专利名称：有机电致发光元件及其制造方法、面状光源、照明装置以及显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机电致发光元件及其制造方法、面状光源、照明装置以及显示
直O
背景技术：
有含有一对电极和设置在该电极间的包含高分子化合物的发光层而构成的有机 电致发光(Electro Luminescence 简称EL)元件。对于该有机EL元件而言，通过在电极 间施加电压，可使发光层发光。已知有例如具备使多种色素分散于发光层的白色发光层，发 出白色光的有机EL元件(例如参照日本特开平07-220871号公报)。使施加于电极间的电压变化时，发出的光的色彩发生变化。在现有技术的有机EL 元件中，相对于施加的电压的变化，色彩的变化大。另外，谋求以高效率发光的有机EL元 件。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种相对于施加于电极间的电压的变化，色彩的变化少 的有机电致发光元件。本发明的目的还在于，提供一种以高效率发光的有机电致发光元件。本发明的有机电致发光元件含有阳极、阴极和发光部，所述发光部配置在阳极与 阴极之间且具有3层以上包含高分子化合物的发光层，构成发光部的各发光层发出峰值波长互不相同的光，且发出的光的峰值波长越长 的发光层越配置在靠近阳极侧。另外，对于本发明的有机电致发光元件而言，所述发光部的发光层由发出红色光 的发光层、发出绿色光的发光层和发出蓝色光的发光层这3层构成。另外，对于本发明的有机电致发光元件而言，通过涂敷包含构成各发光层的材料 的涂敷液而依次形成各发光层，对于所述涂敷液涂敷在表面上的发光层，在涂敷涂敷液之 前，相对涂敷的涂敷液进行不溶解处理。另外，对于本发明的有机电致发光元件而言，在表面上将要涂敷所述涂敷液的发 光层而言，在涂敷涂敷液之前，相对于所涂敷的涂敷液是不溶解的。另外，对于本发明的有机电致发光元件而言，构成不溶解的发光层的材料的至少 一部分通过给予能量而进行交联。另外，对于本发明的有机电致发光元件而言，构成不溶解的发光层的主要材料通 过给予能量而进行交联。另外，对于本发明的有机电致发光元件而言，构成不溶解的发光层的材料中，除去 构成发光层的主要材料之外的剩余材料的至少一部分通过给予能量而进行交联。另外，对于本发明的有机电致发光元件而言，使施加于阳极和阴极之间的电压变
3化时，取出到外部的光的色度坐标中的坐标值χ和坐标值y的变化幅度分别为0. 05以下。另外，本发明提供一种具备所述有机电致发光元件的面状光源。另外，本发明提供一种具备所述有机电致发光元件的照明装置。另外，本发明提供一种具备所述有机电致发光元件的显示装置。另外，本发明提供一种有机电致发光元件的制造方法，所述有机电致发光元件含 有阳极、阴极和发光部，所述发光部配置在阳极与阴极之间且具有3层以上包含高分子化 合物的发光层，所述制造方法包括以下工序以使在发光部中，发出的光的峰值波长越长的 发光层越配置在阳极侧的方式依次涂敷包含构成各发光层的材料的涂敷液，从而使各发光 层依次成膜，在上述依次成膜的工序中，对将要在表面上涂敷涂敷液的发光层，在涂敷涂敷 液之前，进行相对于涂敷液的不溶解处理。
图1是表示本发明的一个实施方式的有机EL元件1的主视图。符号说明1有机EL元件2 基板3 阳极4空穴注入层5发光部6 阴极7红色发光层8绿色发光层9蓝色发光层
具体实施例方式本发明的有机电致发光元件(以下，有时称为有机EL元件)含有阳极、阴极和发 光部，所述发光部配置在阳极与阴极之间且具有3层以上包含高分子化合物的发光层，构 成发光部的各发光层发出峰值波长互不相同的光，且发出的光的峰值波长越长的发光层越 配置在靠近阳极侧。图1是表示本发明的一个实施方式的有机EL元件1的主视图。本实施方式的有 机EL元件1的构成为依次层叠有基板2、阳极3、空穴注入层4、发光部5和阴极6。发光 部5的构成为依次层叠有发出红色光的发光层(以下，有时称为红色发光层)7、发出绿色 光的发光层(以下，有时称为绿色发光层)8和发出蓝色光的发光层(以下，有时称为蓝色 发光层)9。在构成发光部5的3个发光层7、8、9中，红色发光层7发出的光的峰值波长最 长，因此，在3个发光层7、8、9中，红色发光层7的配置位置最靠近阳极3，在3个发光层7、 8、9中，绿色发光层8发出的光的峰值波长居中，因此，在3个发光层7、8、9中，绿色发光层 8居中配置，在3个发光层7、8、9中，蓝色发光层9发出的光的峰值波长最短，因此，在3个 发光层7、8、9中，蓝色发光层9的配置位置最靠近阴极6。需要说明的是，发光层发出的光 的峰值波长是指在波长区域观察发出的光时光强度最强的光的波长。
