电激发光元件
阅读：664发布：2020-05-12
专利汇可以提供电激发光元件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 为一种电激发光元件，在 阳极 及 阴极 之间具备含有多层 发光层 的发光元件层。此发光元件层具备2层以上的含有空穴输送性化合物的有机层，多层发光层中的1层以上含有空穴输送性化合物，在含有所述空穴输送性化合物的有机层中，形成于最接近 电子 注入 电极 的层的空穴输送性化合物的含有浓度比形成于最接近空穴注入电极的层的还小。在含有所述空穴输送性化合物的有机层存在有3层以上的情况下，可设定：各层的空穴输送性化合物的含有浓度，距离空穴注入电极愈远则该层的浓度愈低。由此，可容易使多层的各层发光层的空穴及电子的供应量及供应时机达到最优化，而容易使发光层的任一层进行一致的发光。，下面是电激发光元件专利的具体信息内容。
1. 一种电激发光元件，在空穴注入电极与电子注入电极之间具备具有多层发光层的发光元件层，其中，所述发光元件层具备2层以上的含有空穴输送性化合物的有机层；所述多层发光层具备：配置于最接近空穴注入电极的第1发光层，及配置于所述第1发光层及所述电子注入电极之间的第2发光层；在所述第1发光层及所述空穴注入电极之间，至少具备空穴输送层；设所述空穴输送层的所述空穴输送性化合物的含有浓度为Chi，所述第1发光层的所述空穴输送性化合物的含有浓度为Cem1，所述第2发光层的所述空穴输送性化合物的含有浓度为Cem2时，满足下式的关系：Cem1-Cem2>Chi-Cem1。
2. 如权利要求1所述的电激发光元件，其中，所述空穴输送性化合 物为胺衍生物化合物。
3. 如权利要求1所述的电激发光元件，其中，在所述多层发光层中， 至少配置于最接近空穴注入电极的第1发光层及形成于最接近所述第 l发光层的发光层，分别含有相同的空穴输送性化合物。
4. 如权利要求1所述的电激发光元件，其中，在所述第2发光层及所述电子注入电极之间，至少具备电子输送层；所述电子输送层、所述第2发光层及所述第1发光层的电子输送 性化合物的含有浓度，距离所述电子输送层愈远，浓度愈低。
5. 如权利要求1所述的电激发光元件，其中，在所述多层发光层 中，在所述空穴输送层与所述空穴注入电极之间，至少具备空穴注 入层； 在所述多层发光层中，在配置于最接近电子注入电极的第2发光 层及所述电子注入电极之间，至少具备电子输送层；设所述空穴注入层的膜厚为Lhi、空穴迁移率为Uhi，所述空穴输送层的膜厚为Lht、空穴迁移率为u ht，所述第1发光层的膜厚为Leml、 空穴迁移率为uheml，所述第2发光层的膜厚为Lem2、电子迁移率为 Uhem2，所述电子输送层的膜厚为Let、电子迁移率为uet时，满足下 式的关系：(Lhi/ u hi)+(Lht/ y ht)+(Lem1/ u heml)= a "Lem2/ u hem2)+(Let/ U et)}; 其中，a满足0.5〈a <2.5的关系。
电激发光元件
技术领域
本发明涉及电激发光(Electroluminescence: EL)元件的构成。 背景技术
近年来，对于平面显示装置及光源等显示元件，自发光型的电激 发光元件受到极大瞩目，尤其是通过采用的有机化合物材料可发出多 种色彩的发光色、且可达到高亮度的发光的有机电激发光元件，该相 关研究正积极地进行。
有机电激发光元件是在空穴注入电极(阳极)及电子注入电极(阴极) 之间设置含有发光层的发光元件层，在发光元件层中，从阳极所注入 的空穴与从阴极所注入的电子再结合(Recombination)，因再结合的能量 所激发的发光分子会在返回基态(groimd state)时发光，因此可利用此发 光来加以显示。
如上所述，在有机电激发光元件中，可通过所采用的有机发光分 子来获得种种色彩的光线。然而，目前也存在例如白色等无法通过单 一的有机发光材料来加以实现的色彩。对于所述色彩的光，是通过组 合多种色彩的光来加以实现。关于所述白色，也有人提出，在1个元 件内叠层形成具有互补色关系的黄色发光层及蓝色发光层，并通过在 各层所获得的黄色光及蓝色光的加色来实现白色光。然而，难以使多 层发光层的各层进行有效率的发光，并且发光色与基准白色之间的差 距也不小。
此外，有机电激发光元件一般虽可进行高亮度的发光，但是仍存 在发光分子等的有机材料的耐久性等问题，作为元件的寿命仍嫌不足。 在叠层多层发光层来获得加色光时，可预测到例如发光效率最低的发 光层或是注入电流较大的发光层比其它的发光层恶化更快，而元件寿 命取决于寿命最短的发光层。因此，对于所有的发光色，不仅需对各 种发光色开发出可达到更长寿命及更高的发光效率的有机发光材料，
并且须达到元件构造等的最优化。 发明内容
本发明是关于，即使是具备多层发光层的电激发光元件，也可使 发光层有效率地发光并实现长寿命的元件的技术。
本发明为一种电激发光元件，在空穴注入电极及电子注入电极之
间具备含有多层发光层的发光元件层，其中，所述发光元件层具备2 层以上的含有空穴输送性化合物的有机层，所述多层发光层中的1层 以上构成含有所述空穴输送性化合物的所述有机层，在所述有机层中， 形成于最接近所述电子注入电极的层的所述空穴输送性化合物的含有 浓度比形成于最接近所述空穴注入电极的层的还小。
关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，含有所述空穴
输送性化合物的有机层存在3层以上；所述有机层的所述空穴输送性 化合物的含有浓度，距离所述空穴注入电极愈远，该层的浓度愈低。 此外，所述空穴输送性化合物例如为胺衍生物化合物。 关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，该多层发光层 具备：配置于最接近空穴注入电极的第1发光层及配置于该第1发光 层与所述电子注入电极之间的第2发光层；在所述第1发光层及所述 空穴注入电极之间至少具备空穴输送层；以所述空穴输送层的所述空 穴输送性化合物的含有浓度设为Chi，以所述第1发光层的所述空穴输 送性化合物的含有浓度设为Ceml，以所述第2发光层的所述空穴输送 性化合物的含有浓度设为Cem2时，满足Ceml-Cem2>Chi-Ceml的关 系。
关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，在所述多层发 光层中，至少配置于最接近空穴注入电极的第1发光层以及形成于最 接近该第1发光层的发光层，各含有相同的空穴输送性化合物。
如此，在多层的有机层各自含有空穴输送性化合物时，愈接近空 穴注入电极之侧的有机层，该空穴输送性化合物的含有浓度愈高，愈 远的有机层则含有浓度愈低，由此，可容易地对形成于空穴注入电极 及电子注入电极之间的多层发光层分别输送必要且充分的量的空穴。
关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，在所述多层发
光层中，在最接近空穴注入电极处具备第1发光层，在该第1发光层 与所述电子注入电极之间具备第2发光层；在所述第1发光层与所述 空穴注入电极之间至少具备空穴输送层；在所述第2发光层与所述电 子注入电极之间至少具备电子输送层；所述电子输送层、所述第2发
光层及所述第1发光层的电子输送性化合物的含有浓度，距离所述电 子输送层愈远，该层的浓度愈低。
通过满足所述的关系，在设置有多层发光层的元件中，不仅是空 穴，还可容易地对各个发光层均等地注入电子。
关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，在所述多层发 光层中，在配置于最接近空穴注入电极的第1发光层与该空穴注入电
