CN101803057A

CN101803057A - 有机场致发光器件

Info

Publication number: CN101803057A
Application number: CN200880106741A
Authority: CN
Inventors: 寺尾丰; 金井直之
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-08-11
Also published as: DE112008002449T5; KR101345617B1; TW200935639A; WO2009069434A1; JPWO2009069434A1; US20110233525A1; US8299458B2; KR20100095504A

Description

有机场致发光器件

技术领域

本发明涉及一种能应用于平板显示器或照明光源的有机场致发光器件。更具体地，本发明涉及工作在低驱动电压下并具有低功耗的有机场致发光器件。

背景技术

近年来已活跃地进行了有关有机场致发光器件(在下文中也称其为有机EL器件)实践使用的研究。由于有机EL器件能在低电压下实现高电流密度，因此它们可望实现高亮度和高发光效率。这些有机EL器件设有围住有机EL层的第一电极和第二电极，并且要求取光侧的电极具有高透光性。通常透明的导电氧化物(TCO)材料(例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟钨(IWO))用于这些电极材料。由于这些材料具有高达5eV的相对大的逸出功，因此它们用作有机材料的空穴注入电极(阳极)。

有机EL器件发出的光是因为伴随着由注入光发射层材料的最高占有分子轨道(HOMO，通常测量作为电离电位)的空穴以及注入最低非占有分子轨道(LUMO，通常测量作为电子亲和性)的电子产生的激发子的激发能的缓和释放的光所获得的。一般来说，除了所有或一部分空穴注入层、空穴传输层、电子传输层和电子注入层外，有机EL器件采用具有光发射层的层叠结构以有效地实现空穴注入和电子注入到光发射层。

近年来，利用有机EL器件的这种层叠结构降低有机EL器件的电压和功耗的方法已尝试通过杂质掺杂电荷传输层而非光发射层来提高有效电荷迁移率并降低来自电极的电荷注入势垒，并公开了降低这些器件的驱动电压的技术(专利文献1-3，非专利文献1和2)。

这种技术类似于无机半导体中采用的p型掺杂和n型掺杂技术。例如，在空穴注入层或空穴传输层的情形下，通过将具有高电子接纳性(受主)的材料形式的杂质混入由这些层构成的空穴传输层材料(在本说明书中也称其为空穴传输材料)，来自电极的空穴注入势垒(阳极的逸出功和相邻空穴传输材料的HOMO电位之间的差)可降低，或空穴传输层的有效载流子迁移率增加。在电子注入层或电子传输层的情形下，通过将具有高电子施予能力(施主)材料的杂质混入电子传输层的材料中(在本说明书中也被称为电子传输材料)，来自电极的电子注入势垒(阴极的逸出功和附近电子传输材料的LUMO电位之间的差)可降低，或电子传输材料的有效迁移率提高。

另一方面，已报告邻二氮杂菲衍生物和硅杂环戊二烯(silole)衍生物是具有甚至更高电子迁移率的电子传输材料(非专利文献3和4)，并且通过将这些材料用于电子传输层，可显著地减小电子注入层和电子传输层的驱动电压而不必使用n型掺杂技术。

然而，作为使用类似非专利文献3或4中描述的电子传输材料促进电子注入光发射层的结果，空穴-电子复合区极为偏向阳极侧，即空穴传输层/光发射层界面，并且尽管这允许电流在较低的电压下流动，然而在许多情形下发光效率显著降低。当光发射层的基质就其电荷传输特性而言不具有绝对优势的高空穴传输能力时，这种现象尤为明显。

在这样向光发射层提供电子已变得多余的情形下，通过使用电子亲和性充分小于光发射层的电子亲和性(0.15eV或以上)以使空穴传输层接触光发射层的空穴传输材料，电子被阻挡在空穴传输层/光发射层界面，并且由于陷入到光发射层中，这提高了发光效率。这种技术记载在专利文献4中。

另外，防止发光效率或发光寿命劣化的技术记载于专利文献5，这种技术通过提供制约电子移动的电子限制层加上电子传输层而防止将电子过多地提供给光发射层，该电子传输层提高光发射层和阴极之间的电子传输率。