作为本实施方式中的红色发光层7，可使用发出的光的峰值波长例如为580nm 660nm的发光层，优选使用发出的光的峰值波长为600 640nm的发光层。另外，作为本实 施方式中的绿色发光层8，可使用发出的光的峰值波长例如为500nm 560nm的发光层，优 选使用发出的光的峰值波长为520nm 540nm的发光层。另外，作为本实施方式中的蓝色 发光层8，可使用发出的光的峰值波长例如为400nm 500nm的发光层，优选使用发出的光 的峰值波长为420nm 480nm的发光层。将从以这样的峰值波长发光的3个发光层7、8、9 分别发出的光重叠在一起时，成为白色光，因此，发光部5由红色发光层7、绿色发光层8及 蓝色发光层9构成的本实施方式的有机EL元件1发出白色光。作为基板2，可以为刚性基板，也可以为挠性基板，优选使用例如玻璃板、塑料板、 高分子膜及硅板以及将它们层叠而成的层叠板等。在将来自发光部5的光从基板2侧取出 的所谓的底部发射型的有机EL元件中，作为基板2，优选可见光区域的光的透射率高的基 板。在将来自发光部5的光从阴极6侧取出的所谓的顶部发射型的有机EL元件中，基板2 可以为透明基板，也可以为不透明基板。作为阳极3，优选电阻低的物质。阳极3及阴极6中的至少一方为透明或半透明， 例如，在底部发射型的有机EL元件中，阳极3为透明或半透明，优选使用可见光区域的光的 透射率高的物质。作为阳极3的材料，可使用具有导电性的金属氧化物膜、半透明的金属薄 膜等。具体而言，作为阳极3，可使用由氧化铟、氧化锌、氧化锡、铟锡氧化物(Indium Tin Oxide 简称I TO)及铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide 简称IZ0)等构成的薄膜或由金、钼、 银、铜等构成的薄膜。其中，作为阳极3，优选使用由ΙΤ0、IZO或氧化锡构成的薄膜。需要 说明的是，在顶部发射型的有机EL元件中，作为阳极3，优选由将来自发光部5的光反射到 阴极6侧的材料形成，可以使用例如膜厚为反射光的程度的金属薄膜。作为阳极3的制作方法，可列举真空蒸镀法、溅射法、离子电镀法、镀敷法等。另 外，作为阳极3，可以使用聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等有机的透明导电膜。空穴注入层4为具有改善来自阳极3的空穴注入效率的功能的层。作为构成空穴 注入层4的空穴注入材料，可列举苯基胺类、星型胺类、酞菁类、氧化钒、氧化钼、氧化钌、氧 化铝等氧化物、非晶形碳、聚苯胺、聚噻吩衍生物等。对于空穴注入层4，可以利用例如涂敷溶剂中溶解了上述空穴注入材料的涂敷液 的涂敷法进行成膜。作为溶剂，只要为可溶解空穴注入材料的溶剂即可，可列举例如水、氯 仿、二氯甲烷、二氯乙烷等氯系溶剂；四氢呋喃等醚系溶剂；甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶 剂；丙酮、甲基乙基酮等酮系溶剂；醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙基溶纤剂醋酸酯等酯系溶剂。作为对空穴注入层4进行成膜的涂敷法，可列举旋涂法、流延法、微凹版涂敷法、 凹版涂敷法、棒涂法、辊涂法、线棒涂敷法、浸渍法、喷涂法、网版印刷法、柔性版印刷法、胶 版印刷法及喷墨印刷法等。使用这些涂敷法中的1种涂敷法，在形成有阳极3的基板2上 涂敷上述的涂敷液，由此可以形成空穴注入层4。作为空穴注入层4的层厚，其最佳值因使用的材料而不同，以驱动电压和发光效 率为适当的值的方式选择，必须为至少不产生针孔那样的厚度，当其过厚时，元件的驱动电 压升高而不优选。因而，作为空穴注入层4的膜厚，例如为Inm 1 μ m,优选为2nm 500nm， 进一步优选为5nm 200nm。在本实施方式中，构成发光部5的各发光层分别利用涂敷法来形成。特别是在本实施方式中，对于在表面上将要涂敷含有构成成膜的发光层的材料的发光层，在涂敷涂敷 液之前，进行相对于涂敷的涂敷液的不溶解处理。具体而言，在利用涂敷法对绿色发光层8 进行成膜之前，对红色发光层7进行不溶解处理，而且，在利用涂敷法对蓝色发光层9进行 成膜之前，对绿色发光层8进行不溶解处理。在本实施方式中，构成不溶解的发光层的材料的至少一部分可通过给予能量而进 行交联。在涂敷含有这种材料的涂敷液进行成膜后，给予光或热作为能量，使其交联，由此 对膜进行不溶解处理。需要说明的是，构成不溶解的发光层的主要材料可以通过给予能量 而交联，另外，构成不溶解的发光层的材料中，除去构成发光层的主要材料之外的剩余材料 的至少一部分通过给予能量而进行交联。后者的情况是，在涂敷液中，除了构成发光层的主 要材料之外，还加入通过给予能量而进行交联的交联剂。需要说明的是，构成发光层的主要 材料只要是可通过给予能量而交联的材料，就不需要在涂敷液中加入交联剂。在本实施方 式中，构成发光层的主要材料为发光层中质量浓度最高的材料，在构成发光层的材料中，相 当于例如发出荧光和/或磷光的材料(以下，有时称为发光材料)。作为构成发光层的主要材料，当使用可通过给予能量而进行交联的材料时，使用 含有通过给予能量而交联的基团(以下称为交联基团)的高分子化合物即可。作为交联基 团，可以列举乙烯基等。具体而言，作为构成发光层的主要材料，可列举使用在主链和/或 侧链上含有从苯并环丁烷(BCB)中去掉了至少1个氢原子后形成的残基的高分子化合物的 材料。另外，作为除了构成发光层的主要材料之外可以添加于涂敷液的交联剂，可列举 具有选自由乙烯基、乙酰基、丁烯基、丙烯基、丙烯酰胺基、甲基丙烯基、甲基丙烯酰胺基、 乙烯基醚基、乙烯基氨基、硅烷醇基、环丙基、环丁基、环氧基、氧杂环丁烷基、二酮基、环硫 醚基、内酯基及内酰胺基构成的组中的可以聚合的取代基的化合物。作为交联剂，优选例 如多官能丙烯酸酯，进一步优选二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)及三季戊四醇八丙烯酸酯 (TPEA)等。各发光层7、8、9含有发出荧光和/或磷光的有机物、或含有该有机物以及掺杂剂。 掺杂剂是以例如提高发光效率或改变发光波长等为目的而添加的。作为构成各发光层7、8、 9的主要发光材料，可列举例如色素类的发光材料、金属络合物类的发光材料、高分子类的 发光材料。作为色素类的发光材料，可列举将例如环戊胺衍生物、四苯基丁二烯衍生物化合 物、三苯基胺衍生物、噁二唑衍生物、吡唑并喹啉(pyrazoloquinoline)衍生物、二苯乙烯 基苯衍生物、二苯乙烯基亚芳基衍生物、吡咯衍生物、噻吩环化合物、吡啶环化合物、紫环酮 衍生物、茈衍生物、低聚噻吩衍生物、三富马酰胺(trifumanylamine)衍生物、噁二唑二聚 物、喹吖酮衍生物、香豆素衍生物及吡唑啉二聚物等进行高分子化而成的物质。作为金属络合物类的发光材料，可以列举将中心金属具有Al、Zn、Be等典型元素 或稀土类(例如Tb、Eu、Dy)、Ir、Pt等过渡金属、配位基具有噁二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯 基苯并咪唑、喹啉结构等的金属络合物进行高分子化而成的物质，可列举例如将具有来自 铱络合物、钼络合物等三重激发状态的发光的金属络合物、羟基喹啉铝(alumiquinolinol) 络合物、苯并羟基喹啉铍(benzoquinolinolberyllium)络合物、苯并噁唑锌络合物、苯并 噻唑锌络合物、偶氮甲基锌络合物、吓啉锌络合物、铕络合物等进行高分子化而成的物质。
作为高分子类的发光材料，可列举聚对苯乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚对苯衍 生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚芴衍生物及聚乙烯咔唑衍生物等。作为构成红色发光层7的主要发光材料，可以列举在上述发光材料中的香豆素衍 生物、噻吩环化合物及它们的聚合物、聚对苯乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚芴衍生物等，优 选高分子材料的聚对苯乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚芴衍生物等。作为构成绿色发光层8的主要发光材料，可列举上述发光材料中的喹吖酮衍生 物、香豆素衍生物、噻吩环化合物及它们的聚合物、聚对苯乙烯衍生物、聚芴衍生物等，优选 高分子材料的聚对苯乙烯衍生物、聚芴衍生物等。作为构成蓝色发光层9的主要发光材料，可列举上述发光材料中的二苯乙烯基亚 芳基衍生物和/或噁二唑衍生物的聚合物、聚乙烯基咔唑衍生物、聚对苯衍生物、聚芴衍生 物等，优选高分子材料的聚乙烯基咔唑衍生物、聚对苯衍生物或聚芴衍生物等。对于构成各发光层的主要发光材料，除了上述发光材料之外，例如以提高发光效 率或改变发光波长等为目的，可以还含有掺杂材料。作为这种掺杂材料，可列举例如茈衍 生物、香豆素衍生物、红荧烯衍生物、喹吖酮衍生物、方酸(squarylium)衍生物、吓啉衍生 物、苯乙烯类色素、丁省衍生物、吡唑啉酮衍生物、十环烯、吩噁嗪酮等。可以利用与将上述空穴注入层4进行成膜的方法同样的方法形成各发光层。具体 而言，可以通过利用上述涂敷法涂敷在与溶解空穴注入材料的溶剂同样的溶剂中溶解有构 成发光层的材料的涂敷液来进行成膜。首先，对红色发光层7进行成膜。具体而言，利用上述涂敷法，在阳极3的表面上 涂敷溶解有上述构成红色发光层7的材料的涂敷液。接着，通过对涂敷好的膜进行加热或 光照射，得到交联了的红色发光层7。对于这样交联了的红色发光层7，即使涂敷用于形成 绿色发光层8的涂敷液，也不会溶出。接着，对绿色发光层8进行成膜。具体而言，利用上述涂敷法，在红色发光层7的 表面上涂敷溶解有上述构成绿色发光层8的材料的涂敷液。接着，通过对涂敷好的膜进行 加热或光照射，得到交联了的绿色发光层8。对于这样交联了的绿色发光层8，即使涂敷用 于形成蓝色发光层9的涂敷液，也不会溶出。接着，对蓝色发光层9进行成膜。具体而言，利用上述涂敷法，在绿色发光层8的 表面上涂敷溶解有上述构成蓝色发光层9的材料的涂敷液，并使其干燥，由此得到蓝色发 光层9。这样，通过对将要涂敷涂敷液的发光层预先进行相对于涂敷液的不溶解处理，这 样在发光层的表面涂敷涂敷液时，可以防止发光层溶解。由此，容易控制各发光层的膜厚， 可以容易地形成理想膜厚的发光层。对于构成发光层5的各发光层的层厚，优选越配置在阳极3侧的发光层的层厚度 越薄。具体而言，优选绿色发光层8的层厚比红色发光层7的层厚厚、蓝色发光层9的层厚 比绿色发光层8的层厚厚。进一步具体而言，红色发光层7的层厚优选为5nm 20nm、进 一步优选为IOnm 15nm。另外，绿色发光层8的层厚优选为IOnm 30nm、进一步优选为 15nm 25nm。另外，蓝色发光层9的层厚优选为40nm 70nm、进一步优选为50nm 65nm。 这样，通过设定各发光层的层厚，可以实现色彩变化相对施加于电极的电压变化少且驱动 电压低的以高效率发光的有机EL元件1。