极之间，至少具备空穴输送层及空穴注入层；在所述多层发光层中， 在配置于最接近电子注入电极的第2发光层与该电子注入电极之间， 至少具备电子输送层；以所述空穴注入层的膜厚设为Lhi、空穴迁移率 设为Phi，以所述空穴输送层的膜厚设为Lht、空穴迁移率设为uht， 以所述第1发光层的膜厚设为Leml、空穴迁移率设为U heml，以所述 第2发光层的膜厚设为Lem2、电子迁移率设为u hem2，以所述电子输 送层的膜厚设为Let、电子迁移率设为uet时，满足(Lhi/uhi)+(Lht/u ht)+(Lem1/ u heml)= a ((Lem2/ u hem2)+(Let/ii et)}的关系，a满足0.5 < a <2.5。
通过设定a在满足0.5至2.5的范围，可在同样的时机上容易使电 子到达第1发光层以及使空穴到达第2发光层。因此，可防止电子与 空穴仅在一边的发光层集中性地复合来产生发光、而在另一边的发光 层上不发光的不一致的现象。
根据本发明，在多层的有机层含有共通的电荷输送性化合物时， 使该电荷输送性化合物的含有量(浓度)具备梯度，在最被要求输送能力 的电极的附近的有机层提高该含有量，并随着距离电极愈远而降低含 有量。在至少对电极的距离为不同的2层有机层中，提高较接近电极 的层的电荷输送性化合物的浓度。由此，即使存在形成于电极附近的 发光层以及形成于较此为远处的发光层的情况，也可各自确实地将电 子及空穴输送至两边的发光层，而容易进行再结合。因此，可提升各 个发光层的发光均衡性，实现所要的色彩的加色光，此外也容易实现
高效率长寿命的元件。
关于本发明的其它方式，为一种电激发光元件，在空穴注入电极 及电子注入电极之间具备含有机化合物的发光元件层，其中，所述发 光元件层具备多层发光层，在该多层发光层中，在配置于最接近空穴 注入电极的第1发光层与该空穴注入电极之间，至少具备空穴输送层； 在所述多层发光层中，在配置于最接近电子注入电极的第2发光层与
该电子注入电极之间，至少具备电子输送层；以从所述空穴注入电极 所注入的空穴通过所述空穴输送层及所述第1发光层而到达所述第2 发光层为止的该空穴的所需时间为Th，及从所述电子注入电极所注入 的电子通过所述电子输送层及所述第2发光层而到达所述第1发光层 为止的该电子的所需时间为Te，两者的比值Th/Te满足0.5关于本发明的其它方式，所述比值Th/Te满足1 ^(Th/Te)<2。
如此，将空穴或是电子到达各个发光层为止的所需时间的比例设 定为满足所述般的例如0.5至2.5的范围，由此，可在同样的时机容易 使电子到达第1发光层以及使空穴到达第2发光层。因此，可防止电 子与空穴仅在一边的发光层上集中性地再结合来产生发光、而在另一 边的发光层不发光的不一致的现象，而容易使多层发光层分别均衡地 发光。此外，若设定所需时间的比为1以上且未满2，则可确实且有效 率地使叠层构造的多层发光层的任何一层发光。
关于本发明的其它方式，所述第1发光层具备空穴输送功能，所 述第2发光层具备电子输送功能。
通过满足所述般的关系，可在设置有多层发光层的元件中容易地 将空穴及电子均等地注入于各个发光层而发光。 发明的效果
根据本发明，可提升所叠层的多层发光层的发光均衡性，而能实 现目的色彩的加色光，此外也容易实现高效率且长寿命的元件。
附图说明
图1显示了本发明的实施形式的电激发光元件的概略剖面构造。• 图2显示了采用本发明实施形式的电激发光元件的彩色显示装置的一部分概略剖面构造。
图3显示了第1实施例的电激发光元件的发光光谱。 图4显示了第1-2比较例的电激发光元件的发光光谱。
图5显示了第2-2比较例的电激发光元件的发光光谱。 主要元件符号说明
100 基板 160 层间绝缘层
180 平坦化绝缘层 200 发光元件层
220 空穴注入电极(阳极） 240 电子注入电极(阴极)
242 电子注入层 244 金属层
300 发光元件层 310 空穴注入层
320 空穴输送层 330 第l发光层
340 第2发光层 350 电子输送层
360 电子注入层 500 电激发光元件
CF 彩色滤光片
近年来，对于平面显示装置及光源等显示元件，自发光型的电激 发光元件受到极大瞩目，尤其是通过采用的有机化合物材料可发出多 种色彩的发光色、且可达到高亮度的发光的有机电激发光元件，该相 关研究正积极地进行。
有机电激发光元件是在空穴注入电极(阳极)及电子注入电极(阴极) 之间设置含有发光层的发光元件层，在发光元件层中，从阳极所注入 的空穴与从阴极所注入的电子再结合(Recombination)，因再结合的能量 所激发的发光分子会在返回基态(groimd state)时发光，因此可利用此发 光来加以显示。
如上所述，在有机电激发光元件中，可通过所采用的有机发光分 子来获得种种色彩的光线。然而，目前也存在例如白色等无法通过单 一的有机发光材料来加以实现的色彩。对于所述色彩的光，是通过组 合多种色彩的光来加以实现。关于所述白色，也有人提出，在1个元 件内叠层形成具有互补色关系的黄色发光层及蓝色发光层，并通过在 各层所获得的黄色光及蓝色光的加色来实现白色光。然而，难以使多 层发光层的各层进行有效率的发光，并且发光色与基准白色之间的差 距也不小。
此外，有机电激发光元件一般虽可进行高亮度的发光，但是仍存 在发光分子等的有机材料的耐久性等问题，作为元件的寿命仍嫌不足。 在叠层多层发光层来获得加色光时，可预测到例如发光效率最低的发 光层或是注入电流较大的发光层比其它的发光层恶化更快，而元件寿 命取决于寿命最短的发光层。因此，对于所有的发光色，不仅需对各 种发光色开发出可达到更长寿命及更高的发光效率的有机发光材料，
并且须达到元件构造等的最优化。 发明内容
本发明是关于，即使是具备多层发光层的电激发光元件，也可使 发光层有效率地发光并实现长寿命的元件的技术。
本发明为一种电激发光元件，在空穴注入电极及电子注入电极之
间具备含有多层发光层的发光元件层，其中，所述发光元件层具备2 层以上的含有空穴输送性化合物的有机层，所述多层发光层中的1层 以上构成含有所述空穴输送性化合物的所述有机层，在所述有机层中， 形成于最接近所述电子注入电极的层的所述空穴输送性化合物的含有 浓度比形成于最接近所述空穴注入电极的层的还小。
关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，含有所述空穴
输送性化合物的有机层存在3层以上；所述有机层的所述空穴输送性 化合物的含有浓度，距离所述空穴注入电极愈远，该层的浓度愈低。 此外，所述空穴输送性化合物例如为胺衍生物化合物。 关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，该多层发光层 具备：配置于最接近空穴注入电极的第1发光层及配置于该第1发光 层与所述电子注入电极之间的第2发光层；在所述第1发光层及所述 空穴注入电极之间至少具备空穴输送层；以所述空穴输送层的所述空 穴输送性化合物的含有浓度设为Chi，以所述第1发光层的所述空穴输 送性化合物的含有浓度设为Ceml，以所述第2发光层的所述空穴输送 性化合物的含有浓度设为Cem2时，满足Ceml-Cem2>Chi-Ceml的关 系。
关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，在所述多层发 光层中，至少配置于最接近空穴注入电极的第1发光层以及形成于最 接近该第1发光层的发光层，各含有相同的空穴输送性化合物。
