CN113471372A - 有机el器件 - Google Patents

Abstract

有机EL器件(1)中，在基板(2)上配置有具有阳极(11)、有机EL材料层(12)及阴极(13)的有机EL元件(3)。有机EL材料层(12)具有从靠近阳极(11)的一侧依次排列空穴注入层(21)、空穴传输层(22)、发光层(23)、空穴阻挡层(24)、电子传输层(25)、电子注入层(26)而成的层叠结构。空穴注入层(21)包含由包含p掺杂剂的空穴注入材料构成的第1空穴注入层(21A)及插入到第1空穴注入层(21A)与阳极(11)之间并且由未掺杂的空穴注入材料构成的第2空穴注入层(21B)。发明人等新发现了通过在第1空穴注入层(21A)与阳极(11)之间插入第2空穴注入层(21B)能够降低驱动电压的同时提高泄漏耐性。

Description

有机EL器件

技术领域

本发明涉及一种有机EL器件。

背景技术

以往已知有在基板上配置有具有阳极、有机EL材料层及阴极的有机EL元件的有机EL器件。下述专利文献1中公开有为了降低有机EL元件的驱动电压而在空穴注入层上掺杂受体材料的技术。

专利文献1：日本特开2007-243044号公报

专利文献2：日本特开2019-083086号公报

然而，在空穴注入层上掺杂受体材料的情况下，驱动电压降低的同时泄漏耐性也降低，难以实现具有高绝缘耐性的有机EL器件。

发明人等经过深入研究，新发现了能够实现降低驱动电压的同时提高泄漏耐性的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现降低驱动电压及提高泄漏耐性的有机EL器件。

本发明的一方式所涉及的有机EL器件，其在基板上配置有具有阳极、有机EL材料层及阴极的有机EL元件，所述有机EL器件中，有机EL材料层具有从靠近阳极的一侧依次排列空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层而成的层叠结构，空穴注入层包含由包含p掺杂剂的空穴注入材料构成的第1空穴注入层及插入到该第1空穴注入层与阳极之间并且由未掺杂的空穴注入材料构成的第2空穴注入层。

发明人等新发现了，在由包含p掺杂剂的空穴注入材料构成的第1空穴注入层与阳极之间插入由未掺杂的空穴注入材料构成的第2空穴注入层，由此能够降低有机EL器件的驱动电压的同时提高泄漏耐性。

另一方式所涉及的有机EL器件中，第2空穴注入层的厚度比第1空穴注入层的厚度薄。

另一方式所涉及的有机EL器件中，第2空穴注入层的厚度为20nm以下。

发明效果

根据本发明，提供一种实现降低驱动电压及提高泄漏耐性的有机EL器件。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的有机EL器件的示意性俯视图。

图2是图1所示的有机EL器件的II-II线剖视图。

图3是图1所示的有机EL器件的III-III线剖视图。

图4是放大有机EL元件的部分的示意性剖视图。

图5是用于说明图4的有机EL元件的层叠结构的图。

图6是表示元件破坏电压与空穴注入层膜厚的关系的图表。

图7是表示第2空穴注入层的膜厚与色度的关系的图表。

具体实施方式

以下参考附图，对本发明的优选的实施方式进行详细说明。另外，在以下说明中，对同一要件或具有同一功能的要件使用同一符号，并且省略重复的说明。

在实施方式中，以无源矩阵型有机EL显示器面板中所使用的有机EL器件1为例进行说明。作为无源矩阵型有机EL显示器的像素数，例如能够设为256×16点。

如图1～3所示，本实施方式的有机EL器件1构成为具备基板2、有机EL元件3、结构体5、绝缘层6、无机层7、保护树脂8、保护膜9及配线部10。另外，在图1中，省略保护树脂8及保护膜9的图示。

基板2是设置有有机EL元件3及配线部10等的元件基板。基板2例如为玻璃基板、陶瓷基板、金属基板或具有挠性的基板(例如，塑料基板等)。基板2例如具有透光性。基板2例如形成为矩形板状。