另外，就构成发光部的各发光层而言，发出的光的峰值波长越长的发光层越配置 在靠近阳极3侧，因此，通过设定各发光层的层厚，可以实现色彩变化相对施加于电极的电 压变化少且驱动电压低的有机EL元件1。需要说明的是，发出的光的峰值波长越长，可能会 使发光层的最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital 简称HOMO)及最 低未占分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital 简称LUMO)分别越低，因此，在 本实施方式中，HOMO及LUMO越低的发光层越配置在靠近阳极3侧。这样，越远离阳极8的 发光层，Η0Μ0及LUMO依次升高，因此可推测在发光部5中，可以有效地传输空穴及电子， 可以实现色彩变化相对于施加于电极的电压变化少且驱动电压低的有机EL元件1。作为阴极6的材料，优选功函数小、容易向发光层注入电子的材料，另外，优选电 导率高的材料。另外，在从阳极3侧取出光时，为了将来自发光部5的光反射到阳极3侧， 作为阴极6的材料，优选可见光反射率高的材料。作为阴极6的材料，可以使用碱金属、碱 土金属、过渡金属及III-B族金属等金属。具体而言，作为阴极6的材料，可使用锂、钠、钾、 铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽、镱等金属或上述金属中的2个 以上的合金、或上述金属中的1个以上和金、银、钼、铜、锰、钛、钴、镍、钨、锡中的1个以上的 合金或石墨或石墨层间化合物等。作为合金的例子，可以列举镁-银合金、镁-铟合金、 镁_铝合金、铟_银合金、锂_铝合金、锂_镁合金、锂_铟合金、钙_铝合金等。另外，作为 阴极6，可以使用透明导电性电极，可以使用例如导电性金属氧化物或导电性有机物等。具 体而言，作为导电性金属氧化物，可以使用氧化铟、氧化锌、氧化锡及作为它们的复合物的 铟锡氧化物(ITO)或铟锌氧化物(IZO)；作为导电性有机物，可以使用聚苯胺或其衍生物、 聚噻吩或其衍生物等有机的透明导电膜。需要说明的是，可以将阴极设定为2层以上的层 叠结构。在以上说明的本实施方式的有机EL元件1中，通过对于构成发光部5的3个发光 层7、8、9，使发出的光的峰值波长越长的发光层越配置在靠近阳极侧，由此可以实现色彩变 化相对于施加于电极的电压变化少且以高效率发光的有机EL元件。在这样的构成的有机 EL元件1中，可以实现如下所述的有机EL元件，即，使施加于阳极和阴极之间的电压变化 时，取出到外部的光的色度坐标中的坐标值χ和坐标值y的变化幅度分别为0. 05以下。在 此，取出到外部的光为将来自各发光层7、8、9的光重叠在一起而成的光，本实施方式中的 色度坐标为国际照明委员会(CIE)规定的CIE1931。在以上说明的本实施方式的有机EL元件1中，发光部5的构成为层叠3个发光 层7、8、9而成，整体发出白色光，但是，也可以分别设置发出与本实施方式的各发光层7、8、 9发出的光的波长不同的波长的光的发光层，构成发出与例如白色不同的波长的光的发光 部，另外，也可以由4层以上的发光层构成发光部。各发光层发出的光的颜色可根据从各自 的有机EL元件取出的光的颜色适当选择。需要说明的是，从有机EL元件取出的光的颜色 可以为白色，也可以为与白色不同的颜色，另外，发光层的层数可以为3层，也可以设定为4 层以上，通过将各发光层以发出的光的峰值波长越长的发光层越靠近阳极侧的方式配置， 可以实现色彩变化相对施加于电极的电压变化少且以高效率发光的有机EL元件。这种有机EL元件1可用于面状光源、照明装置及显示装置等。作为具备有机EL 元件1的显示装置，可列举段式显示装置、点阵式显示装置及液晶显示装置等。需要说明 的是，在点阵式显示装置及液晶显示装置中，有机EL元件1可用作背光灯。对于本实施方式的有机EL元件1而言，使施加于阳极和阴极之间的电压变化时，取出的光的色度坐标中 的坐标值χ和坐标值y的变化幅度分别为0. 05以下，因此，色彩变化少，优选用于如上所述 的面状光源、照明装置及显示装置。特别是作为照明装置，优选在通过改变施加于阳极和阴 极之间的电压而调整亮度时色彩没有变化的照明装置，优选来自照明装置的光的色度坐标 中的坐标值χ和坐标值y的变化幅度分别为0. 05以下的照明装置，因此，本实施方式的有 机EL元件1优选用于照明装置。另外，同样地，作为点阵式显示装置及液晶显示装置的背 光灯，优选在调整亮度时色彩没有变化的背光灯，优选来自背光灯的光的色度坐标中的坐 标值χ和坐标值y的变化幅度分别为0. 