如此，在多层的有机层各自含有空穴输送性化合物时，愈接近空 穴注入电极之侧的有机层，该空穴输送性化合物的含有浓度愈高，愈 远的有机层则含有浓度愈低，由此，可容易地对形成于空穴注入电极 及电子注入电极之间的多层发光层分别输送必要且充分的量的空穴。
关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，在所述多层发
光层中，在最接近空穴注入电极处具备第1发光层，在该第1发光层 与所述电子注入电极之间具备第2发光层；在所述第1发光层与所述 空穴注入电极之间至少具备空穴输送层；在所述第2发光层与所述电 子注入电极之间至少具备电子输送层；所述电子输送层、所述第2发
光层及所述第1发光层的电子输送性化合物的含有浓度，距离所述电 子输送层愈远，该层的浓度愈低。
通过满足所述的关系，在设置有多层发光层的元件中，不仅是空 穴，还可容易地对各个发光层均等地注入电子。
关于本发明的其它方式，在所述电激发光元件中，在所述多层发 光层中，在配置于最接近空穴注入电极的第1发光层与该空穴注入电
极之间，至少具备空穴输送层及空穴注入层；在所述多层发光层中， 在配置于最接近电子注入电极的第2发光层与该电子注入电极之间， 至少具备电子输送层；以所述空穴注入层的膜厚设为Lhi、空穴迁移率 设为Phi，以所述空穴输送层的膜厚设为Lht、空穴迁移率设为uht， 以所述第1发光层的膜厚设为Leml、空穴迁移率设为U heml，以所述 第2发光层的膜厚设为Lem2、电子迁移率设为u hem2，以所述电子输 送层的膜厚设为Let、电子迁移率设为uet时，满足(Lhi/uhi)+(Lht/u ht)+(Lem1/ u heml)= a ((Lem2/ u hem2)+(Let/ii et)}的关系，a满足0.5 < a <2.5。
通过设定a在满足0.5至2.5的范围，可在同样的时机上容易使电 子到达第1发光层以及使空穴到达第2发光层。因此，可防止电子与 空穴仅在一边的发光层集中性地复合来产生发光、而在另一边的发光 层上不发光的不一致的现象。
根据本发明，在多层的有机层含有共通的电荷输送性化合物时， 使该电荷输送性化合物的含有量(浓度)具备梯度，在最被要求输送能力 的电极的附近的有机层提高该含有量，并随着距离电极愈远而降低含 有量。在至少对电极的距离为不同的2层有机层中，提高较接近电极 的层的电荷输送性化合物的浓度。由此，即使存在形成于电极附近的 发光层以及形成于较此为远处的发光层的情况，也可各自确实地将电 子及空穴输送至两边的发光层，而容易进行再结合。因此，可提升各 个发光层的发光均衡性，实现所要的色彩的加色光，此外也容易实现
高效率长寿命的元件。
关于本发明的其它方式，为一种电激发光元件，在空穴注入电极 及电子注入电极之间具备含有机化合物的发光元件层，其中，所述发 光元件层具备多层发光层，在该多层发光层中，在配置于最接近空穴 注入电极的第1发光层与该空穴注入电极之间，至少具备空穴输送层； 在所述多层发光层中，在配置于最接近电子注入电极的第2发光层与
该电子注入电极之间，至少具备电子输送层；以从所述空穴注入电极 所注入的空穴通过所述空穴输送层及所述第1发光层而到达所述第2 发光层为止的该空穴的所需时间为Th，及从所述电子注入电极所注入 的电子通过所述电子输送层及所述第2发光层而到达所述第1发光层 为止的该电子的所需时间为Te，两者的比值Th/Te满足0.5
如此，将空穴或是电子到达各个发光层为止的所需时间的比例设 定为满足所述般的例如0.5至2.5的范围，由此，可在同样的时机容易 使电子到达第1发光层以及使空穴到达第2发光层。因此，可防止电 子与空穴仅在一边的发光层上集中性地再结合来产生发光、而在另一 边的发光层不发光的不一致的现象，而容易使多层发光层分别均衡地 发光。此外，若设定所需时间的比为1以上且未满2，则可确实且有效 率地使叠层构造的多层发光层的任何一层发光。
关于本发明的其它方式，所述第1发光层具备空穴输送功能，所 述第2发光层具备电子输送功能。
通过满足所述般的关系，可在设置有多层发光层的元件中容易地 将空穴及电子均等地注入于各个发光层而发光。 发明的效果
根据本发明，可提升所叠层的多层发光层的发光均衡性，而能实 现目的色彩的加色光，此外也容易实现高效率且长寿命的元件。
附图说明
图1显示了本发明的实施形式的电激发光元件的概略剖面构造。• 图2显示了采用本发明实施形式的电激发光元件的彩色显示装置的一部分概略剖面构造。
图3显示了第1实施例的电激发光元件的发光光谱。 图4显示了第1-2比较例的电激发光元件的发光光谱。
图5显示了第2-2比较例的电激发光元件的发光光谱。 主要元件符号说明
100 基板 160 层间绝缘层
180 平坦化绝缘层 200 发光元件层
220 空穴注入电极(阳极） 240 电子注入电极(阴极)
242 电子注入层 244 金属层
300 发光元件层 310 空穴注入层
320 空穴输送层 330 第l发光层
340 第2发光层 350 电子输送层
360 电子注入层 500 电激发光元件
CF 彩色滤光片
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的实施形式(以下称为实施形式)。图1
显示在第1电极及第2电极之间具备多层发光层的本实施形式的电激 发光元件500的概略剖面构造。
第1及第2电极， 一边为空穴注入电极(阳极)220，另一边为电子 注入电极(阴极)240，在图1的例子中，在基板之侧形成阳极220，而 阴极240则形成在阳极220相对向，其间包夹具有有机化合物的发光 元件层300。
发光元件层300具备含有空穴输送性化合物的多层的有机层。此 外，此发光元件层300具备多层发光层，在该多层发光层中，在配置 于最接近阳极220的第1发光层330及该阳极220之间，至少具备空 穴输送层320。在多层发光层中，在配置于最接近阴极240的第2发光 层340及该阴极240之间，至少具备电子输送层350。发光元件层300 的构成是依据所采用的有机材料等而有种种不同，在图1的例子中， 是从阳极220之侧开始，依序叠层空穴注入层310、空穴输送层320、 第1发光层330、第2发光层340及电子输送层350。
此外，在本实施形式中，为了实现依据加色的白色发光，采用橘 色发光层及蓝色发光层来作为发光层，并分别设定为第1发光层330
及第2发光层340。虽然并不限定于从空穴输送层之侧依序叠层橘色发
光层及蓝色发光层来构成，但是较理想的是，在多层发光层中，将空
穴输送功能较高的发光层设置在阳极220之侧来作为第1发光层330， 将电子输送功能较高的发光层设置在阴极240之侧来作为第2发光层 340。
发光层并不限定于2层，也可为3层以上，在此情况下，在多层 发光层中，在最接近阳极220(距离阴极240较远)的第1发光层330以 及最接近阴极240(距离阳极220较远)的第2发光层340之间，设置第
3、第4.......第n发光层。设置在第1及第2发光层的中间的发光层
彼此之间或是在与第1或第2发光层之间的层间，可形成具有发光以 外的其它功能层。
空穴输送层320及电子输送层350并不限定于单层构造，任一层 均可采用多层构造。此外也各可省略空穴输送层320及电子输送层 350，在省略空穴输送层320时，可设定第1发光层330兼具空穴输送 层的功能，在省略电子输送层350时，可设定第2发光层340兼具电 子输送层的功能。对于空穴注入层310，也不限定于单层构造，而可采 用多层构造，此外，在从阳极220至空穴输送层320的空穴注入阻障 较小的情况下，可省略空穴注入层310。