有机EL元件3是通过供给电流而产生光的元件。在本实施方式中，有机E L元件3以直接与基板2接触的方式配置于基板2上。

如图4所示，有机EL元件3具有从基板2侧依次层叠的阳极11、有机EL材料层12及阴极13。

阳极11由透明导电层构成。作为构成阳极11的材料，例如可以使用ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌：注册商标)等具有透光性的导电材料。阳极11例如能够通过对通过真空蒸镀法、溅射法等PVD法(物理气相沉积法)成膜于基板2上的透明导电膜进行图案化来形成。

有机EL材料层12具有由多个层构成的层叠结构。具体而言，如图5所示，有机EL材料层12具有从靠近阳极11的一侧依次排列空穴注入层21、空穴传输层22、发光层23、空穴阻挡层24、电子传输层25、电子注入层26而成的层叠结构。空穴阻挡层24也能够作为电子传输层25的一部分来使用。有机EL材料层12的各层例如能够通过PVD法形成。

阴极13例如为由铝、银等金属构成的金属电极膜。构成阴极13的金属材料中可以包含碱土类金属(镁、钙等)，也可以包含IZO、ITO等具有透光性的材料。并且，阴极13可以为层叠这些材料的电极膜。阴极13例如能够通过电阻加热蒸镀法、感应加热蒸镀法、电子束加热蒸镀法、PVD法形成。

结构体5配置于相邻的有机EL元件3之间，并且沿与基板2垂直的方向D延伸。结构体5也可以作为分离相邻的有机EL元件3的阴极13彼此的阴极分离器而发挥功能。结构体5中，顶面5a大于底面5b。顶面5a是与结构体5的基板2相反的一侧的面，底面5b是结构体5的基板2侧的面。具体而言，结构体5形成为从顶面5a朝向底面5b逐渐变细的截面反向锥形状。结构体5例如通过光刻法形成。

绝缘层6配置于基板2与结构体5之间。绝缘层6由无机绝缘膜或有机绝缘膜构成。绝缘层6由无机绝缘膜构成的情况下，绝缘层6例如作为主成分包含氧化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。该情况下，绝缘层6例如能够通过溅射法、原子层沉积(Atomic LayerDeposition)法或等离子体CVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积)法形成。绝缘层6由有机绝缘膜构成的情况下，绝缘层6例如能够由酚醛清漆树脂、酚树脂、聚酰亚胺树脂等构成。该情况下，绝缘层6例如能够通过光刻法形成。构成绝缘层6的材料可以与构成基板2的材料相同。

无机层7覆盖有机EL元件3及结构体5。无机层7可以为单层结构，也可以为多层结构。无机层7例如包含以氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、二氧化钛或氧化锆为主成分的无机材料。无机层7例如通过溅射法、等离子体CV D法、光CVD(PhotoChemical VaporDeposition)法、催化剂化学气相沉积(Cat-CVD：Catalyt ic ChemicalVapor Deposition)法或原子层沉积法形成。

保护树脂8是配置于无机层7上并且用于提高相对于机械性损坏的耐性的树脂。作为保护树脂8，例如能够使用硅酮树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂。其中，硅酮树脂的冲击功能尤其优异，相对于机械性损坏的耐性高，因此优选。保护树脂8例如通过喷墨法、分配法形成。

保护膜9是配置于无机层7或保护树脂8上并且提高相对于机械性损坏的耐性的膜。作为保护膜9，例如能够使用PET膜等树脂膜、铝箔、铜箔、不锈钢箔等的金属箔等。

配线部10是从有机EL元件3引出的引出配线。配线部10例如由依次层叠钼合金、铝合金及钼合金而成的层叠膜形成。

其中，如图5所示，有机EL材料层12的空穴注入层21由第1空穴注入层21A及第2空穴注入层21B构成。第2空穴注入层21B插入到第1空穴注入层与阳极11之间并且直接与阳极11接触。

第1空穴注入层21A通过由胺系化合物构成的空穴注入材料构成。空穴注入材料的胺系化合物例如为星爆型三苯胺衍生物(m-MTDADA、NATA、1-TNAT A、2-TNATA)或铜酞菁(CuPc)。空穴注入材料的胺系化合物能够由选自包括N,N’-二苯基-N,N’-双(1-萘基)联苯胺(NPB)、三苯胺衍生物(TPD、β-NPD、MeO-TPD、TAPC)、苯胺四聚体(TPTE)、星爆型三苯胺衍生物(m-MTDA DA、NATA、1-TNATA、2-TNATA)、螺环型三苯胺衍生物(Spiro-TPD、Spiro-N PD、Spiro-TAD)、红荧烯、并五苯、铜酞菁(CuPc)、氧化钛酞菁(TiOPc)及α-六氟噻吩(α-6T)的组中的至少一个构成。

构成第1空穴注入层21A的空穴注入材料可以为空穴传输层中所使用的空穴传输材料。该情况下，第1空穴注入层21A例如由N,N’-二苯基-N,N’-双(1-萘基)联苯胺(NPB)或三苯胺衍生物(TPD、βNPD、MeOTPD、TAPC)等胺系化合物构成。

构成第1空穴注入层21A的空穴注入材料中掺杂有p掺杂剂的受体材料。受体材料例如包含F4-TCNQ(2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基对苯醌二甲烷)、F4DCNQI(N,N’-二氰基-2,3,5,6-四氟-1,4-醌二亚胺)、Cl2DCNQI(N,N’-二氰基-2,5-二氯-1,4-醌二亚胺)、Cl2F2DCNQI(N,N’-二氰基-2,5-二氯-3,6-二氟-1,4-醌二亚胺)、F6DCNNQI(N,N’-二氰基-2,3,5,6,7,8-六氟-1,4-萘醌二亚胺)、CN4TTAQ(1,4,5,8-四氢-1,4,5,8-四硫代-2,3,6,7-四氰基蒽醌)等。

作为一例，第1空穴注入层21A通过向空穴注入材料98wt％添加(共蒸镀)受体材料2wt％而获得。第1空穴注入层21A的膜厚可以为40～100nm，也可以为50～65nm。

第2空穴注入层21B能够通过由与第1空穴注入层21A相同的胺系化合物构成的空穴注入材料构成。构成第2空穴注入层21B的空穴注入材料可以与构成第1空穴注入层21A的空穴注入材料相同，也可以不同。

构成第2空穴注入层21B的空穴注入材料中未掺杂上述p掺杂剂，是所谓的未掺杂层。第2空穴注入层21B例如能够通过真空蒸镀法来成膜。

第2空穴注入层21B的膜厚能够设计成比第1空穴注入层21A的膜厚薄。第2空穴注入层21B的膜厚可以为5～20nm，也可以为5～10nm。

空穴传输层22通过由胺系化合物构成的空穴传输材料构成。空穴注入层21由空穴传输材料构成的情况下，构成空穴传输层22的空穴传输材料与构成空穴注入层21的空穴传输材料可以相同，也可以不同。

发光层23由位于阴极13侧的蓝色发光层23A及位于阳极11侧的黄色发光层23B这两层构成。蓝色发光层23A构成为包含电子传输主体材料或空穴传输主体材料及蓝色发光材料。黄色发光层23B构成为包含电子传输主体材料或空穴传输主体材料及黄色发光材料。发光层23可以为多层结构，也可以为单层结构。

如上所述，有机EL器件1中，在基板2上配置有多个具有阳极11、有机EL材料层12及阴极13的有机EL元件3。各有机EL元件3的有机EL材料层12具有从靠近阳极11的一侧依次排列空穴注入层21、空穴传输层22、发光层23、电子传输层25、电子注入层26而成的层叠结构。空穴注入层21包含由包含p掺杂剂的空穴注入材料构成的第1空穴注入层21A及插入到第1空穴注入层21A与阳极11之间并且由未掺杂的空穴注入材料构成的第2空穴注入层21B。