05以下的背光灯，因此，本实施方式的有机EL元件 1优选用于背光灯。在以上说明的本实施方式的有机EL元件1中，在阳极3和阴极6之间设置发光部 5和空穴注入层4，但是，作为设置于阳极3和阴极6之间的层的构成，并不限于图1所示的 层构成。在阳极和阴极之间至少设置发光部即可，也可以仅设置发光部。另外，也可以在发 光部和阳极之间和/或发光部和阴极之间设置1层或多层。下面，对设置于阳极3和阴极6之间的层构成的一例进行说明。需要说明的是，在 以下的说明中，对于阳极、阴极、发光部及空穴注入层，有时省略重复说明。作为设置于阴极和发光部之间的层，可以列举电子注入层、电子传输层、空穴阻挡 层等。在阴极和发光部之间设置电子注入层和电子传输层这两个层时，将位置靠近阴极侧 的层称为电子注入层，将位置靠近发光部侧的层称为电子传输层。电子注入层为具有改善来自阴极的电子注入效率的功能的层。电子传输层为具有 改善来自阴极或电子注入层或更靠近阴极的电子传输层的电子注入的功能的层。空穴阻挡 层为具有阻挡空穴传输的功能的层。需要说明的是，电子注入层或电子传输层有时兼作空 穴阻挡层。作为设置于阳极和发光部之间的层，可以列举上述空穴注入层、空穴传输层、电子 阻挡层等。在阳极和发光层之间设置空穴注入层和空穴传输层这两者时，将位置靠近阳极 侧的层称为空穴注入层，将位置靠近发光部侧的层称为空穴传输层。空穴注入层为具有改善来自阳极的空穴注入效率的功能的层。空穴传输层为具有 改善来自阳极或空穴注入层或更靠近阳极的空穴传输层的空穴注入的功能的层。电子阻挡 层为具有阻挡电子传输的功能的层，空穴注入层或空穴传输层有时兼作电子阻挡层。需要说明的是，有时将电子注入层及空穴注入层总称为电荷注入层，有时将电子 传输层及空穴传输层总称为电荷传输层。下面表示有机EL元件可以采用的层构成的具体一例。
a)阳极/丨空穴传输层/发光部/‘阴极
b)阳极/1发光部/电子传输层/‘阴极
C)阳极/1空穴传输层/发光部/丨电子传输层/‘阴极
d)阳极/1电荷注入层/发光部/‘阴极
e)阳极/丨发光部/电荷注入层/‘阴极
f)阳极/‘电荷注入层/发光部/1电荷注入层/‘阴极
g)阳极/丨电荷注入层/空穴传输层/发光部/‘阴极
h)阳极/‘空穴传输层/发光部/‘电荷注入层/‘阴极阴极 阴极 阴极
电荷注入层/阴极i)阳极/电荷注入层/空穴传输层/发光部/电荷注入层/阴极j)阳极/电荷注入层/发光部/电荷传输层/阴极k)阳极/发光部/电子传输层/电荷注入层/阴极1)阳极/电荷注入层/发光部/电子传输层/电荷注入层m)阳极/电荷注入层/空穴传输层/发光部/电荷传输层η)阳极/空穴传输层/发光部/电子传输层/电荷注入层ο)阳极/电荷注入层/空穴传输层/发光部/电子传输层(在此，符号“/”表示夹住该符号“/”的2个层邻接层叠。以下相同。)在从基板2取出光的底部发射型的有机EL元件中，对于发光部，由完全透明或半 透明的层构成配置在基板2侧的层。另外，在从与基板2相反侧的阴极6侧取出光的所谓 的顶部发射型的有机EL元件中，对于发光部，由完全透明或半透明的层构成配置在阴极6 侧的层。对于有机EL元件而言，为了进一步提高与电极的密合性或改善来自电极的电荷 注入，可以邻接电极而设置膜厚2nm以下的绝缘层，另外，为了提高界面的密合性或防止混 合等，还可以在邻接的上述各层的界面插入薄薄的缓冲层。下面，对各层的具体构成进行说明。<空穴传输层>作为构成空穴传输层的空穴传输材料，可以列举聚乙烯基咔唑或其衍生物、聚硅 烷或其衍生物、侧链或主链上具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、吡唑啉衍生物、芳基胺衍生 物、芪衍生物、三苯基二胺衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、聚芳基胺或其衍 生物、聚吡咯或其衍生物、聚(对苯乙烯)或其衍生物或聚(2，5_噻吩乙烯)或其衍生物等。在这些空穴传输材料中，作为空穴传输材料，优选聚乙烯基咔唑或其衍生物、聚硅 烷或其衍生物、侧链或主链上具有芳香族胺化合物基团的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺或其衍 生物、聚噻吩或其衍生物、聚芳基胺或其衍生物、聚(对苯乙烯)或其衍生物或聚(2，5-噻 吩乙烯)或其衍生物等高分子空穴传输材料，进一步优选聚乙烯基咔唑或其衍生物、聚硅 烷或其衍生物、侧链或主链上具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物等。在低分子空穴传输材料 的情况下，优选使其分散于高分子粘合剂而使用。作为空穴传输层的成膜方法，对于低分子空穴传输材料，可以列举利用由其与高 分子粘合剂的混合溶液成膜的方法，对于高分子空穴传输材料，可以列举利用由溶液成膜 的方法。作为用于由溶液成膜的溶剂，只要是溶解空穴传输材料的溶剂即可，可列举氯 仿、二氯甲烷、二氯乙烷等氯系溶剂；四氢呋喃等醚系溶剂；甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶 剂；丙酮、甲基乙基酮等酮系溶剂；醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙基溶纤剂醋酸酯等酯系溶剂。