关于阳极220，例如可采用导电性金属氧化物材料，具体而言有 ITO(Indium Tin Oxide ，氧化铟锡)及IZO(Indium Zinc Oxide，氧化铟锌） 等透明导电性材料。阴极240是由以功函数较大的金属材料为主体的 金属层244以及用来降低对电子输送层350的电子输送阻障的电子注 入层242所组成的叠层构造所构成。关于金属层244，例如可采用A1、 Ag、 MgAl合金、MgAg合金、LiAl合金、LiAg合金等。而在从阴极 240往电子输送层350的电子输送阻障较小的情况下，也可省略电子注 入层242，电子注入层242例如可采用氟化锂(LiF)、锂(Li)等。
空穴注入层310可采用CuPc(酞菁铜络合物)及CFx(x为任意数)等。
空穴输送层320含有极高浓度的空穴输送性化合物(例如100质量 %)。关于空穴输送性化合物，例如可采用空穴迁移率较高的胺衍生物
化合物，更具体而言为芳香族胺衍生物化合物。此芳香族胺衍生物化
合物主要为三苯基胺(Triphenyl Amine)或是该衍生物的双聚物，或是2 以上的多聚物等。具体而言，例如有TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-( 1 ， 1 '-biphenyl)-4,4'-diamine) (TPD(N,N'- 3又 (3-甲基苯基）-N,N'- 二苯基-(l，l'-联苯基）-4，4'- 二胺））、 NPB(N,N'-bis( 1 -naphthyl)-N,N'-diphenyl-( 1,1 '网biphenyl)-4,4'-diamine) (NPB(N,N'-双(1-萘基)-N,N'- 二苯基联苯基)-4,4'- 二胺））、 l-TNATA(4，4',4"-tris[l-naphthyl(phenyl)amino]-triphenylamine) (l-TNATA(4,4',4"-三[l-萘基(苯基)胺基]-三苯基胺》等。
电子输送层350含有极高浓度的电子输送性化合物(例如100质量 %)。关于电子输送性化合物，例如可采用铝羟基喹啉(Quinolinol)络合 物(Alq)等的电子迁移率较高的有机金属络合物以及邻二氮杂菲 (Phenanthroline)等含氮杂环化合物。
在图1的例子中，在多层发光层中最接近阳极的第1发光层330 是在单层构造的空穴输送层320上连续形成，此第1发光层330含有 相对较高浓度的空穴输送性化合物。具体而言，第1发光层330采用 空穴输送性化合物为主材料，采用橘色的发光材料来作为掺杂材料， 并将大约10质量％或是其以下的浓度的该掺杂材料掺杂于空穴输送性 主材料来加以形成。也就是，在第1发光层330中，含有空穴输送性 化合物的浓度大约为100质量％至80质量％以上(例如约90质量％) 的空穴输送性化合物。空穴输送性化合物可采用所述空穴输送层320 所采用的芳香族胺衍生物化合物。对于橘色的发光材料(掺杂材料)并无 特别限定，例如可采用红萤烯(Rubrene(5,6,ll,12-tetraphenyl naphthacene))及DBzR(5, 12-bis(4-(6-methylbenzothiazole-2-yl) phenyl) -6,1 l-diphenyl naphthacene) (DBzR(5，12-双（4-(6-甲基苯唑-2-基）苯 基)-6,ll-二苯基萘并熟)。在掺杂材料具备发光功能以及较高的空穴输 送性的情况下，可视为第1发光层330的空穴输送性化合物的浓度几 乎为100质量％。
在图1的例子中，在多层发光层中最接近阴极240的第2发光层 340形成在所述第1发光层330正上方，而与第1发光层330及电子输 送层350两者接触。第2发光层340至少包含高浓度的电子输送性化
合物，在本实施形式中，是采用所述空穴输送性化合物及电子输送性 化合物两者来作为主材料，并采用蓝色的发光材料来作为掺杂材料。 此掺杂材料可由例如10%或是其以下的浓度来对主材料进行掺杂。
第2发光层340的空穴输送性的主材料可与所述第1发光层330
相同，采用芳香族胺衍生物化合物，对于电子输送性的主材料，除了
所述电子输送层350所采用的有机金属络合物化合物之外，也可采用 多环芳香族化合物。金属络合物化合物例如可采用如上所述的铝羟基 喹啉络合物及该衍生物。多环芳香族化合物例如可采用蒽(Anthracene) 系列化合物。
关于此蒽系列化合物的 一 例，例如有ADN(9,10-di (2-naphthyl)anthracene) (AND(9,10-二O萘基)蒽))等。所述多环芳香族 化合物例如可采用具备电子输送性及空穴输送性、且作为第1发光层 330的助掺杂剂等。在此情况下的助掺杂剂，例如可采用 DPN(5,12-diphenyl naphthacene) (DPN(5,12-二苯基萘并萘》等。对于蓝 色的发光材料(掺杂材料)并无特别限定，例如可采用二萘嵌苯(Perylene) 系列化合物及芘(Pyrene)系列化合物。
第2发光层340的空穴输送性化合物的浓度可设定在0质量％至 50质量％。此外，电子输送性化合物的浓度可设定在100质量％至50 质量％。此外，在例如采用如Alq3般的具有电子输送功能及发光功能 的化合物来作为第2发光层340时，可单独采用100质量％的电子输 送性发光化合物。
如上所述，在本实施形式中，在具备2层的发光层330、 340且至 少在空穴输送层320及第1发光层330中含有空穴输送性化合物的情 况下，第1发光层330的空穴输送性化合物的含有浓度设成比空穴输 送层320的空穴输送性化合物的含有浓度更低或是相等。在第1发光 层330所采用的发光材料同时具备发光功能及空穴输送功能两者的情 况下，第1发光层330的空穴输送性化合物的含有浓度几乎为100质 量％。而在第2发光层340中也可采用一部分的空穴输送性化合物， 但是即使在采用时，该含有浓度也比第1发光层330的含有浓度更低。 也就是，较理想的是，在含有空穴输送性化合物的多层的有机层中， 设定距离阳极220愈远的层，其含有浓度愈低。在具备含有电子输送
性化合物的多层的有机层时，可设定距离阴极240愈近的有机层，其 电子输送性化合物的含有浓度愈高。
有机电激发光元件500通过以上的叠层构造所构成，各层是在玻 璃或塑料薄膜等透明绝缘基板100的上方从阳极220开始依序叠层。 阳极220例如可由溅镀法形成，发光元件层300及阴极240例如可通 过真空蒸镀法来连续形成。在适用于以此有机电激发光元件500来作 为显示装置的各个像素的显示元件(发光元件)、并且在各像素中设置晶 体管以保持并控制各像素的显示内容的所谓的主动矩阵型显示装置的 情况，在所述基板100及阳极220的层间，将构成晶体管等的各个像 素电路的层加以形成。
在如此的构成中，从阳极220所注入的空穴被注入于空穴注入层 310，高浓度地通过含有空穴输送性化合物的空穴输送层320，而到达 第1发光层330。此外，由于含有高浓度的空穴输送性化合物来作为主 材料，因此第1发光层330也具备空穴输送性，因此空穴通过第1发 光层330而到达第2发光层340。
另一方面，从阴极240(从金属层244经过电子注入层360)所注入 的电子高浓度地通过含有电子输送性化合物的电子输送层350，而到达 第2发光层340。如所述般，由于第2发光层340也含有高浓度的电子 输送性化合物而具备电子输送性，因此电子通过第2发光层340到达 第1发光层330。
因此，在第1发光层330中，来自于阳极220的空穴与从阴极240 经过第2发光层340而到达的电子再结合，并通过再结合的能量来激 发掺杂剂的发光分子，而在返回基态时会获得发出橘色的光。在第2 发光层340中，从阳极220经过第1发光层330而到达的空穴与来自 阴极240的电子再结合，激发掺杂剂的发光分子，而在返回基态时会 获得发出蓝色的光。在图1的例子中，于第2发光层340所获得的蓝 色光与于第1发光层330所获得的橘色光均从透明的阳极220之侧经 过由玻璃等透明绝缘材料所形成的基板100而往外部射出。因此，在 外部，由于蓝色光与橘色光的加色，而可观察出白色光。
在本实施形式中，如上所述，在叠层含有空穴输送性化合物的多 层的有机层来作为发光元件层300的情况下，设定为距离阳极220愈
近的有机层，其空穴输送性化合物的含有浓度愈高。然而，尤其在以 空穴输送层320的空穴输送性化合物的含有浓度为Chi，以第1发光层
330的空穴输送性化合物的含有浓度为Ceml，以第2发光层340的空 穴输送性化合物的含有浓度为Cem2时，较理想的是满足Ceml-Cem2 >Chi-Ceml的关系。
通过扩大第1发光层330与第2发光层340之间的浓度差，尤其 是降低Cem2的浓度，可将第2发光层340的空穴输送性设定为比第1 发光层330还低。若空穴穿过第2发光层340而到达阴极240时，则 此空穴成为无效电流，而无益于发光。此外，即使在第2发光层340 及阴极240的层间与电子再结合，也由于通常在发光层之外不存在发 光分子，因此无益于发光。在采用具有电子输送性及发光功能的材料 来作为电子输送层350时，则导致在非目的的电子输送层350产生发 光，因而造成色纯度的降低。因此，较理想的是设定在所述般的浓度 梯度。
在形成3层以上的发光层的情况下，如上所述，是在第1发光层 330及第2发光层340之间又形成发光层。在此情况下，在第1发光层 330中被要求较高的空穴输送能力，而较理想的是设定空穴输送性化合 物的浓度例如为高达100质量％至90质量％左右。相对地，在第2发 光层340中被要求较高的电子输送能力，电子输送性化合物设定成例 如为100质量％至50质量％的较高浓度。对于位于第1发光层330及 第2发光层340之间、且形成于最接近第1发光层330的发光层，由 于必须将空穴传送至第2发光层340之侧，因此含有空穴输送性化合 物。在这中间的发光层的空穴输送性化合物的含有浓度可设定为比第1 发光层330还低，且比所述第2发光层340的含有浓度还高。最接近 第1发光层330的发光层(在2层构造的发光层的情况下，为第2发光 层340)以及该第1发光层330都可采用相同的空穴输送性化合物。通 过采用相同的材料，可在例如以真空蒸镀法等来叠层发光元件层300 的各层时，而容易地采用相同的蒸镀来源来有效率地形成发光层。
以下说明在所述浓度关系下所形成的本实施形式的电激发光元件 的特性。首先，将从阳极220所注入且通过空穴注入层310、空穴输送 层320及第1发光层330而到达第2发光层340为止的空穴的每单位
距离的所需时间表示为Th。此外，从阴极240所注入且通过电子输送
层350及第2发光层340而到达第1发光层330为止的电子的每单位 距离的所需时间表示为Te，在如此的表示下，在达到所述般的最优化 浓度的本实施形式的电激发光元件500中，比值(Th/Te)满足0.5< (Th/Te)<2.5的关系。较理想的是满足l^(Th/Te)<2，更理想的是满足 1.3<(Th/Te)<1.7的关系。
通过使空穴及电子的到达第1及第2发光层的所需时间的比值满 足该关系，可使空穴及电子到达第1发光层330的时机与空穴及电子 到达第2发光层340的时机变得更为接近。
若所述Th及Te的差距过大，例如Th为Te的2.5倍以上，则在 距离阳极最近的第1发光层330中，即使空穴及电子在几乎相同的时 机到达而产生发光，但是在空穴到达距离阴极240最近的第2发光层 340时，由于电子已经通过电子输送性的第2发光层340，因此空穴及 电子的再结合的机率降低，而不易产生发光。当然，若在相反的时机 上，仅仅于第2发光层产生发光，而在第1发光层中不会发光。因此， 若未最优化此所需时间的比值，则即使设置多层发光层，也仅在当中 的一部分发光层发光，而无法获得均衡性佳的目的的加色光(在此为白 色)。然而，通过满足所述所需时间的比值关系，例如设在1.3至1.7 的范围，则到达时机达到一致，因而可使多层发光层分别均衡性地发 光。在此，设定所需时间的比值Th/Te为1以上的更适当的理由之一 是，不仅是空穴到达第2发光层340的到达时机的控制，而且也可通 过在发光元件层300内尽可能加厚因受到下层的影响而导致凹凸较多 的阳极之侧的层，而防止发光元件层300的断线并提升段差的包覆性。
在本实施形式中，可考虑电荷输送材料的电荷迁移率(cn^/Vs)及发 光元件层300的各层的浓度(更理想的是也考虑厚度)，来加以调整所述 所需时间Th、 Te。在此，发光元件层300所采用的电荷输送材料(空穴 输送材料、电子输送材料)一般而言具有10—3至10—6的范围的电荷迁移 率(空穴迁移率、电子迁移率)，通常，该迁移率是在一定的高浓度时所 获得的值。此外，若浓度增加则迁移率也增大。因此，可使各层所采 用的电荷输送材料的含有浓度达到最优化，并且调整各层的厚度，由 此可实现所述特性。
以下说明各层的电荷迁移率、厚度及浓度。
首先，在空穴输送层320的材料及第1发光层330的主材料中所
采用的芳香族胺衍生物化合物的空穴迁移率为10—3cm2/Vs至10—4 cmVVs(约100质量％的浓度时)。
在电子输送层350的材料及第2发光层340的主材料中所采用的 有机金属络合物的电子迁移率为10—4cm2/Vs至10—6 cmVVs(约100质量 %的浓度时)。在采用多环芳香族化合物来作为此第2发光层340的电 子输送性的主材料的情况下，此化合物具备电子及空穴两者的输送性， 电子迁移率为l(T3cm2/Vs至l(T5 cm2/Vs，空穴迁移率也为10—3cm2/Vs 至l(T5 cm2/Vs。
可通过飞行时间法(TOF: Time of Flight)来测得所述空穴迁移率及 电子迁移率。具体而言，此TOF法是使测定的材料膜(在本实施形式中， 为各层的有机化合物材料膜)在互为对向的电极之间，以大约100质量 %的浓度来叠层而包夹，通过光激发而在与材料膜的一边的电极的界 面上产生电荷载流子，而测定此电荷载流子到达所对向的另一边的电 极的时间，由此来求得迁移率。
如上所示，在以大约100质量％的浓度来成膜时，具有空穴输送 性而为人所知的有机化合物的空穴迁移率在10-3cm2/Vs至10-5cm2/Vs 的范围，而在以大约100质量％的浓度来成膜时，具有电子输送性而 为人所知的有机化合物的电子迁移率在10—3Cm2/Vs至10—6cm2/VS的范 围。
接着说明各层的厚度，空穴注入层310为0.5nm至5.0nm(CFx的 情况下)或是lOnm至20nm(CuPc的情况下)。空穴输送层320为30nm 至300nm，第1发光层330为10nm至150nm，第2发光层340为20nm 至50nm，电子输送层350为lOnm至30nm的厚度。
发光元件层300的电荷迁移率与各层的厚度的关系可由下列式(l) 来表不，
(Lhi/ U hi)+(Lht/ U ht)+(Lem1/ u heml)= a {(Lem2/ U hem2)+(Let/ U et)}……式(l)
此外，a满足0.5〈cK2.5的关系。在所述式(l)中，以空穴注入 层310的膜厚为Lhi、空穴迁移率为^hi，以空穴输送层320的膜厚为
Lht、空穴迁移率为u ht，以第1发光层330的膜厚为Leml、空穴迁移 率为u heml，以第2发光层340的膜厚为Lem2、电子迁移率为U hem2， 以电子输送层350的膜厚为Let、电子迁移率为uet。此外，虽然a较 理想的是满足a <2的关系，更理想的是位于1.3< a <1.7的范围 内，但通过使a大于0.5且小于2.5，可容易获得使第1发光层330及 第2发光层340两者均衡性地发光、且不易产生断线的长寿命的元件 构造。