另外，专利文献6记载一种技术，这种技术提供一种通过提供多个载流子注入层而降低器件驱动电压并使其具有较优耐久性的有机EL器件。

专利文献1：特开平H4-297076号公报

专利文献2：特开平H11-251067号公报

专利文献3：No.2004-514257PCT申请的日文译文

专利文献4：特开平2005-26210号公报

专利文献5：特开平2006-66872号公报

专利文献6：特开平H6-314594号公报

非专利文献1：有机电子学，卷4，版2-3(2003年9月)，p89

非专利文献2：应用物理通讯，卷73，版20(1998年11月)，p.2866

非专利文献3：应用物理通讯，卷76，版2(2000年1月)，p.197

非专利文献4：应用物理通讯，卷80，版2(2002年1月)，p.189

专利文献4中公开的技术不足以防止器件发光效率的降低并同时还会损害发光寿命。这被认为由于大量电子到达空穴传输层/光发射层界面而引起的空穴传输材料劣化。

尽管使用专利文献5中记载的技术确实使其能防止发光效率或发光寿命的劣化，然而由于其限制电子移动，电压降低的效果被削减，由此使电压降低的固有效果无法充分地获得。

发明公开

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种具有低驱动电压和高发光效率的有机EL器件。

本发明涉及在阳极和阴极之间具有空穴注入层、空穴传输层、光发射层、电子传输层和电子注入层的有机EL器件，其中空穴注入层是通过用电子接纳杂质掺杂空穴传输材料而获得的，包含空穴注入层的空穴注入层的材料(在本说明书中也称其为空穴注入材料)的电离电位Ip(HIL)、空穴传输材料的电离电位Ip(HTL)以及光发射层的材料(在本说明书中也称为光发射层材料)的电离电位Ip(EML)各自满足下面关系：Ip(EML)＞Ip(HTL)≥Ip(HIL)≥Ip(EML)-0.4eV。

根据本发明，可提高空穴注入光发射层，这适应了电子注入光发射层的改善，由此能够显著降低驱动电压同时维持或提高有机EL器件的发光效率，同时也允许有机EL器件的功耗减小。

附图简述

图1是表示本发明的有机EL器件的示意图；

图2是示出本发明的有机EL器件的能级的示意图；

图3是示出现有技术的有机EL器件的能级的示意图；

图4是示出本发明不同方面的有机EL器件的能级的示意图；以及

图5是示出根据本发明的有机EL器件的电流相对于电压特性的曲线图。

实现发明的最佳方式

本发明基于一般当具有电子注入光发射层的优越能力的电子传输材料用于电子传输层时，通过提高将空穴注入光发射层的能力可显著减小有机EL器件的驱动电压同时保持或提高其发光效率的这一发现。

在本说明书中，“注入电子的优越能力”表示当施加电压或电流流至有机EL器件时，光发射层中激励的构成分布在任何电压或任何电流下偏向空穴传输层(HTL)/光发射层(EML)界面。

下面参照附图给出本发明的说明。

本发明的有机EL器件100的配置的一个示例示出于图1。附图示出具有叠层结构的有机EL器件，该叠层结构通过依次在衬底101上层叠阳极102、空穴注入层(HIL)103、空穴传输层(HTL)104、光发射层(EML)105、电子传输层(ETL)106和阴极107而获得，每个层的结构类似于现有技术的层结构。在根据本发明的有机EL器件的不同方面，采用一种器件结构，其中层的次序与图1所示的次序相反。在这种情形下，每个层以阴极、电子传输层、光发射层、空穴传输层、空穴注入层和阳极的顺序层叠在衬底上。

图1所示的阳极、阴极、空穴注入层、空穴传输层和电子传输层作为基本构成，且电子注入层(EIL)可插入到阴极和电子传输层之间以增进来自阴极的电子注入电子传输层。电子注入层的插入就降低器件的驱动电压而言是更佳的。

阳极、阴极或这两者较佳地透光以使从有机EL器件发射的光能被提取到器件外部。可根据有机EL器件的应用选择有机EL器件每个层的层叠顺序以及给予哪些电极透光性。

图2示出图1所示本发明的有机EL器件的能带图。另外，图3示出根据现有技术的有机EL器件的典型能带图。在现有技术中，当在阳极102和空穴传输层104之间提供空穴注入层(HIL)103时，一般将空穴注入材料和空穴传输材料选择成在每个层的界面处形成从阳极的费尔米电位至光发射层的HOMO电位的阶梯式电位势垒，以使来自阳极102的空穴注入和空穴传输更有效地进行。

本发明的有机EL器件的特征在于，不是简单地以阶梯方式形成从阳极102至光发射层105的空穴电位势垒，而是选择每种材料以使光发射层材料的电离电位和空穴注入材料的电离电位之间的差ΔIp为0.4eV或更小，并使光发射层材料和空穴传输材料的电离电位之间的差也为0.4eV或更小，如图2所示。

此外，尽管紫外光电子分光仪(UPS)等用来测量电离电位(Ip)，本发明不局限于此，在本发明中，使用大气压力光电子分光仪AC-2(Riken Keiki Co.Ltd)基于测量结果评估电离电位(Ip)，除非明确声明相反情形。

图4示出当受主掺杂物已添加至空穴注入层时根据本发明的有机EL器件的不同方面的有机EL器件的能带图。在这种情形下，由于将受主掺杂物添加至空穴注入层，大能带弯折形成在阳极/空穴注入层界面，空穴注入层的体积区的HOMO电位上升为接近阳极的费尔米电位，由此增进从阳极至空穴注入层的空穴注入。另外，通过使光发射层材料和空穴注入材料之间的电离电位差以及光发射层材料和空穴传输材料之间的电离电位差为0.4eV或更小，注入光发射层的注入空穴增加，由此提高器件性能。