作为由溶液成膜的方法，可列举与作为对空穴注入层4进行成膜的方法举出的方 法相同的涂敷法。作为混合的高分子粘合剂，优选不极度阻碍电荷输送的粘合剂，另外，优选使用对 可见光的吸收弱的粘合剂。作为该高分子粘合剂，可列举聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸 甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚硅氧烷等。作为空穴传输层的膜厚，其最佳值因使用的材料而不同，以驱动电压和发光效率
10为适当的值的方式选择，必须为至少不产生针孔那样的厚度，当其过厚时，元件的驱动电压 升高而不优选。因而，作为空穴传输层的膜厚，例如为Inm Ιμπι，优选为2nm 500nm，进 一步优选为5nm 200nm。<电子传输层>作为构成电子传输层的电子传输材料，可以列举噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷或其 衍生物、苯醌或其衍生物、萘醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷或其衍生 物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯或其衍生物、联苯醌衍生物或8-羟基喹啉或其衍生物 的金属络合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚芴或其衍生物等。其中，作为电子传输材料，优选噁二唑衍生物、苯醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、 或8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚芴 或其衍生物，进一步优选2- (4-联苯基)-5- (4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑、苯醌、蒽醌、 三(8-羟基喹啉)铝、聚喹啉。作为电子传输层的成膜法，对于低分子的电子传输材料，可列举利用粉末的真空 蒸镀法或由溶液或熔融状态成膜的方法，对于高分子的电子传输材料，可列举利用由溶液 或熔融状态成膜的方法。对于由溶液或熔融状态成膜，可以进一步并用高分子粘合剂。作 为由溶液对电子传输层进行成膜的方法，可列举与上述由溶液对空穴传输层进行成膜的方 法同样的成膜法。作为电子传输层的膜厚，其最佳值因使用的材料而不同，以驱动电压和发光效率 为适当的值的方式选择即可，必须为至少不产生针孔那样的厚度，当其过厚时，元件的驱动 电压升高而不优选。因而，作为该电子传输层的膜厚，例如为Inm 1 μ m,优选为2nm 500nm，进一步优选为5nm 200nm。<电子注入层>作为构成电子注入层的电子注入材料，根据发光部的种类，可以列举碱金属、碱 土金属或含有1种以上的上述金属的合金或上述金属的氧化物、卤化物及碳氧化物或上述 物质的混合物等。作为碱金属或其氧化物、卤化物、碳水化合物，可以列举锂、钠、钾、铷、 铯、氧化锂、氟化锂、氧化钠、氟化钠、氧化钾、氟化钾、氧化铷、氟化铷、氧化铯、氟化铯、碳酸 锂等。另外，作为碱土金属或其氧化物、卤化物、碳氧化物的例子，可以列举镁、钙、钡、锶、 氧化镁、氟化镁、氧化钙、氟化钙、氧化钡、氟化钡、氧化锶、氟化锶、碳酸镁等。电子注入层可 以为层叠有2层以上的层叠体。作为层叠体的具体例，可以列举LiF/Ca等。可利用蒸镀法、 溅射法、印刷法等形成电子注入层。作为电子注入层的膜厚，优选为Inm Ιμπι左右。需要说明的是，本实施方式中的发光部5仅由多个发光层构成，作为其它实施方 式，也可以在发光层和发光层之间插入不发光的层。作为这种插入发光层和发光层之间的 层，可以列举例如上述的电子阻挡层、空穴阻挡层等。另外，本实施方式中的发光部从发出的光的波长长的发光层开始依次进行成膜， 但层叠顺序并不限于此，也可以从发出的光的波长短的发光层开始依次进行成膜。另外，在 本实施方式中，将阳极相对发光部设置在基板侧，将阴极相对发光部设置在与基板相反侧， 但是，在其它实施方式中，可以相对基板改换阳极和阴极的配置，另外，也可以构成不具备 基板的有机EL元件。
