[发明专利]有机电致发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及有机电致发光(EL)元件，尤其涉及高效率的有机EL元件。

背景技术

若有机EL元件依照其发光原理分类，则可分为荧光型和磷光型两种。在向有机EL元件施加电压后，从阳极注入空穴，另外从阴极注入电子，它们在发光层中再结合而形成激发子。通过电子自旋(electron spin)的统计规则，单态激发子和三重态激发子以25％∶75％的比例生成。由于为荧光型且利用基于单态激发子的发光，内部量子效率的界限被认为是25％。就使用荧光材料的荧光型元件而言，最近长寿命化技术不断发展，尽管逐渐应用于移动电话、电视等的全彩色显示器，但高效率化成为其课题。

关于荧光型元件的高效率化技术，已有若干报道从至今为止未有效活用的三重态激发子取出发光的技术。例如，在非专利文献1中，对使用蒽系化合物作为主体材料的非掺杂元件进行解析，其机理如下：通过两个三重态激发子碰撞融合而生成单态激发子，其结果荧光发光在增加。但是在非专利文献1中仅公开了在仅是主体材料的非掺杂元件中，确认了通过三重态激发子碰撞融合而导致的荧光发光的增加，是基于三重态激发子的效率增加量低为3～6％的效果。

非专利文献2有在蓝色荧光元件中超过以往理论界限值25％的内部量子效率28.5％的报道。但是，未公开用于超过25％的技术手段，另外，从全彩色有机EL电视的实用化的观点出发，需要进一步的高效率化。

另外，在荧光元件中利用三重态激发子的其他例子在专利文献1公开。在通常的有机分子中，最低三重态激发状态(T1)比最低单态激发状态(S1)低，但也有高三重态激发状态(T2)比S1高的情况。在这种情况下，由于发生从T2向S1的迁移，可从单态激发状态得到发光。但是，实际上外部量子效率为6％左右(光取出效率为25％时，内部量子效率24％)，并未超过以往所说的界限值25％。另外，此处的机理为通过从一分子内的三重态激发状态向单态激发状态的项间交叉(intersystem crossing)，并未发生在非专利文献1记载的通过两个三重态激发子的碰撞导致的单态的生成现象。

专利文献2、3公开有通过在荧光元件中将BCP(浴铜灵：bathocuproin)、BPhen等菲咯啉衍生物用于空穴阻挡层，提高空穴阻挡层和发光层的界面的空穴密度，高效率地引起再结合的技术。但是，BCP(bathocuproin)、BPhen等菲咯啉衍生物对于空穴具有脆弱性，氧化耐久性低劣，从所谓元件的长寿命化观点出发，性能不够充分。

另外，专利文献4、5公开有在荧光元件中，使用蒽衍生物等芳香族化合物作为与发光层相接的电子输送层的材料的例子。但是，由于这些是以生成的单态激发子在短时间期间进行荧光发光为前提而设计的元件，所以没有考虑与所谓磷光元件中通常设计的电子输送层的三重态能量的关系，实际上电子输送层的三重态能量比发光层的三重态能量小，因此在发光层内生成的三重态激发子扩散至电子输送层，然后，经热失活过程，难以超过作为以往的荧光发光的理论界限值的25％。此外，由于电子输送层的亲和势过大，向亲和势小的发光层的电子注入性差，并不一定得到所谓高效率化的效果。另外，专利文献6中公开有使用了显示长寿命/高效率的蓝色发光的荧蒽系掺杂剂的元件，但并不一定为高效率。

此外，磷光型直接使用来自三重态激发子的发光。由于单态激发子也通过发光分子内部的自旋转换向三重态激发子变换，因此在原理上期待得到接近100％的内部发光效率。因此，2000年Forrest等人发表使用Ir络合物的磷光发光元件以来，磷光发光元件作为有机EL元件的高效率化技术而受到注意。但是，虽然红色磷光元件达到实用化的领域，但绿、蓝磷光元件中还存在与荧光型元件相比寿命短、尤其是蓝色磷光不仅寿命短且色纯度、发光效率不够充分的课题，目前还未达到实用化。

专利文献

专利文献1：日本特开2004-214180号公报

专利文献2：日本特开平10-79297号公报

专利文献3：日本特开2002-100478号公报

专利文献4：日本特开2003-338377号公报

专利文献5：WO2008/062773

专利文献6：WO2007/100010

专利文献7：日本特表2002-525808号公报

专利文献8：US登录公报7018723

非专利文献

非专利文献1：Journal of Applied Physics，102，114504(2007)

非专利文献2：SID2008 DIGEST，709(2008)