方式3所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图5是表示本专利技术的实施方式4所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图6是表示本专利技术的实施方式5所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图7是表示本专利技术的实施方式6所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图8是表示本专利技术的实施方式7所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图9是表示本专利技术的实施方式8所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图10是表示本专利技术的实施方式9所涉及的有机EL元件的概略结构的截面图。图11的(a)是表示一般的发光材料的激子生成状态的说明图，(b)是示意性地表示TADF材料的激子生成状态的说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电致发光元件，其特征在于：在阳极与阴极之间至少具备：含有至少1种热活化延迟荧光材料作为主体材料的至少1层的激子生成层；和含有至少1种荧光发光材料的至少1层的荧光发光层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.22 JP 2014-1699271.一种有机电致发光元件，其特征在于：在阳极与阴极之间至少具备：含有至少1种热活化延迟荧光材料作为主体材料的至少1层的激子生成层；和含有至少1种荧光发光材料的至少1层的荧光发光层。2.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其特征在于：从所述激子生成层的任意位置到所述荧光发光层的最短距离为10nm以下。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：所述激子生成层中的热活化延迟荧光材料的激发单重态能级的能级与所述荧光发光层中的荧光发光材料的激发单重态能级的能级相同，或者高于所述荧光发光层中的荧光发光材料的激发单重态能级的能级。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：所述激子生成层中的热活化延迟荧光材料的HOMO能级高于所述荧光发光层中的荧光发光材料的HOMO能级，所述激子生成层中的热活化延迟荧光材料的LUMO能级低于所述荧光发光层中的荧光发光材料的LUMO能级。5.如权利要求1～4中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述荧光发光层中含有的荧光发光材料为热活化延迟荧光材料。6.如权利要求1～5中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述激子生成层叠层在比所述荧光发光层更靠阳极侧的位置。7.如权利要求1～5中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述激子生成层叠层在比所述荧光发光层更靠阴极侧的位置。8.如权利要求1～5中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：在所述阳极与所述阴极之间设置有多个所述荧光发光层。9.如权利要求8所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述多个荧光发光层夹着所述激子生成层叠层。10.如权利要求1～9中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：在所述阳极与所述阴极之间还具备阻挡层，所述激子生成层、所述荧光发光层和所述阻挡层依次叠层，并且所述荧光发光层与所述阻挡层彼此相邻地叠层。11.如权利要求1～5中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：在所述阳极与所述阴极之间设置有多个所述激子生成层。12.如权利要求11所述的有机电致发光元件，其特征在于：所述多个激子生成层夹着所述荧光发光层叠层。13.如权利要求1～7、11、12中任一项所述的有机电致发光元件，其特征在于：在所述阳极与所述阴极之间还具备阻挡层，所述荧光发光层、所述激子生成层和所述阻挡层依次叠层，并且所述激子生成层与所述阻挡层彼此相邻地叠层。14.如权利要求1～7、8～13中任一项所述的有机电致发光元件，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：塚本优人，菊池克浩，内田秀树，小池英士，井上智，小原将纪，松永和树，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP