[发明专利]用于生产有机电致发光元件的方法和有机电致发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及生产有机电致发光元件的方法和由此获得的发光有机薄膜，其尤其用于，例如有机半导体材料和有机电子器件，比如有机EL元件。

相关技术描述

由于有机半导体材料的各种光和电特征，最近它们作为光电材料已经引起广泛的注意，并且已经对其积极地进行了研究和开发。除此之外，作为使用发光有机半导体的发光设备的有机电致发光(下文称为“有机EL”)元件，利用以下现象，即当电场施加至有机材料时，注入的空穴和电子在有机分子上彼此复合，以产生激子，从而它们的辐射失活产生光发射。这种有机EL元件期望用于，比如显示设备，比如TV和移动终端和照明光源。

因此，已经进行了各种尝试以开发制造在低压下运行的有机EL元件和增加有机EL元件的发光效率的技术。

一种示例性有机EL元件包含：例如铟-锡氧化物(下文称为“ITO”)的透明电极；例如铝的金属电极；和电极之间的多个有机薄层。

有机薄层包含发光材料(发光层)并且发光材料经透明电极和金属电极接收电压。当电压施加至透明电极和金属电极之间时，根据施加的电场方向，从透明电极注入空穴并且从金属电极注入电子，并且电子和空穴在发光材料中彼此复合从而发光。

有机EL元件的理论发光效率是光提取效率、载流子复合效率、激子产生效率和发光量子产率的乘积。为了生产实践中可用的具有这种高发光效率的有机EL元件，增加用于发光层的有机发光染料的发光量子产率是重要的技术目标。有机发光染料在高浓度下表现相当可观的发光量子产率退化，这被称为浓度淬灭。这是因为激发能在接近存在的分子之间移动或光被它们本身吸收(见Appl.Phys.Lett.86，071104(2005))。

因此，有机EL元件的发光层通常为固态，其中有机发光染料(宾(guest))以低浓度分散在光钝性介质(下文称为“主(host)”)中。这里，通常使用的主材料是能隙大于有机发光染料的能隙的材料。而且，在磷光材料的情况下，考虑效率，通常使用具有比宾分子的最低三重态能级更高能级的主。

例如，发光有机薄膜可通过下列两种方法生产。

(1)气相沉积/分散型薄膜：用作宾材料的有机发光染料分散在低分子量材料的主材料中，以形成发光有机薄膜。例如，发光有机薄膜通过真空气相沉积方法形成(见日本专利申请特许公开(JP-A)号2000-068057和2010-034484)。

(2)聚合物分散型薄膜：用作宾材料的有机发光染料分散在聚合材料的主材料中，以形成发光有机薄膜。例如，发光有机薄膜通过涂敷方法形成(见JP-A号2007-305783)。

这些方法的任一中仍存在问题。首先，气相沉积/分散型薄膜的形成需要严格控制宾和主分子气相沉积速度的高水平的技术，以便适当控制掺杂的宾分子的浓度。而且，为了获得作为照明光源的白光，需要同时气相沉积显示红色、绿色和蓝色的用于掺杂的多个有机发光染料，这需要严格控制多个宾分子的气相沉积速度以及主分子的气相沉积速度。进行该方法相当困难，并且难说其实用性和生产率高。另外，提高其实用性和生产率需要的开发成本和时间变得可观，并且因此该方法不能满足通过简单的方法比如涂布或印刷使有机半导体材料形成薄膜的要求。

同时，聚合物分散型薄膜的形成使用涂敷方法并且不需要严格控制宾和主材料的气相沉积速度，这可简化生产过程。而且，湿润膜-形成方法，比如聚合物分散方法具有下列优势：其不需要真空过程；其可容易地形成具有大面积的薄膜；和其容易在单一层中混合具有各种功能的多个材料(涂布液体)。

但是，目前这种湿润膜-形成方法难以层压层并且形成驱动稳定性比通过真空气相沉积方法形成的那些更差的层，并且大多数湿润膜-形成方法不在实际可用的水平。通过湿润膜-形成方法的层层压通过下列进行：使用水性溶剂和不溶于有机溶剂的聚合物形成第一层，并且使用有机溶剂在其上形成第二层。但是，难以分成3或更多层。此外，聚合物分散型薄膜造成聚合材料和低分子量材料之间的相分离，由于例如，加热处理使得难以获得均匀分散。而且，聚合物分散型薄膜的发光效率比使用低分子量材料形成的元件更低。不必说，同时满足“均匀性”和“高发光量子产率”对于EL元件是必须的。

发明简述

本发明的目的是解决上述存在的问题并且实现下列目标。即，本发明的目的是提供发光有机薄膜生产方法，其可通过溶液方法形成均匀的发光有机薄膜，该发光有机薄膜具有卓越的半导体性能和高的发光量子产率。