接下来说明使各层的厚度为固定、并改变电荷输送性化合物的浓 度的6种有机电激发光元件500。对于第1实施例(实1)、第1-1比较 例(比l-l)及第1-2比较例(比l-2)的电激发光元件500，仅第1发光层 (EML1)的空穴输送性材料浓度及电子输送性材料浓度有所不同。对于 第2实施例(=实1)、第2-1比较例(比2-l)及第2-2比较例(比2-2)的电 激发光元件500，仅第2发光层(EML2)的空穴输送性材料浓度及电子 输送性材料浓度有所不同。
又，电激发光元件500是采用CuPc为空穴注入层(HIL)310(厚度 10nm)，空穴输送层(HTL)320的膜厚形成为100nm，并采用芳香族胺 化合物的一种的NPB。第1发光层(EMLi;)330的膜厚形成为合计 30.9nm，主材料采用空穴输送性的NPB，掺杂剂采用DBzR，助掺杂 剂采用DPN(5,12-diphenyl naphthacene) (DPN(5,12-二苯基萘并萘))(橘 色发光层)。第2发光层(EML2)340的膜厚形成为41.0nm，主材料采用 多环芳香族化合物，具体而言为蒽系列化合物的 ADN(9,10-di(2-naphthyl)anthracene) (AND(9,10-二(2-萘基)蒽))，掺杂剂 采用二萘嵌苯(Perylene)系列化合物，并添加NPB来作为空穴输送性化 合物(蓝色发光层)。此外，电子输送层(ETL)350的膜厚形成为10nm， 并采用Alq3(tris(8-hydroxyquinolinato)alummum(III):铝羟基喹啉络合 物)。为助掺杂剂的所述DPN具备空穴输送性及电子输送性的两极性， 因此评估此DPN的浓度来作为第1发光层的电子输送性化合物浓度。table see original document page 17table see original document page 19
显示在第1电极及第2电极之间具备多层发光层的本实施形式的电激 发光元件500的概略剖面构造。
第1及第2电极， 一边为空穴注入电极(阳极)220，另一边为电子 注入电极(阴极)240，在图1的例子中，在基板之侧形成阳极220，而 阴极240则形成在阳极220相对向，其间包夹具有有机化合物的发光 元件层300。
发光元件层300具备含有空穴输送性化合物的多层的有机层。此 外，此发光元件层300具备多层发光层，在该多层发光层中，在配置 于最接近阳极220的第1发光层330及该阳极220之间，至少具备空 穴输送层320。在多层发光层中，在配置于最接近阴极240的第2发光 层340及该阴极240之间，至少具备电子输送层350。发光元件层300 的构成是依据所采用的有机材料等而有种种不同，在图1的例子中， 是从阳极220之侧开始，依序叠层空穴注入层310、空穴输送层320、 第1发光层330、第2发光层340及电子输送层350。
此外，在本实施形式中，为了实现依据加色的白色发光，采用橘 色发光层及蓝色发光层来作为发光层，并分别设定为第1发光层330
及第2发光层340。虽然并不限定于从空穴输送层之侧依序叠层橘色发
光层及蓝色发光层来构成，但是较理想的是，在多层发光层中，将空
穴输送功能较高的发光层设置在阳极220之侧来作为第1发光层330， 将电子输送功能较高的发光层设置在阴极240之侧来作为第2发光层 340。
发光层并不限定于2层，也可为3层以上，在此情况下，在多层 发光层中，在最接近阳极220(距离阴极240较远)的第1发光层330以 及最接近阴极240(距离阳极220较远)的第2发光层340之间，设置第
3、第4.......第n发光层。设置在第1及第2发光层的中间的发光层
彼此之间或是在与第1或第2发光层之间的层间，可形成具有发光以 外的其它功能层。
空穴输送层320及电子输送层350并不限定于单层构造，任一层 均可采用多层构造。此外也各可省略空穴输送层320及电子输送层 350，在省略空穴输送层320时，可设定第1发光层330兼具空穴输送 层的功能，在省略电子输送层350时，可设定第2发光层340兼具电 子输送层的功能。对于空穴注入层310，也不限定于单层构造，而可采 用多层构造，此外，在从阳极220至空穴输送层320的空穴注入阻障 较小的情况下，可省略空穴注入层310。
关于阳极220，例如可采用导电性金属氧化物材料，具体而言有 ITO(Indium Tin Oxide ，氧化铟锡)及IZO(Indium Zinc Oxide，氧化铟锌） 等透明导电性材料。阴极240是由以功函数较大的金属材料为主体的 金属层244以及用来降低对电子输送层350的电子输送阻障的电子注 入层242所组成的叠层构造所构成。关于金属层244，例如可采用A1、 Ag、 MgAl合金、MgAg合金、LiAl合金、LiAg合金等。而在从阴极 240往电子输送层350的电子输送阻障较小的情况下，也可省略电子注 入层242，电子注入层242例如可采用氟化锂(LiF)、锂(Li)等。
空穴注入层310可采用CuPc(酞菁铜络合物)及CFx(x为任意数)等。
空穴输送层320含有极高浓度的空穴输送性化合物(例如100质量 %)。关于空穴输送性化合物，例如可采用空穴迁移率较高的胺衍生物
化合物，更具体而言为芳香族胺衍生物化合物。此芳香族胺衍生物化
合物主要为三苯基胺(Triphenyl Amine)或是该衍生物的双聚物，或是2 以上的多聚物等。具体而言，例如有TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-( 1 ， 1 '-biphenyl)-4,4'-diamine) (TPD(N,N'- 3又 (3-甲基苯基）-N,N'- 二苯基-(l，l'-联苯基）-4，4'- 二胺））、 NPB(N,N'-bis( 1 -naphthyl)-N,N'-diphenyl-( 1,1 '网biphenyl)-4,4'-diamine) (NPB(N,N'-双(1-萘基)-N,N'- 二苯基联苯基)-4,4'- 二胺））、 l-TNATA(4，4',4"-tris[l-naphthyl(phenyl)amino]-triphenylamine) (l-TNATA(4,4',4"-三[l-萘基(苯基)胺基]-三苯基胺》等。
电子输送层350含有极高浓度的电子输送性化合物(例如100质量 %)。关于电子输送性化合物，例如可采用铝羟基喹啉(Quinolinol)络合 物(Alq)等的电子迁移率较高的有机金属络合物以及邻二氮杂菲 (Phenanthroline)等含氮杂环化合物。
在图1的例子中，在多层发光层中最接近阳极的第1发光层330 是在单层构造的空穴输送层320上连续形成，此第1发光层330含有 相对较高浓度的空穴输送性化合物。具体而言，第1发光层330采用 空穴输送性化合物为主材料，采用橘色的发光材料来作为掺杂材料， 并将大约10质量％或是其以下的浓度的该掺杂材料掺杂于空穴输送性 主材料来加以形成。也就是，在第1发光层330中，含有空穴输送性 化合物的浓度大约为100质量％至80质量％以上(例如约90质量％) 的空穴输送性化合物。空穴输送性化合物可采用所述空穴输送层320 所采用的芳香族胺衍生物化合物。对于橘色的发光材料(掺杂材料)并无 特别限定，例如可采用红萤烯(Rubrene(5,6,ll,12-tetraphenyl naphthacene))及DBzR(5, 12-bis(4-(6-methylbenzothiazole-2-yl) phenyl) -6,1 l-diphenyl naphthacene) (DBzR(5，12-双（4-(6-甲基苯唑-2-基）苯 基)-6,ll-二苯基萘并熟)。在掺杂材料具备发光功能以及较高的空穴输 送性的情况下，可视为第1发光层330的空穴输送性化合物的浓度几 乎为100质量％。