发明人等对有机EL器件的驱动电压及泄漏耐性进行深入研究，获得了如下见解：通过在第1空穴注入层21A与阳极11之间插入第2空穴注入层21B，能够降低驱动电压的同时提高泄漏耐性。

因此，发明人等确认到在第1空穴注入层21A与阳极11之间插入第2空穴注入层21B时的驱动电压及泄漏耐性，由此完成了以下所示的实验。

(反向偏置施加试验)

作为反向偏置施加试验，向安装之前的有机EL器件施加反向偏压，测定了产生元件破坏的电压。更具体而言，通过Ag浆料使有机EL器件的阳极配线及阴极配线共同化，并且由反向偏置电路连接。实验的结果如以下的表1、2及图6所示。

表1示出与仅由第1空穴注入层构成的空穴注入层的膜厚有关的各膜厚中的元件破坏电压。表2示出与包含第1空穴注入层及第2空穴注入层的空穴注入层的膜厚有关的各膜厚中的元件破坏电压。图6是标绘表1及表2的结果的图表。图6的图表中，表1的结果由方形标记示出，表2的结果由△标记示出。

[表1]

[表2]

从表1、2及图6确认到，在空穴注入层不包含第2空穴注入层的试样1～7中，元件破坏电压小于30V，但在空穴注入层包含第2空穴注入层的试样8～11中，元件破坏电压超过30V，可获得实用充分高的元件破坏电压。尤其，确认到在试样9～11中，元件破坏电压提高至接近35V。

(色度测定)

并且，使用分光辐射计SR3AR(TOPCON CORPORATION制造)，测定面板点亮时的色度，并且测定了电流值为17mA时的驱动电压。测定结果如以下的表3及图7所示。表3示出与第2空穴注入层的膜厚有关的各膜厚中的色度。图7是标绘表3的结果的图表。

[表3]

从表3及图7确认到，在空穴注入层不包含第2空穴注入层的试样12及空穴注入层包含第2空穴注入层的试样13～15中面板均点亮。尤其，在第2空穴注入层的膜厚较薄(20nm以下)的试样13、14中，成为阴极侧的蓝色发光层中的发光占优势即带蓝光的发光，在第2空穴注入层的膜厚较厚(超过20nm)的试样15中，成为阳极侧的黄色发光层中的发光占优势即带黄光的发光。由此可知，空穴与电子再结合的位置根据第2空穴注入层的膜厚有偏移，可知通过调节第2空穴注入层的膜厚能够调节发光的色调。例如，调节成带蓝光的发光的情况下，第2空穴注入层的膜厚设计成20nm以下。并且，确认到在第2空穴注入层的膜厚较薄的试样13、14中，空穴注入层是与不包含第2空穴注入层的试样12相同程度的驱动电压，充分实现了低电压化。

符号说明

1-有机EL器件，2-基板，3-有机EL元件，11-阳极，12-有机EL材料层，13-阴极，21A-第1空穴注入层，21B-第2空穴注入层。

Claims (3)

1.一种有机EL器件，其在基板上配置有具有阳极、有机EL材料层及阴极的有机EL元件，其中，

所述有机EL材料层具有从靠近所述阳极的一侧依次排列空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层而成的层叠结构，

所述空穴注入层包含由包含p掺杂剂的空穴注入材料构成的第1空穴注入层及插入到该第1空穴注入层与所述阳极之间并且由未掺杂的空穴注入材料构成的第2空穴注入层。

2.根据权利要求1所述的有机EL器件，其中，

所述第2空穴注入层的厚度比所述第1空穴注入层的厚度薄。

3.根据权利要求1或2所述的有机EL器件，其中，

所述第2空穴注入层的厚度为20nm以下。

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