实施例〈有机EL元件的制作〉作为实施例，制作图1所示的有机EL元件。作为基板2，使用玻璃基板，在该玻璃 基板上利用溅射法进行成膜，将以规定的形状形成有图案的ITO膜用作阳极3。作为阳极 3，使用厚度150nm的物质。将形成有阳极3的基板2用碱性洗涤剂及超纯水清洗并使其干 燥后，使用UV-O3装置(TECHN0VISI0N公司制、商品名“model 312 UV-O3清洁系统”)进行 UV-O3处理。接着，将聚(3,4)亚乙二氧基噻吩(poly(3，4)ethylenedioxythiophene)/聚苯 乙烯磺酸(H. C. Starck-VTech公司制、商品名“BaytronP TP AI4083”)的悬浮液用孔径 0.2μπι的膜过滤器进行过滤。将过滤后的液体旋涂在阳极3上形成薄膜。接着，在电热板 上，以200°C进行加热处理10分钟，得到膜厚70nm的空穴注入层4。接着，在空穴注入层4上层叠红色发光层7。首先，使用二甲苯作为溶剂，作为构成 红色发光层7的主要材料，使用发光材料(日本Sumation公司制、商品名“冊158”)，作为 交联剂，使用二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药制、商品名“KAYARAD DPHA”)来调配涂敷 液。将发光材料和交联剂的重量比设定为4 1，将混合了发光材料和交联剂的材料在涂 敷液中的比例设定为1.0质量％。对于这样得到的涂敷液，通过旋涂在空穴注入层4上形 成薄膜。接着，在氮氛围下、在200°C下加热20分钟，得到膜厚IOnm的红色发光层7。通过 进行这样的加热处理，使薄膜干燥而除去溶剂，同时使交联剂进行交联，进而使红色发光层 7相对于涂敷的涂敷液不溶解。接着，在红色发光层7上层叠绿色发光层8。首先，使用二甲苯作为溶剂，作为构成 绿色发光层8的主要材料，使用发光材料(日本Sumation公司制、产品名“Greenl300”)， 作为交联剂，使用二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药制、商品名“KAYARAD DPHA”)来调配涂 敷液。将发光材料和交联剂的重量比设定为4 1，将混合了发光材料和交联剂的材料在涂 敷液中的比例设定为1. 0质量％。对于这样得到的涂敷液，通过旋涂在红色发光层7上形 成薄膜。接着，在氮氛围下、在200°C下加热20分钟，得到膜厚15nm的绿色发光层8。通过 进行这样的加热处理，使薄膜干燥而除去溶剂，同时使交联剂进行交联，进而使绿色发光层 8相对于涂敷的涂敷液不溶解。接着，在绿色发光层8上层叠蓝色发光层9。首先，使用二甲苯作为溶剂，作为构成 蓝色发光层9的主要材料，使用发光材料(日本Sumation公司制、商品名“BP361”)来制备 涂敷液。将涂敷液中的蓝色发光材料的比例设定为1.5质量％。对于这样得到的涂敷液， 通过旋涂在绿色发光层8上形成薄膜。接着，在氮氛围下、在130°C下加热20分钟，得到膜 厚55nm的蓝色发光层9。需要说明的是，用垂直于各发光层的厚度方向的平面切成的截面 的形状设定为2mmX2mm的正方形。接着，将形成了蓝色发光层膜9的基板导入真空蒸镀气体中，使钡蒸镀在蓝色发 光层9上，形成膜厚约为5nm的由钡构成的薄膜，进一步使铝蒸镀在由钡构成的薄膜上，形 成膜厚约为80nm的由铝构成的薄膜，形成利用由钡构成的薄膜和由铝构成的薄膜的层叠 体构成的阴极6。需要说明的是，真空度达到5X 10_5pa以下后，再开始钡及铝的蒸镀。(比较例1)〈有机EL元件的制作〉
作为比较例1，制作具备仅由在白色波长区域发光的一层发光层(以下，有时称为 白色发光层)构成的发光部的有机EL元件。白色发光层以外的制造工序与实施例的有机 EL元件的制造工序相同，因此，省略重复说明，仅对白色发光层的制造工序进行说明。首先，使用二甲苯作为溶剂，作为构成白色发光层的主要材料，使用发光材料(日 本Sumation公司制、商品名“WP1330”)来制备涂敷液。将涂敷液中的发光材料的比例设定 为1. O质量％。将这样得到的涂敷液旋涂在形成有空穴注入层4的基板上，由此在空穴注 入层4上形成薄膜。接着，在氮氛围下、在130°C下加热20分钟，得到膜厚为SOnm的白色发 光层。(比较例2)〈有机EL元件的制作〉作为比较例2，仅红色发光层、绿色发光层及蓝色发光层这3层的层叠顺序与实施 例的有机EL元件不同地制作有机EL元件。在最靠近阳极的层上配置蓝色发光层，在居中 的层上配置绿色发光层，在最靠近阴极的层上配置红色发光层。红色发光层、绿色发光层及 蓝色发光层以外的制造工序与实施例的有机EL元件的制造工序相同，因此，仅对红色发光 层、绿色发光层及蓝色发光层的制造工序进行说明。首先，在空穴注入层4上层叠蓝色发光层9。使用二甲苯作为涂敷液的溶剂，作为 构成蓝色发光层9的主要材料，使用发光材料(日本Sumation公司制、商品名“BP361”)， 作为交联剂，使用二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药制、商品名“KAYARAD DPHA”)来调配涂 敷液。将发光材料和交联剂的重量比设定为4 1，将混合了发光材料和交联剂的材料在涂 敷液中的比例设定为1.0质量％。对于这样得到的涂敷液，通过旋涂在空穴注入层4上形 成薄膜。接着，在氮氛围下、在130°C下加热20分钟，得到膜厚55nm的蓝色发光层9。通过 进行这样的加热处理，使薄膜干燥而除去溶剂，同时使交联剂进行交联，进而使蓝色发光层 9相对于涂敷的涂敷液不溶。接着，在蓝色发光层9上层叠绿色发光层8。