有机电致发光元件制造技术

本发明专利技术涉及一种包含阳极层、阴极层以及其间夹持的有机发光层的有机电致发光元件，所述有机发光层包含玻璃化转变温度在１１０℃以上的咔唑衍生物和磷光性掺杂剂。该构成所提供的有机电致发光元件即使在室温条件下也能利用咔唑衍生物的三重线激子状态，而且具有实用的寿命时间，同时耐热性能优异。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有机电致发光元件(以下有的地方简称为有机EL元件)。具体说，本专利技术涉及利用有机发光材料(基质材料)的三重线激子的有机EL元件。(1)由于全部为固体元件，因此易于制造和使用。(2)能够自己发光，因此不需发光部件。(3)由于在视觉上易于辨认，因此适用于显示部件。(4)易于全色化。作为该有机EL元件的发光机理，一般而言，是利用了有机发光媒体中处于一重线激发状态(有些地方称之为S1状态)的荧光分子，其放射迁移至基态时产生能量变化，称之为荧光发光现象。此外，设想在有机发光媒体中还存在处于三重线激发状态(有的地方称之为T1状态)的荧光分子，由于无法向基态进行放射迁移，因此这些荧光分子通过非放射性迁移，从三重线激发状态慢慢地向其他状态迁移。其结果是，在没有荧光发光的情况下，释放出了热能。因此，一重线和三重线就意味着由于荧光分子的全自旋角动量与全轨道角动量组合数的不同而确定的能量的多重性。即一重线激发状态定义为，从无不成对电子的基态，在电子的自旋状态不变的情况下，让一个电子迁移至更高能级时的能量状态。三重线激发状态定义为，在电子的自旋状态反向的状态下，让一个电子迁移至更高能级时的能量状态。当然，从上述定义的三重线激发状态产生的光，即使在很低的温度，例如液氮的液化温度(零下196℃)，也能观察到，但不在实用的温度条件下，发光量很少。以往有机EL元件发光的全效率与注入的电荷载体(电子和空穴)的再结合效率(φrec)以及生成的激子产生的放射迁移概率(φrad)有关，因此有机EL元件发光的全效率(φel)用下式表示。Φel＝φrec×0.25φrad其中，式中φrad的系数0.25是将一重线激子的生成概率认为是1/4产生的。因此，再结合以及激子的放射衰减，其产生的概率系数假设为1，则有机EL元件的发光效率的理论上限值为25％。这样，以往的有机EL元件实质上没能利用三重线激子，基于仅一重线激子产生放射迁移的事实，发现的问题是发光效率的上限值低。因此，文献1报告了即使在室温条件下，利用有机发光材料(基质材料)的三重线激子(三重线激发状态)，通过将能量从生成的三重线激子转移至磷光性掺杂剂，产生荧光发光现象。更具体说，其报告了含有由下式(6)所示的4，4-N，N-二咔唑联苯和作为磷光性掺杂剂的Ir络合物构成的有机发光层的有机EL元件产生的荧光发光现象。 但是，文献1所记载的有机EL元件的半衰期寿命不足150小时，作为有机EL元件不具备实用性。因此，本申请的专利技术人进行了锐意的研究，其结果发现，文献1记载的4，4-N，N-二咔唑联苯与Ir络合物的组合，4，4-N，N-二咔唑联苯的玻璃化转变温度低，不足110℃，与Ir络合物组合的情况下，有机发光层容易结晶，缩短了有机EL元件的寿命。另一方面，例如，对于车上装载用的有机EL元件，考虑到夏季车内环境等，对耐热性的要求变得越来越高。因此，本专利技术的目的在于，鉴于上述问题提供一种有机EL元件，该元件即使在室温条件下，也能利用有机发光材料(基质材料)的三重线激子状态，产生荧光发光(含有磷光发光)，而且具有实用的寿命时间，同时具有优异的耐热性能。也就是说，该有机EL元件，即使在室温条件下，也能利用有机发光材料的三重线激子状态，同时其具有实用的寿命时间，例如，其半衰期为300小时以上，而且耐热性能优异，能够充分满足作为车上装载用的有机EL元件的使用要求。此外，对于构成本专利技术有机EL元件的咔唑衍生物，优选为下述一般式(1)～(4)所示的化合物中的至少一种。 这样，以该咔唑衍生物为基质材料，用于有机发光层的有机EL元件，不仅能更有效地利用三重线激子状态，而且具有实用的寿命时间。