发光元件制造技术

提供一种具有25%左右的极高的效率的发光元件。发光元件包括包含磷光客体、n型主体及p型主体的发光层，发光层夹在含n型主体的n型层与含p型主体的p型层之间，并且在发光层中n型主体和p型主体可以形成激基复合物。在实现1200cd/m2的亮度的低驱动电压（2.6V）下，发光元件显示极高的发光效率（74.3lm/W的功率效率，24.5%的外部量子效率，19.3%的能量效率）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发光元件
本专利技术涉及利用有机电致发光(EL:Electroluminescence)现象的发光元件(以下，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。在有机EL元件的基本结构中，包含发光性有机化合物的层(以下，也称为发光层)夹在一对电极之间。由于可实现薄型轻量化、能够对输入信号进行高速响应且能够实现直流低电压驱动等的特性，有机EL元件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，因此被期望应用于液晶显示器的背光灯和照明等的光源。有机EL元件的发光机理是载流子注入型。换言之，通过对于夹在电极之间的发光层的电压的施加，从电极注入的电子和空穴复合，以使发光物质被激发，并且当该激发态回到基态时发射光。激发态的种类可能有两种:单重激发态和三重激发态。此外，发光元件中的单重激发态和三重激发态的统计学上的生成比例被认为1:3。通常，发光性有机化合物的基态是单重态。因此，来自单重激发态的发光被称为荧光，因为该发光由于相同的自旋多重态之间的电子跃迁而发生。另一方面，来自三重激发态的发光被称为磷光，其中不同的自旋多重态之间发生电子跃迁。在此，在发射荧光的化合物(以下，称为荧光化合物)中，通常，在室温下观察不到磷光，且只能观察到荧光。因此，基于上述单重激发态和三重激发态的比例(=1:3)，包含荧光化合物的发光元件中的内部量子效率(所生成的光子和所注入的载流子的比例)被认为具有25%的理论极限。另一方面，当使用发射磷光的化合物(以下称为磷光化合物)时，内部量子效率在理论上可提高到100%。换言之，与当使用荧光化合物时相比，可以得到高发光效率。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包含磷光化合物的发光元件。由于其高磷光量子效率，作为磷光化合物，具有铱等作为中心金属的有机金属配合物受到关注。例如，在专利文献I中，作为磷光材料公开有具有铱作为中心金属的有机金属配合物。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中的浓度猝灭或者由三重态-三重态湮灭导致的猝灭，经常以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，且分散在矩阵中的化合物诸如磷光化合物被称为客体。对于将磷光化合物用作客体的这种发光元件中的发光，通常有几个基本过程，并以下对该基本过程进行说明。(I)在客体分子中电子和空穴复合、客体分子被激发的情况(直接复合过程)。(1-1)在客体分子的激发态为三重激发态时，客体分子发射磷光。(1-2)在客体分子的激发态为单重激发态时，处于单重激发态的客体分子经过到三重激发态的系间跨越(intersystem crossing)而发射磷光。换言之，(I)中的直接复合过程中，只要客体分子的系间跨越效率及磷光量子效率闻，就可以获得闻发光效率。(2)在主体分子中电子和空穴复合、而主体分子处于激发态的情况(能量转移过程)。(2-1)在主体分子的激发态为三重激发态且主体分子的三重激发能级(Tl能级)高于客体分子的Tl能级时，激发能量从主体分子转移到客体分子，由此客体分子处于三重激发态。处于三重激发态的客体分子发射磷光。注意，需要考虑到对于主体分子的三重激发能级(Tl能级)的反向能量转移。从而，主体分子的Tl能级需要比客体分子的Tl能级高。(2-2)在主体分子的激发态为单重激发态且主体分子的SI能级高于客体分子的SI能级及Tl能级时，激发能量从主体分子转移到客体分子，由此客体分子处于单重激发态或三重激发态。处于三重激发态的客体分子发射磷光。此外，处于单重激发态的客体分子经过到三重激发态的系间跨越而发射磷光。换言之，在(2)中的能量转移过程中，不但三重激发能，而且主体分子的单重激发能高效地转移到客体分子是显著重要的。鉴于上述能量转移过程，在主体分子的激发能转移到客体分子之前，当主体分子本身通过作为光或热发 射激发能量而发生失活时，发光效率降低。〈能量转移过程〉以下，详细说明分子间的能量转移过程。首先，作为分子间的能量转移机理，提倡了以下两个机理。提供激发能的分子被称为主体分子，而接受激发能的分子被称为客体分子。[0021 ]《福斯特(Forster)机理(偶极-偶极相互作用)》福斯特机理(也称为福斯特共振能量转移(Forster resonance energytransfer))对于能量转移不需要分子间的直接接触。通过主体分子和客体分子间的偶极振荡的共振现象，发生能量转移。通过偶极振荡的共振现象，主体分子给客体分子供应能量，由此主体分子处于基态，且客体分子处于激发态。公式(I)示出福斯特机理的速度常数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包括：第一电极；所述第一电极上的第一层，该第一层包含其空穴传输性比其电子传输性高的第一有机化合物；所述第一层上的发光层，该发光层包含磷光化合物、所述第一有机化合物以及其电子传输性比其空穴传输性高的第二有机化合物；所述发光层上的第二层，该第二层包含所述第二有机化合物；以及所述第二层上的第二电极，其中，选择所述第一有机化合物及所述第二有机化合物，以便在其间形成激基复合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.30 JP 2011-0742721.一种发光兀件，包括: 第一电极； 所述第一电极上的第一层，该第一层包含其空穴传输性比其电子传输性高的第一有机化合物； 所述第一层上的发光层，该发光层包含磷光化合物、所述第一有机化合物以及其电子传输性比其空穴传输性高的第二有机化合物； 所述发光层上的第二层，该第二层包含所述第二有机化合物；以及 所述第二层上的第二电极， 其中，选择所述第一有机化合物及所述第二有机化合物，以便在其间形成激基复合物。2.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述磷光化合物是有机金属配合物。3.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述磷光化合物包含铱。4.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第一有机化合物是芳香胺或咔唑衍生物。5.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第二有机化合物具有η电子缺乏型芳杂环。6.根据权利要求5所述的发光元件，其中，所述π电子缺乏型芳杂环是具有其电负性大于碳的元素作为所述环的构成元素的六元环。7.根据权利要求5所述的发光元件，其中，所述π电子缺乏型芳杂环是苯并喹喔啉。8.根据权利要求1所述的发光元件，还包括所述第一电极与所述第一层之间的空穴传输层。9.根据权利要求1所述的发光元件，还包括所述第二电极与所述第二层之间的电子传输层。10.根据权利要求1所述的发光元件， 其中，所述第一层还包括所述第二有机化合物， 并且，在所述第一层中，在从所述第一电极到所述发光层的方向上所述第二有机化合物的浓度变化。11.根据权利要求1所述的发光元件， 其中，所述第二层还包括所述第一有机化合物， 并且，在所述第二层中，在从所述第二电极到所述发光层的方向上所述第一有机化合物的浓度变化。12.根据权利要求1所述的发光元件，其中，在所述发光层中，在所述第一层到所述第二层的方向上所述第一有机化合物的浓度及所述第二有机化合物的浓度变化。13.—种包括根据权利要求1所述的发光元件的电子设备。14.一种包括根据权利要求1所 述的发光元件的照明装置。15.—种发光兀件,包括: 第一电极； 所述第一电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，濑尾哲史，下垣智子，大泽信晴，井上英子，门间裕史，尾坂晴惠，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：
国别省市：