[发明专利]有机EL元件

说明书

技术领域

本发明涉及发白光或淡蓝光的有机EL器件。该有机EL器件可用于彩色液晶显示器以及其他照明设备和显示器的背照光(backlight)。

背景技术

图5是现有技术的白光有机EL器件的一个示例的示意性截面图。现有技术的白光有机EL器件50包括顺序地在带有阳极2形成其上的玻璃基板1上形成的空穴注入层3、空穴输运层4、发光层55、电子输运层6和电子注入层7，以及在电子注入层7上形成的阴极8。用作传统白光有机EL器件50的载流子复合中心的发光层55可以是含有多种发光染料混合物的单个发光层，也可以是含有多种不同发光染料的多个层的叠层。

在传统的白光有机EL器件50中，载流子从阴极8和阳极2中注入。处于适当平衡的负载流子(电子)和正载流子(空穴)在发光层55内复合并同时激发发光层55内含有的多种发光染料材料，以从基板表面产生白光(非专利文献1和2，以及专利文献1和2)。

凭借这一发光机制工作的有机EL器件难以实现具备高效率及长寿命的单纯白光有机EL器件。例如，由含有多种混合发光染料材料(发光掺杂物)的单个发光层组成的白光EL器件(专利文献3)，凭借以下从载流子生成直到发出白光的过程发光：(1)载流子(电子和空穴)移动至载流子复合层；(2)生成主体发光材料的激子；(3)在主体发光材料的分子之间的激发能迁移；(4)将激发能从主体发光材料迁移至客体发光材料；(5)产生客体发光材料的激子；(6)在不同种类的客体发光材料之间迁移能量；以及(7)将客体发光材料的激子弛豫至基态。

能量迁移过程(3)至(6)中的每一过程都是与各种能量去激活过程竞争的过程。为了以此结构获取纯粹白光EL发射，在不同种类的客体发光材料之间迁移能量的过程(6)是关键过程。

如果这些发光染料材料的掺杂浓度未经优化，则从激发能较大的染料材料向激发能较小的染料材料发生能量迁移，几乎不可能产生纯粹白光。为了具备良好的电致发光特性所要求的红光发光掺杂物和蓝光发光掺杂物的浓度极小，分别是主体材料的0.12％和0.25％。批量生产中很难控制这样的浓度。即使发出的光最初为纯白光，发射的颜色也经常会随着电流源的幅度和周期而变化。这一颜色漂移是由发光层(载流子复合层)55内发光染料材料之间能量迁移的扰动平衡所引起的。

在由不同种类的发光层组成的白光有机EL器件中，载流子从电极注入并在多层发光层内复合，且这多种发光染料材料被同时激发以从器件表面获取白色有机EL发射。

此种结构的白光有机EL器件需要在这多层发光层中的载流子复合之间的恰当平衡。在许多情况下，载流子复合区随器件驱动电压而变化。从一种染料材料中发射的光增强而从另一染料材料中发射的光减弱，于是造成了从基板表面射出的光的颜色漂移。

最近，美国的Eastman Kodak公司公开了一种白光EL器件(专利文献4和5)。有机EL器件的载流子复合区域被调整成位于发光层和载流子输运层之间的分界面处。载流子复合中心在蓝光发光层和掺杂有黄光发射掺杂物的载流子输运层之间的分界处。在此分界区域内，蓝光发光材料受到激发并且其中一部分激发能迁移至邻近的黄光发光层(载流子输运层)，它也发光。其结果是，该器件就从基板表面中发出带有蓝光范围和黄光范围内的混合光谱的白光。

在上述的现有技术中，载流子复合中心在蓝光发光层和掺杂有黄色染料的电子输运层之间的分界处。载流子复合区随着驱动电流的增加而增宽。能量从蓝光发光层迁移至掺杂有黄色染料的电子输运层。来自这些层的蓝光和黄光混合后从该器件表面产生白光。以此种发光机制工作的白光发光有机EL器件在1997年度日本应用物理协会和相关协会会议予稿(Extended Abstract of the Meeting of theJapan Society of Applied Physics and Related Societies)中有所公开(非专利文献3)。

提出的另一种白光发光有机EL器件(专利文献6)含有邻近空穴输运层的蓝光发光层以及紧接该蓝光发光层并包括一红色荧光层区域的绿光发光层。提出的再一种白光发光有机EL器件(非专利文献4)含有彼此间由空穴阻挡层分开的红光、蓝光和绿光发光层。