有機電致發光元件及新型的醇可溶性磷光發光材料的製作方法

2023-05-12 04:51:46 2

專利名稱：有機電致發光元件及新型的醇可溶性磷光發光材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及有機電致發光元件以及新型的醇可溶性磷光發光材料，更具體地說，涉及具有在具有多層結構的有機電子元件的製造中可以通過溼式法來形成、且電子注入特性、電子傳輸特性、耐久性和發光效率優異的發光層的有機電致發光元件以及可以適用於其製造中的新型的醇可溶性磷光發光材料。
背景技術：
在陽極與陰極之間設置有發光性有機層(有機電致發光層)的有機電致發光(EL)元件(以下稱為「有機EL元件」)與無機EL元件相比，具有可以在直流低電壓下驅動、亮度和發光效率高的優點，作為下一代的顯示裝置受到關注。最近市售全彩顯示面板，盛行對於 顯示面的大型化、耐久性的提高等進行研究開發。有機EL元件為通過所注入的電子與空穴(hole)再結合而將有機化合物電激發使其發光的電發光元件。在說明有機層壓薄膜元件以高亮度發光的〕f '、，^社的Tang等人的報告(參照非專利文獻I)以後，很多企業及研究機構對於有機EL元件進行研究，^夕' 'y夂社提出的有機EL元件的代表性的結構為在作為透明陽極的ITO (氧化銦錫)玻璃基板上依次層壓有作為空穴傳輸材料的二胺化合物、作為發光材料的三(8-羥基喹啉)鋁(III)、作為陰極的Mg:Al，在IOV左右的驅動電壓下觀測到約1000cd/cm2的綠色發光。現在研究及實用化的層壓型有機el元件基本上沿襲該- ￥ y，社的結構。有機EL元件根據其構成材料大致被分為高分子類有機EL元件和低分子類有機EL元件，前者通過溼式法製造，後者通過氣相沉積法和溼式法中的任意一種製造。高分子類有機EL元件由於難以獲得元件的製造中使用的導電性高分子材料的空穴傳輸特性與電子傳輸特性的平衡，因此近年，將電子傳輸、空穴傳輸和發光的功能分離的層壓型低分子類有機EL元件趨向成為主流。在層壓型低分子類有機EL元件中，由於設置在發光性有機層與電極之間的電子傳輸層、電子注入層和空穴傳輸層的性能大幅影響裝置特性，因此盛行對它們的性能提高進行研究開發，對於電子傳輸層和電子注入層有很多改良研究的報告。例如，在專利文獻I中，提出了通過將電子傳輸性的有機化合物與含有作為功函數(電負性)低的金屬的鹼金屬的金屬化合物氣相共沉積，使金屬化合物混入到電子注入層中，由此實現電子注入層的特性的改善的技術方案。此外，在專利文獻2中，提出了使用氧化膦化合物作為電子傳輸材料的技術方案。進一步地，在專利文獻3中，提出了作為電子傳輸層的構成，在具有配位部位的有機化合物中摻雜鹼金屬的方法。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2005-63910號公報專利文獻2 :日本特開2002-63989號公報
專利文獻3 :日本特開2002-352961號公報非專利文獻非專利文獻I C. ff. Tang, S. A. VanSlyke 著、《Organic electroluminescentdiodes》、Applied Physics Letters (美國)、美國物理學會(The American Institute ofPhysics) ,1987 年 9 月 21 日、第 51 卷、第 12 號、ρ· 913-91
發明內容