此外，构成本专利技术有机EL元件时，优选具有至少2个咔唑骨架的咔唑衍生物。这样的咔唑衍生物，其三重线能量值大，即使在室温条件(20℃)下，也不仅能更有效地利用三重线激子状态，而且具有实用的寿命时间。 构成本专利技术有机EL元件的咔唑衍生物的三重线能量称作E1、磷光性掺杂剂的三重线能量值称为E2时，优选其关系满足E1＞E2。在该构成情况下，能够确实使咔唑衍生物的三重线能量向磷光性掺杂剂移动，即使在室温条件(20℃)下，也能利用三重线能量产生荧光发光。另外，构成本专利技术有机EL元件的咔唑衍生物的三重线能量(E1)的值优选为21,000cm-1以上。也就是说，三重线能量值21000cm-1与光的波长488nm相对应，而一般各种磷光性掺杂剂的三重线能量都在488nm的光能量以下。因此，通过使用该三重线能量值大的咔唑衍生物，能够使用各种磷光性掺杂剂。对于该三重线能量值大的咔唑衍生物，通过适当选择磷光性掺杂剂的种类，能够很容易地获得绿色、黄色、橙色、朱色、红色等的发光。另外，构成本专利技术有机EL元件的咔唑衍生物，不仅具有三重线能量值在21,000cm-1以上的环结构，而且该环结构优选芳香族环和杂环、或其中任一种环结构。之所以选择该咔唑衍生物，原因在于能更有效地使该咔唑衍生物的三重线能量向磷光性掺杂剂迁移。也就是说，原因在于，如果具有三重线能量小于21,000cm-1的环结构，对于该环结构，有时三重线能量迁移了，于是向磷光性掺杂剂迁移的三重线能量减少。另外，构成本专利技术有机EL元件的磷光性掺杂剂优选是含有从Ir(铱)、Ru(钌)、Pd(钯)、Pt(铂)、Os(锇)和Re(铼)中选出的至少一种金属的金属络合物。由于具有该构成，能够有效地使能量从作为基质材料的咔唑衍生物的三重线激子向作为磷光性掺杂剂的这些金属络合物迁移。另外，构成本专利技术有机EL元件的金属络合物的配位体的至少一个优选具有从由苯基吡啶骨架、联二吡啶骨架和菲绕啉骨架构成的一组中选取的至少一个骨架。由于分子内具有大体积的这些吸电子骨架，因此能够有效地使能量从咔唑衍生物的三重线激子进行迁移。另外，构成本专利技术有机EL元件的磷光性掺杂剂的配合量，以咔唑衍生物的配合量为100重量份计，优选在0.1～30重量份的范围内。该构成能使磷光性掺杂剂混合均一，对于磷光性掺杂剂而言，能使能量有效地从咔唑衍生物的三重线激子进行迁移。另外，在本专利技术有机EL元件中，优选在阳极层和阴极层之间设有空穴阻挡层和电子注入层，或其任一种，同时，该空穴阻挡层和电子注入层中含有碱金属。该构成不仅能实现有机EL元件的低电压化，而且能使其寿命更长。本专利技术实施的最好形态针对本专利技术有机EL元件的实施形态，参照附图说明图1进行说明。图1为有机EL元件102的剖面图，其表示了在基板18上依次层压阳极层10、有机发光层14和阴极层16的结构。以下，以该实施形态中构成特征部分有机发光层14的咔唑衍生物(基质材料)和磷光性掺杂剂为中心进行说明。因此，对于其他构成部分，例如阳极层10、阴极层16的构成和制法，进行简要说明，对于没有提及的部分，可以采用有机EL元件领域中一般众所周知的构成和制法。1.咔唑衍生物(1)种类1本专利技术实施形态中，作为基质材料，以在有机发光层中使用玻璃化转变温度在110℃以上的咔唑衍生物为特征。其原因在于，该基质材料如果为咔唑衍生物，通过与后述的磷光性掺杂剂组合，即使在室温条件(20℃)下，也能有效地利用咔唑衍生物的三重线激子状态。也就是说，通过有效地将能量从咔唑衍生物生成的三重线状态向磷光性掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电致发光元件，其包含阳极层、阴极层以及其间夹持的有机发光层，所述有机发光层包含玻璃化转变温度在１１０℃以上的咔唑衍生物和磷光性掺杂剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：细川地潮，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]