[发明专利]有机场致发光元件

说明书

本发明涉及一种有机场致发光元件(以下也称“有机EL元件”)。更具体地，本发明涉及一种适用于民用及工业用显示仪器(显示器)或印刷机头(プリンタ-ヘッド)光源等的有机EL元件。

文献1“特开平4-297076号公报”介绍了一例现有有机EL元件。这篇文献1所介绍的有机EL元件60如图7所示，在阴极层58和透明电极-阳极层50之间，组成一个夹持三层有机膜52、54及56的有机膜叠层。在三层有机膜中，在与阴极层58相接的第一有机膜52上，掺杂有杂质，另一方面，在与阳极层50相接的第二有机膜54上掺杂有受体杂质。这种受体杂质所用的是CN基取代化合物及苯醌类化合物(如氯醌)。而第一有机膜52和第二有机膜所夹持的第三有机膜为发光层56。这个发光层56用第1及第2有机膜52及54将载体封在里面。因此，这种有机EL元件60，在低驱动电压下，可以获得高发光辉度(发光效率)。

文献2“Digest of Thechnical Papers(技术报摘要)SID’97,p.775,1997”介绍了现有的又一例有机EL元件。文献2所介绍的有机EL元件的电子传递层(电子输送层)由在8-羟基喹啉铝络合物(Alq络合物)中添加Li的材料构成。

但是，在文献1所介绍的有机EL元件中，作为受体杂质所用的CN基取代化合物和苯醌化合物，虽是电子传递(輸送)特性优异的物质，但其受体性强，其电子亲和力值高达3.7ev以上。从而，这些受体杂质有与构成发光区的化合物反应，容易形成电荷移动络合物(電荷移动錯体)或激发络合物(ェキシプレックス)的倾向。因此，存在有机EL元件发光辉度低，寿命短的问题。

文献1所介绍的有机EL元件中，掺杂施体杂质的第一有机层的电子亲和力和发光层电子亲和力的差值高达0.5ev以上。因此，存在容易造成发光层与第一有机层的接合为封塞(ブロッキンゲ)接合，从第一有机层向发光层的电子注入不良，结果，有机EL元件的发光效率进一步降低的问题。

文献2所介绍的有机EL元件中，Alq络合物含有氮原子，这种Alq络合物与Li化合物构成的电子传递层虽是电子传递特性优异的物质，但也存在着容易形成电荷移动络合物或激发络合物，且驱动电压高的倾向。因而，与文献1所介绍的有机EL元件一样，存在着有机EL元件的发光辉度容易降低，寿命短的问题。

本发明的发明人通过对上述问题的深入研究发现，在电子注入区无论使用不含氮原子的芳环化合物，还是使用含氮原子的芳环化合物，由于与特定的还原性掺杂剂组合使用，可以降低有机EL元件的驱动电压，提高发光辉度，同时谋求长寿命化。即本发明的目的在于提供一种驱动电压低、发光辉度高、同时寿命长的有机EL元件。

根据本发明的有机EL元件的形态(第一发明)，其特征在于具有至少阳极层、发光区、电子注入区及阴极层依次层叠的结构，电子注入区含有不含氮原子的芳环化合物和还原性掺杂剂，且电子注入区的电子亲和力值在1.8～3.6ev范围内。

这样的电子注入区，由于使用不含氮原子芳环化合物，可以获得优异的电子注入性，同时也可以抑制与相邻的发光区构成材料反应。即，不含氮原子的芳环化合物是由碳和氢组成的芳环化合物、或碳、氢和氧组成的芳环化合物构成的，不含有含氮芳环或吸电子基(如：-CN基、-NO₂基、氨基、亚胺基)之类的含氮基团。从而，可以有效地抑制电子注入区和发光区的界面产生发光效率低的电荷移动络合物或激发络合物。

由于电子注入区同时含有不含氮原子的芳环化合物和还原性掺杂剂，可以有效地还原带有不含氮原子芳环化合物的芳环，成为阴离子状态。因而，可以更有效地防止发光效率低的电荷移动络合物或激发络合物的产生，谋求有机EL元件发光辉度的提高和长寿命化。

进一步，由于限制电子注入区的电子亲和力，可以获得优异的电子注入性，同时可以抑制在电子注入区和发光区的界面上电荷移动络合物或激发络合物产生，进一步也可以抑制电子注入区与发光区的封塞接合的产生。因而，可以进一步谋求有机EL元件发光辉度的提高和长寿命化。

在构成第一发明的有机EL元件时，电子注入区的玻璃化温度值优选在100℃以上。

这样，由于电子注入区的玻璃化温度在100℃以上，有机EL元件的耐热温度可以在例如85℃以上。因而，由于发光时从电流注入层至发光区的电流注入产生焦耳热，故电子注入区短时间被损坏的倾向减小，可以进一步谋求有机EL元件的长寿命化。