然而，專利文獻I 3中記載的電子注入層、電子傳輸材料和電子傳輸層都是以實現工作電壓的降低、發光效率的提高為目的，難說實現了利用溼式法形成多層結構、耐久性 的提高。此外，在這些發明中，由於電子傳輸層和電子注入層通過真空氣相沉積法成膜，必需大型設備，並且同時將兩種以上材料氣相沉積時難以精密調整氣相沉積速度，還存在生產性差的問題。利用溼式法進行的層壓型低分子類有機EL元件的製造方法大致分為兩種，ー種是將下層制膜後、通過熱或光進行交聯或聚合不溶化來將上層制膜的方法，另ー種是下層和上層使用溶解性大不相同的材料的方法。前者的方法中，材料的選擇範圍寬，另ー方面在交聯或聚合反應結束後難以除去反應引發劑或未反應物，耐久性存在問題。此外，後者的方法中，難以選擇材料，另ー方面不伴隨有交聯或聚合等化學反應，因此與前者的方法相比，可以形成純度高且耐久性高的元件。如上所述，認為在利用溼式法進行的層壓型低分子類有機EL元件的製造中，儘管存在難以選擇材料的問題，然而利用了各層的構成材料的溶解性不同的後者的方法是合適的。然而，難以進行利用了各層的構成材料的溶解性不同的層壓的主要原因之ー為，導電性高分子或可以進行旋塗的有機半導體大部分僅溶於甲苯、氯仿、四氫呋喃等溶劑性能比較高的溶劑中，若用P型的導電性高分子將空穴傳輸層成膜後，使用同樣的溶劑利用N型導電性高分子進行旋塗，則侵蝕底層的空穴傳輸性高分子，存在不能形成具有平坦、缺陷少的PN界面的層壓結構的問題。特別是使用噴墨法吋，由於溶劑通過自然乾燥而除去，溶劑的滯留時間延長，因此空穴傳輸層或發光層的侵蝕變得劇烈，有可能非常難以得到實用上沒有問題的裝置特性。在通過使用最適於電子傳輸、空穴傳輸和發光的各種功能的材料，可以期待性能提高方面，優選分離各功能，增多層壓在陽極與陰極之間的層的數目。然而，層壓數的増大有可能產生步驟數或製造所需的節拍時間的増大、以及隨著溶劑所導致的下層的侵蝕而性能降低等問題。本發明是鑑於上述情況而提出的，其目的在於，提供具有在具有多層結構的有機電子元件的製造中可以通過溼式法形成且電子注入特性、電子傳輸特性、耐久性和發光效率優異的發光層的有機電致發光元件以及可以適用於其製造中的新型醇可溶性磷光發光材料。按照上述目的的本發明的第一方案通過提供下述有機電致發光元件來解決上述課題，該有機電致發光元件為具有以插入到陽極與陰極之間的方式層壓的多層有機化合物層的有機電致發光元件，其中，上述多層有機化合物層具有由在醇類溶劑中不溶的有機化合物形成的空穴傳輸層、和在上述空穴傳輸層與上述陰極對置ー側的表面上以與該空穴傳輸層相接的方式通過溼式法形成的發光層，上述發光層含有主體材料和客體材料，所述主體材料由在醇類溶劑中可溶的ー種或多種氧化膦衍生物形成，所述客體材料由在醇類溶劑中可溶的一種或多種有機化合物和/或有機金屬化合物形成、通過所注入的電子與空穴的再結合可以電激發而發光。由於發光層中含有的主體材料和客體材料兩者在醇類溶劑中可溶，可以通過使用醇類溶劑的溼式法形成發光層。此外，由於空穴傳輸層在醇類溶劑中不溶，即使在空穴傳輸層的形成後形成發光層的情況下，也可以製造有機電致發光元件，而不會產生醇類溶劑所導致的空穴傳輸層的侵蝕及溶脹，不會產生缺陷或性能降低。進ー步地，被用作主體材料的氧化膦衍生物由於具有吸電子性的氧化膦基(P = 0)，發光層本身可以兼具高的電子傳輸特性和電子注入特性。因此，即使不另外形成電子傳輸層，也可以實現充分的元件特性，所以可以降低製造步驟中的エ時，同時可以縮短製造所需的節拍時間。在本發明的第一方案中，上述客體材料優選具有不與過渡金屬元素或離子配位鍵合的氧化膦基。通過也向被用作客體材料的氧化膦衍生物中導入吸電子性的氧化膦基(P=O)，可以進一歩提高發光層的電子傳輸特性和電子注入特性。在本發明的第一方案中，上述發光層優選進ー步含有含ー種或多種電負性為1.6以下的金屬的金屬鹽和/或金屬化合物中的ー種或多種。通過電負性低(I. 6以下)的金屬(元素或離子)與吸電子性的氧化膦基配位，進ー步提高構成主體化合物的氧化膦衍生物的電子傳輸特性和電子注入特性，同時大幅提高耐久性。在本發明的第一方案中，構成上述主體材料的上述氧化膦衍生物可以以下述通式(I)表示。[化學式I]
