[发明专利]有机电致发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及在平面光源和显示元件中使用的有机电致发光元件(以下有时简称为“有机EL元件”)。 

背景技术

在相对的阳极与阴极之间具有由有机化合物构成的发光层的有机EL元件近年以来作为实现低电压驱动的大面积显示元件的关键而受到关注。伊斯曼柯达公司的Tang等人为了元件的高效率化而采用了层叠载体输送性的不同的有机化合物、并且空穴以及电子分别通过阳极以及阴极平衡性良好地注入的构造，另外，通过将被阴极和阳极夹持的有机层的厚度控制在2000 以下，从而用10V以下的施加电压成功地获得了1000cd/mm²和外部量子效率1％的能够充分地实用化的高亮度以及高效率。 

例如，根据专利文献1～专利文献6所述，通过将被阴极和阳极夹持的有机层整体的膜厚调整至1μm以下，从而能够提供一种用更低的施加电压就能够进行发光的装置，优选将上述膜厚控制在1000～ 5000 此时用25V以下的施加电压就能够得到对于发光而言有用的电场(E＝Vcm^-1)。 

有机EL元件的构造以上述Tang等人所示的构造作为基础而得到了发展，但是，在最近，例如专利文献7以及专利文献8所示，开发了具有以下所述构造的有机EL元件，该构造为：将被电极夹持的构造作为一个单元(发光单元)，并且将该发光单元以能够串联连接的方式层叠多层。该技术作为能够实现有机EL元件的寿命的显著延长、在光源或者照明中被要求的高亮度、以及大面积的均匀发光的技术，正受到密切关注。Tang等人所示的有机EL元件的构造虽然所需的电压是低电压但是需要大的电流，所以还不能够满足上述那些要求。 

接着，如专利文献8所示，本申请发明人设计并实现了具有串联 (tandem)型构造的有机EL元件，在单元的连接层部分并没有使用ITO(铟锡氧化物，Indium Tin Oxide)或者IZO(铟锌氧化物，Indium Zinc Oxide)那样的透明电极材料，通过使用由电荷转移络合物构成的绝缘层，从而使多个发光单元的串联连接成为了可能。在这个有机EL元件中，与以往类型的有机EL元件相同，只有阴极与阳极交叉的区域发光，并且对于透明电极的成膜来说必须的溅射工序也变得不再需要，所以被认为在现有的串联型的有机EL元件的构造当中最有用，其被称之为多光子(multi-photon)有机EL元件且已被广泛知晓。被称之为“多光子”的理由是因为，如果将发光单元的数目做到规定数以上的数目的话，那么就能够产生比通过有机EL元件的电子数还要多的光子数的原故。(非专利文献1)。 

然而，这个多光子有机EL元件与以往类型的有机EL元件相比，存在着需要好几倍的制造工序的问题，再则，不得不运用例如专利文献9～专利文献14中所记载的化学掺杂的方法来制作由电荷转移络合物构成的绝缘性的连接层，因而还存在着其制造工序的控制较为困难的问题。 

如上所述，串联型有机EL元件适合于以均匀的强度使大面积发光。在串联型有机EL元件中，在与以往类型的有机EL元件相比较的情况下，为了获得同样的亮度，可以将必要的电压值V增大到乘以约单元数目的程度，相反地，可以将电流值I减小到除以约单元数目的程度。其结果，元件电阻(电压与电流之比：VI^-1)上升程度为单元数的大致二次方，如同用电极夹持绝缘物的电容器，能够实现在面内中的大致均匀的电位。 

显然，这个电位的均匀性，换言之，亮度的均匀性，会随着单元数的增加而提高。但是，根据本发明人的到目前为止的见识的话，那么在需要对于照明而言所需的3000cdm^-2以上的亮度的情况下，若是对角5英寸程度的发光面积，那么以几个单元的程度的层叠体就能够实现大致均匀的发光；而如果成为例如对角15英寸以上的发光面积的话，那么就不可能以几个单元的程度的层叠体达到上述高亮度的均匀发光，此时认为至少需要15单元的程度。然而，有效且低成本地生产这种程度的多个单元的层叠体几乎是不可能的。 

有效且低成本地生产这样的多个单元的层叠体几乎是不可能的理由是，第一，其制作方法极为复杂。即，如本发明人在专利文献8中所示的那样，为了生成空穴电荷和电子电荷而设置的电荷产生层的制作是非常复杂的。