在图1的例子中，在多层发光层中最接近阴极240的第2发光层 340形成在所述第1发光层330正上方，而与第1发光层330及电子输 送层350两者接触。第2发光层340至少包含高浓度的电子输送性化
合物，在本实施形式中，是采用所述空穴输送性化合物及电子输送性 化合物两者来作为主材料，并采用蓝色的发光材料来作为掺杂材料。 此掺杂材料可由例如10%或是其以下的浓度来对主材料进行掺杂。
第2发光层340的空穴输送性的主材料可与所述第1发光层330
相同，采用芳香族胺衍生物化合物，对于电子输送性的主材料，除了
所述电子输送层350所采用的有机金属络合物化合物之外，也可采用 多环芳香族化合物。金属络合物化合物例如可采用如上所述的铝羟基 喹啉络合物及该衍生物。多环芳香族化合物例如可采用蒽(Anthracene) 系列化合物。
关于此蒽系列化合物的 一 例，例如有ADN(9,10-di (2-naphthyl)anthracene) (AND(9,10-二O萘基)蒽))等。所述多环芳香族 化合物例如可采用具备电子输送性及空穴输送性、且作为第1发光层 330的助掺杂剂等。在此情况下的助掺杂剂，例如可采用 DPN(5,12-diphenyl naphthacene) (DPN(5,12-二苯基萘并萘》等。对于蓝 色的发光材料(掺杂材料)并无特别限定，例如可采用二萘嵌苯(Perylene) 系列化合物及芘(Pyrene)系列化合物。
第2发光层340的空穴输送性化合物的浓度可设定在0质量％至 50质量％。此外，电子输送性化合物的浓度可设定在100质量％至50 质量％。此外，在例如采用如Alq3般的具有电子输送功能及发光功能 的化合物来作为第2发光层340时，可单独采用100质量％的电子输 送性发光化合物。
如上所述，在本实施形式中，在具备2层的发光层330、 340且至 少在空穴输送层320及第1发光层330中含有空穴输送性化合物的情 况下，第1发光层330的空穴输送性化合物的含有浓度设成比空穴输 送层320的空穴输送性化合物的含有浓度更低或是相等。在第1发光 层330所采用的发光材料同时具备发光功能及空穴输送功能两者的情 况下，第1发光层330的空穴输送性化合物的含有浓度几乎为100质 量％。而在第2发光层340中也可采用一部分的空穴输送性化合物， 但是即使在采用时，该含有浓度也比第1发光层330的含有浓度更低。 也就是，较理想的是，在含有空穴输送性化合物的多层的有机层中， 设定距离阳极220愈远的层，其含有浓度愈低。在具备含有电子输送
性化合物的多层的有机层时，可设定距离阴极240愈近的有机层，其 电子输送性化合物的含有浓度愈高。
有机电激发光元件500通过以上的叠层构造所构成，各层是在玻 璃或塑料薄膜等透明绝缘基板100的上方从阳极220开始依序叠层。 阳极220例如可由溅镀法形成，发光元件层300及阴极240例如可通 过真空蒸镀法来连续形成。在适用于以此有机电激发光元件500来作 为显示装置的各个像素的显示元件(发光元件)、并且在各像素中设置晶 体管以保持并控制各像素的显示内容的所谓的主动矩阵型显示装置的 情况，在所述基板100及阳极220的层间，将构成晶体管等的各个像 素电路的层加以形成。
在如此的构成中，从阳极220所注入的空穴被注入于空穴注入层 310，高浓度地通过含有空穴输送性化合物的空穴输送层320，而到达 第1发光层330。此外，由于含有高浓度的空穴输送性化合物来作为主 材料，因此第1发光层330也具备空穴输送性，因此空穴通过第1发 光层330而到达第2发光层340。
另一方面，从阴极240(从金属层244经过电子注入层360)所注入 的电子高浓度地通过含有电子输送性化合物的电子输送层350，而到达 第2发光层340。如所述般，由于第2发光层340也含有高浓度的电子 输送性化合物而具备电子输送性，因此电子通过第2发光层340到达 第1发光层330。
因此，在第1发光层330中，来自于阳极220的空穴与从阴极240 经过第2发光层340而到达的电子再结合，并通过再结合的能量来激 发掺杂剂的发光分子，而在返回基态时会获得发出橘色的光。在第2 发光层340中，从阳极220经过第1发光层330而到达的空穴与来自 阴极240的电子再结合，激发掺杂剂的发光分子，而在返回基态时会 获得发出蓝色的光。在图1的例子中，于第2发光层340所获得的蓝 色光与于第1发光层330所获得的橘色光均从透明的阳极220之侧经 过由玻璃等透明绝缘材料所形成的基板100而往外部射出。因此，在 外部，由于蓝色光与橘色光的加色，而可观察出白色光。
在本实施形式中，如上所述，在叠层含有空穴输送性化合物的多 层的有机层来作为发光元件层300的情况下，设定为距离阳极220愈
近的有机层，其空穴输送性化合物的含有浓度愈高。然而，尤其在以 空穴输送层320的空穴输送性化合物的含有浓度为Chi，以第1发光层
330的空穴输送性化合物的含有浓度为Ceml，以第2发光层340的空 穴输送性化合物的含有浓度为Cem2时，较理想的是满足Ceml-Cem2 >Chi-Ceml的关系。
通过扩大第1发光层330与第2发光层340之间的浓度差，尤其 是降低Cem2的浓度，可将第2发光层340的空穴输送性设定为比第1 发光层330还低。若空穴穿过第2发光层340而到达阴极240时，则 此空穴成为无效电流，而无益于发光。此外，即使在第2发光层340 及阴极240的层间与电子再结合，也由于通常在发光层之外不存在发 光分子，因此无益于发光。在采用具有电子输送性及发光功能的材料 来作为电子输送层350时，则导致在非目的的电子输送层350产生发 光，因而造成色纯度的降低。因此，较理想的是设定在所述般的浓度 梯度。
在形成3层以上的发光层的情况下，如上所述，是在第1发光层 330及第2发光层340之间又形成发光层。在此情况下，在第1发光层 330中被要求较高的空穴输送能力，而较理想的是设定空穴输送性化合 物的浓度例如为高达100质量％至90质量％左右。相对地，在第2发 光层340中被要求较高的电子输送能力，电子输送性化合物设定成例 如为100质量％至50质量％的较高浓度。对于位于第1发光层330及 第2发光层340之间、且形成于最接近第1发光层330的发光层，由 于必须将空穴传送至第2发光层340之侧，因此含有空穴输送性化合 物。在这中间的发光层的空穴输送性化合物的含有浓度可设定为比第1 发光层330还低，且比所述第2发光层340的含有浓度还高。最接近 第1发光层330的发光层(在2层构造的发光层的情况下，为第2发光 层340)以及该第1发光层330都可采用相同的空穴输送性化合物。通 过采用相同的材料，可在例如以真空蒸镀法等来叠层发光元件层300 的各层时，而容易地采用相同的蒸镀来源来有效率地形成发光层。
以下说明在所述浓度关系下所形成的本实施形式的电激发光元件 的特性。首先，将从阳极220所注入且通过空穴注入层310、空穴输送 层320及第1发光层330而到达第2发光层340为止的空穴的每单位
距离的所需时间表示为Th。此外，从阴极240所注入且通过电子输送