權利要求
1.有機電致發光元件，該有機電致發光元件具有以插入到陽極與陰極之間的方式層壓的多層有機化合物層，其中，所述多層有機化合物層具有由在醇類溶劑中不溶的有機化合物形成的空穴傳輸層，和 在所述空穴傳輸層與所述陰極對置ー側的表面上以與該空穴傳輸層相接的方式通過溼式法形成的發光層， 所述發光層含有主體材料和客體材料，所述主體材料由在醇類溶劑中可溶的一種或多種氧化膦衍生物形成，所述客體材料由在醇類溶劑中可溶的一種或多種有機化合物和/或有機金屬化合物形成、通過所注入的電子與空穴的再結合可以電激發而發光。
2.如權利要求I所述的有機電致發光元件，其特徵在於，所述客體材料具有不與過渡金屬元素或離子配位鍵合的氧化膦基。
3.如權利要求I和2中任意一項所述的有機電致發光元件，其特徵在於，所述發光層進一歩含有含ー種或多種電負性為I. 6以下的金屬的金屬鹽和/或金屬化合物中的一種或多種。
4.如權利要求I 3中任意一項所述的有機電致發光元件，其特徵在幹，構成所述主體材料的所述氧化膦衍生物以下述通式(I)表示， [化學式I]
5.如權利要求4所述的有機電致發光元件，其特徵在於，上述式(I)表示的所述氧化膦衍生物為選自由下述式A Q中的任意一式表示的氧化膦衍生物構成的組中的ー種或多種氧化膦衍生物， [化學式3]
6.如權利要求I 5中任意一項所述的有機電致發光兀件,其特徵在於,構成所述客體材料的所述有機化合物和/或有機金屬化合物以下述通式(3)表示， [化學式6]
7.如權利要求6所述的有機電致發光元件，其特徵在於，上述式(3)表示的所述有機化合物和/或有機金屬化合物為下述式(3) 』表示的銥絡合物， [化學式7]
8.如權利要求7所述的有機電致發光元件，其特徵在於，上述式(3)』表示的所述銥絡合物為下述式(4) (15)中的任意一式表示的銥絡合物， [化學式9]
9.如權利要求6 8中任意一項所述的有機電致發光兀件,其特徵在於,上述式(3) 』表示的所述銥絡合物為下述式(4)』表示的銥絡合物， [化學式13]
10.醇可溶性磷光發光材料，其特徵在於，該醇可溶性磷光發光材料以下述式(3)』表示， [化學式14]
11.如權利要求10所述的醇可溶性磷光發光材料，其特徵在於，上述式(3)』表示的所述銥絡合物以下述式(4) (15)中的任意一式表示，[化學式16]
12.如權利要求10和11中任意一項所述的醇可溶性磷光發光材料，其特徵在於，所述醇可溶性磷光發光材料以下述式(4)』表示， [化學式21]
全文摘要
本發明提供具有在具有多層結構的有機電子元件的製造中可以通過溼式法形成且電子注入特性、電子傳輸特性、耐久性和發光效率優異的發光層的有機電致發光元件以及可以適用於其製造中的新型醇可溶性磷光發光材料。有機電致發光元件(1)，具有以插入到陽極(3)與陰極(7)之間的方式層壓的多層有機化合物層(4)、(5)、(6)，空穴傳輸層(5)由在醇類溶劑中不溶的有機化合物形成，在空穴傳輸層(5)與陰極(7)對置一側的表面上以與空穴傳輸層(5)相接的方式通過溼式法形成的發光層(6)含有主體材料和客體材料，所述主體材料由在醇類溶劑中可溶的氧化膦衍生物形成，所述客體材料在醇類溶劑中可溶、可以電激發而發光。
文檔編號H01L51/50GK102668156SQ201080046890
公開日2012年9月12日 申請日期2010年8月17日 優先權日2009年8月18日
發明者後藤康之, 坂井由美, 柿木泉, 納戶光治 申請人:大電株式會社