首先，使用二甲苯作为溶剂，作为主要 构成绿色发光层8的材料，使用发光材料(日本Sumation公司制、商品名“Greenl300”)， 作为交联剂，使用二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药制、商品名“KAYARAD DPHA”)来调配涂 敷液。将发光材料和交联剂的重量比设定为4 1，将混合了发光材料和交联剂的材料在涂 敷液中的比例设定为1. O质量％。对于这样得到的涂敷液，通过旋涂在蓝色发光层9上形 成薄膜。接着，在氮氛围下、在200°C下加热20分钟，得到膜厚15nm的绿色发光层8。通过 进行这样的加热处理，使薄膜干燥而除去溶剂，同时使交联剂进行交联，进而使绿色发光层 8相对于涂敷的涂敷液不溶。接着，在绿色发光层8上层叠红色发光层7。首先，使用二甲苯作为溶剂，作为构成 红色发光层7的主要材料，使用发光材料(日本Sumation公司制、商品名商品名“PR158”) 来调配涂敷液。将涂敷液中的发光材料的比例设定为1. O质量％。对于这样得到的涂敷液， 通过旋涂在绿色发光层8上形成薄膜。接着，在氮氛围下、在200°C下加热20分钟，得到膜 厚IOnm的红色发光层7。分别对实施例、比较例1、比较例2的各有机EL元件施加电压，测定亮度及色度。 在测定中，阶段性地改变施加的电压，对于每个施加的电压的情况测定亮度及色度。测定结 果示于表1。
如表1及表2所示，就实施例1的有机EL元件而言，在改变施加的电压以使亮度 变化至lOOcd/m2 lOOOOcd/m2时，取出的光的色度坐标中的坐标值χ和坐标值y的变化幅 度分别为0.016以下。如表1所示，就实施例1的有机EL元件而言，通过设置3层发光层，与仅由1层发 光层构成的比较例1的有机EL元件相比，电流效率的最大值得到了提高。另外，就实施例1的有机EL元件而言，通过按规定配置3层发光层，与比较例2的 有机EL元件相比，电流效率的最大值得到了提高。另外，如表2所示，就实施例1的有机EL元件而言，通过设置3层发光层，与仅由1 层发光层构成的比较例1的有机EL元件相比，色彩变化相对于电压变化少。另外，就实施 例1的有机EL元件而言，通过按规定配置3层发光层，与比较例2的有机EL元件相比，色 彩变化相对于电压变化少。工业上应用的可能性根据本发明，通过根据发出的光的峰值波长按规定顺序配置各发光层，可以实现 色彩变化相对施加于电极的电压变化少且以高效率发光的有机电致发光元件。另外，根据本发明，通过对各发光层预先进行相对涂敷于表面的涂敷液的不溶解 处理，可以层叠理想膜厚的各发光层，可以利用涂敷法容易地制造上述有机电致发光元件。
1权利要求
一种有机电致发光元件，其含有阳极、阴极和发光部，所述发光部配置在阳极与阴极之间且具有3层以上包含高分子化合物的发光层，构成发光部的各发光层发出峰值波长互不相同的光，且发出的光的峰值波长越长的发光层越配置在靠近阳极侧。
2.如权利要求1所述的有机电致发光元件，其中，所述发光部的发光层由发出红色光 的发光层、发出绿色光的发光层和发出蓝色光的发光层这3层构成。
3.如权利要求1或2所述的有机电致发光元件，其中，各发光层是通过涂敷包含构成各 发光层的材料的涂敷液而依次形成的，对于在表面上将要涂敷所述涂敷液的发光层而言，在涂敷涂敷液之前，相对于所涂敷 的涂敷液是不溶解的。
4.如权利要求3所述的有机电致发光元件，其中，构成不溶解的发光层的材料的至少 一部分通过给予能量而进行交联。
5.如权利要求4所述的有机电致发光元件，其中，构成不溶解的发光层的主要材料通 过给予能量而进行交联。
6.如权利要求4所述的有机电致发光元件，其中，构成不溶解的发光层的材料中，除去 构成发光层的主要材料之外的剩余材料的至少一部分通过给予能量而进行交联。
7.如权利要求1 6中任一项所述的有机电致发光元件，其中，使施加于阳极和阴极之 间的电压变化时，取出到外部的光的色度坐标中的坐标值χ和坐标值y的变化幅度分别为 0. 05以下。
8.一种面状光源，其具备权利要求1 7中任一项所述的有机电致发光元件。
9.一种照明装置，其具备权利要求1 7中任一项所述的有机电致发光元件。
10.一种显示装置，其具备权利要求1 7中任一项所述的有机电致发光元件。
11.一种有机电致发光元件的制造方法，所述有机电致发光元件含有阳极、阴极和发光 部，所述发光部配置在阳极与阴极之间且具有3层以上包含高分子化合物的发光层，所述制造方法包括以下工序以使在发光部中，发出的光的峰值波长越长的发光层越 配置在阳极侧的方式依次涂敷包含构成各发光层的材料的涂敷液，从而使各发光层依次成 膜，在上述依次成膜的工序中，对将要在表面上涂敷涂敷液的发光层，在涂敷涂敷液之前， 进行相对于涂敷液的不溶解处理。
全文摘要
本发明提供一种有机电致发光元件，其含有阳极、阴极和发光部，所述发光部配置在阳极与阴极之间且具有3层以上包含高分子化合物的发光层，构成发光部的各发光层发出峰值波长互不相同的光，且发出的光的峰值波长越长的发光层越配置在靠近阳极侧。
文档编号H05B33/12GK101926225SQ200980103206
公开日2010年12月22日 申请日期2009年1月21日 优先权日2008年1月30日
发明者田中慎也 申请人:住友化学株式会社