层350及第2发光层340而到达第1发光层330为止的电子的每单位 距离的所需时间表示为Te，在如此的表示下，在达到所述般的最优化 浓度的本实施形式的电激发光元件500中，比值(Th/Te)满足0.5< (Th/Te)<2.5的关系。较理想的是满足l^(Th/Te)<2，更理想的是满足 1.3<(Th/Te)<1.7的关系。
通过使空穴及电子的到达第1及第2发光层的所需时间的比值满 足该关系，可使空穴及电子到达第1发光层330的时机与空穴及电子 到达第2发光层340的时机变得更为接近。
若所述Th及Te的差距过大，例如Th为Te的2.5倍以上，则在 距离阳极最近的第1发光层330中，即使空穴及电子在几乎相同的时 机到达而产生发光，但是在空穴到达距离阴极240最近的第2发光层 340时，由于电子已经通过电子输送性的第2发光层340，因此空穴及 电子的再结合的机率降低，而不易产生发光。当然，若在相反的时机 上，仅仅于第2发光层产生发光，而在第1发光层中不会发光。因此， 若未最优化此所需时间的比值，则即使设置多层发光层，也仅在当中 的一部分发光层发光，而无法获得均衡性佳的目的的加色光(在此为白 色)。然而，通过满足所述所需时间的比值关系，例如设在1.3至1.7 的范围，则到达时机达到一致，因而可使多层发光层分别均衡性地发 光。在此，设定所需时间的比值Th/Te为1以上的更适当的理由之一 是，不仅是空穴到达第2发光层340的到达时机的控制，而且也可通 过在发光元件层300内尽可能加厚因受到下层的影响而导致凹凸较多 的阳极之侧的层，而防止发光元件层300的断线并提升段差的包覆性。
在本实施形式中，可考虑电荷输送材料的电荷迁移率(cn^/Vs)及发 光元件层300的各层的浓度(更理想的是也考虑厚度)，来加以调整所述 所需时间Th、 Te。在此，发光元件层300所采用的电荷输送材料(空穴 输送材料、电子输送材料)一般而言具有10—3至10—6的范围的电荷迁移 率(空穴迁移率、电子迁移率)，通常，该迁移率是在一定的高浓度时所 获得的值。此外，若浓度增加则迁移率也增大。因此，可使各层所采 用的电荷输送材料的含有浓度达到最优化，并且调整各层的厚度，由 此可实现所述特性。
以下说明各层的电荷迁移率、厚度及浓度。
首先，在空穴输送层320的材料及第1发光层330的主材料中所
采用的芳香族胺衍生物化合物的空穴迁移率为10—3cm2/Vs至10—4 cmVVs(约100质量％的浓度时)。
在电子输送层350的材料及第2发光层340的主材料中所采用的 有机金属络合物的电子迁移率为10—4cm2/Vs至10—6 cmVVs(约100质量 %的浓度时)。在采用多环芳香族化合物来作为此第2发光层340的电 子输送性的主材料的情况下，此化合物具备电子及空穴两者的输送性， 电子迁移率为l(T3cm2/Vs至l(T5 cm2/Vs，空穴迁移率也为10—3cm2/Vs 至l(T5 cm2/Vs。
可通过飞行时间法(TOF: Time of Flight)来测得所述空穴迁移率及 电子迁移率。具体而言，此TOF法是使测定的材料膜(在本实施形式中， 为各层的有机化合物材料膜)在互为对向的电极之间，以大约100质量 %的浓度来叠层而包夹，通过光激发而在与材料膜的一边的电极的界 面上产生电荷载流子，而测定此电荷载流子到达所对向的另一边的电 极的时间，由此来求得迁移率。
如上所示，在以大约100质量％的浓度来成膜时，具有空穴输送 性而为人所知的有机化合物的空穴迁移率在10-3cm2/Vs至10-5cm2/Vs 的范围，而在以大约100质量％的浓度来成膜时，具有电子输送性而 为人所知的有机化合物的电子迁移率在10—3Cm2/Vs至10—6cm2/VS的范 围。
接着说明各层的厚度，空穴注入层310为0.5nm至5.0nm(CFx的 情况下)或是lOnm至20nm(CuPc的情况下)。空穴输送层320为30nm 至300nm，第1发光层330为10nm至150nm，第2发光层340为20nm 至50nm，电子输送层350为lOnm至30nm的厚度。
发光元件层300的电荷迁移率与各层的厚度的关系可由下列式(l) 来表不，
(Lhi/ U hi)+(Lht/ U ht)+(Lem1/ u heml)= a {(Lem2/ U hem2)+(Let/ U et)}……式(l)
此外，a满足0.5〈cK2.5的关系。在所述式(l)中，以空穴注入 层310的膜厚为Lhi、空穴迁移率为^hi，以空穴输送层320的膜厚为
Lht、空穴迁移率为u ht，以第1发光层330的膜厚为Leml、空穴迁移 率为u heml，以第2发光层340的膜厚为Lem2、电子迁移率为U hem2， 以电子输送层350的膜厚为Let、电子迁移率为uet。此外，虽然a较 理想的是满足a <2的关系，更理想的是位于1.3< a <1.7的范围 内，但通过使a大于0.5且小于2.5，可容易获得使第1发光层330及 第2发光层340两者均衡性地发光、且不易产生断线的长寿命的元件 构造。
接下来说明使各层的厚度为固定、并改变电荷输送性化合物的浓 度的6种有机电激发光元件500。对于第1实施例(实1)、第1-1比较 例(比l-l)及第1-2比较例(比l-2)的电激发光元件500，仅第1发光层 (EML1)的空穴输送性材料浓度及电子输送性材料浓度有所不同。对于 第2实施例(=实1)、第2-1比较例(比2-l)及第2-2比较例(比2-2)的电 激发光元件500，仅第2发光层(EML2)的空穴输送性材料浓度及电子 输送性材料浓度有所不同。
又，电激发光元件500是采用CuPc为空穴注入层(HIL)310(厚度 10nm)，空穴输送层(HTL)320的膜厚形成为100nm，并采用芳香族胺 化合物的一种的NPB。第1发光层(EMLi;)330的膜厚形成为合计 30.9nm，主材料采用空穴输送性的NPB，掺杂剂采用DBzR，助掺杂 剂采用DPN(5,12-diphenyl naphthacene) (DPN(5,12-二苯基萘并萘))(橘 色发光层)。第2发光层(EML2)340的膜厚形成为41.0nm，主材料采用 多环芳香族化合物，具体而言为蒽系列化合物的 ADN(9,10-di(2-naphthyl)anthracene) (AND(9,10-二(2-萘基)蒽))，掺杂剂 采用二萘嵌苯(Perylene)系列化合物，并添加NPB来作为空穴输送性化 合物(蓝色发光层)。此外，电子输送层(ETL)350的膜厚形成为10nm， 并采用Alq3(tris(8-hydroxyquinolinato)alummum(III):铝羟基喹啉络合 物)。为助掺杂剂的所述DPN具备空穴输送性及电子输送性的两极性， 因此评估此DPN的浓度来作为第1发光层的电子输送性化合物浓度。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 激光激发荧光显微镜 | 2020-05-12 | 932 |
| 电激发光元件 | 2020-05-11 | 836 |
| 光激发光颜料的施加 | 2020-05-13 | 434 |
| 夜光型电激发光组件 | 2020-05-13 | 606 |
| 光激发显示设备及光激发显示系统 | 2020-05-12 | 924 |
| 电激发光显示器 | 2020-05-11 | 957 |
| 电激发光装置 | 2020-05-11 | 139 |
| 激光激发设备及其激发方法 | 2020-05-12 | 62 |
| 快速激发发光纸 | 2020-05-12 | 650 |
| 电激发光带 | 2020-05-11 | 934 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