在本发明中，添加至空穴注入层的受主掺杂物的电子亲和性X(A)较佳为X(A)≥Ip(HIL)-0.3eV。这是因为需要从基质材料(即空穴注入材料)的HOMO电位接收电子以使添加的杂质充分地发挥受主的作用，结果，以LUMO能级形式出现的受主掺杂物的电子接受能级较佳地等于或小于空穴注入材料的HOMO能级。另外，尽管逆光电子分光仪(IPES)等严格地用来测量电子亲和性X(A)，然而在本发明中，电子亲和性X(A)是基于使用通过由光吸收测量确定的吸收边缘确定的光学带隙和通过上面提到的AC-2测得的电离电位计算得到的可代替值评估的，除非明确声明相反情形。

另外，在本发明中，空穴传输层相对于光发射层的光学带隙Eg(EML)的光学带隙Eg(HTL)较佳为Eg(HTL)＞Eg(EML)。这是因为如果使这些光学带隙为Eg(HTL)＞Eg(EML)，则空穴和电子在光发射层复合，并且所形成的激发子能使其难以移动进入与光发射层毗邻的空穴传输层，由此能够抑制发光效率的降低。尽管一般采用紫外可见光分光光度计来测量光学带隙Eg，然而在本发明中，光学带隙Eg是使用Shimadzu紫外可见光分光光度计UV-2100PC测得的结果予以评估的，除非明确声明相反情形。

如将在稍后指出的，单单通过添加受主掺杂物至空穴注入层而增进从阳极至空穴注入层的空穴注入不能将空穴注入光发射层增进至提高器件性能的程度。

下面给出每个层的详细说明。

[阳极]

如之前描述的那样，用于本发明的阳极可透光或反射光。在透光的情形下，可通过使用公知的透光导电性氧化物材料形成阳极，例如氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铟钨(IWO)或掺铝的氧化锌(AZO)。另外，例如聚(3，4-次乙二氧基噻吩(ethylenedioxythiophene))：聚(苯乙烯磺酸酯(styrenesulfonate))(PEDOT:PSS)的高导电性聚合物材料可用于阳极。

由薄(大约小于等于50nm)金属材料和之前描述的透明导电膜构成的层叠结构可用于电极以减小阳极布线的电阻并控制反射率或透射率。

当形成光反射阳极时，可使用高反射金属、无定形合金或微晶合金或其叠层加上之前描述的透明导电性薄膜。具有高反射性的金属包括Al、Ag、Ta、Zn、Mo、W、Ni和Cr。高反射性无定形合金包括NiP、NiB、CrP和CrB。高反射性微晶合金的实例包括NiAl和银合金。

透明导电性氧化物、高反射性金属和无定形合金或微晶合金可使用关联技术中已知的任意方法来形成，例如沉积或喷溅。

可使用关联技术中已知的任意方法来形成例如PEDOT:PSS的导电性聚合物材料，例如旋涂、油墨喷射或印刷。

[空穴注入层]

可用作本发明的有机EL器件的空穴注入层的材料实例包括典型地用于有机EL器件或有机TFT器件的空穴传输材料，例如具有三芳基胺局部结构、咔唑局部结构或恶二唑局部结构的材料。

这些材料的具体实例包括N，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲基苯基)-1，1′-二苯基-4，4′-二胺(TPD)，N，N，N′，N′-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(MeO-TPD)，4，4′，4″-三{1-萘基(苯基)氨基}三苯胺(1-TNATA)，4，4′，4″-三{2-萘基(苯基)氨基}三苯胺(2-TNATA)，4，4′，4″-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)，4，4′-二{N-(1-萘基)-N-苯基氨基}联苯(NPB)，2，2′，7，7′-四(N，N-二苯基氨基)-9，9′-螺二芴(Spiro-TAD)，N，N′-二(联苯-4-基)-N，N′-二苯基-(1，1′-二苯基)-4，4′-二胺(p-BPD)，三(o-三联苯-4-基)胺(o-TTA)，三(p-三联苯-4-基)胺(p-TTA)，1，3，5-三[4-(3-甲基苯基苯基氨基)苯基]苯(m-MTDAPB)和4，4′，4″-三-9-咔唑基三苯胺(TCTA)。

然而，为使光发射层材料的Ip和空穴注入材料的Ip之间的差为0.4eV或更小，材料选择受到限制。例如，在使用9，10-二(2-萘基)蒽(ADN)(Ip＝5.8eV)作为光发射层基质的情形下，空穴注入层所使用的前述材料可由NPB(Ip＝5.4eV)、螺环-TAD(Ip＝5.4eV)、p-TTA(Ip＝5.5eV)、m-MTDAPB(Ip＝5.7eV)和TCTA(Ip＝5.7eV)构成。除了这些常见材料，也可将可从各种有机电子材料制造商处购得的其它材料用于空穴传输层。

另外，也可将电子接受掺杂物添加(p型掺杂)至空穴注入层。可使用的电子接受掺杂物的实例包括例如四氰代二甲基苯醌衍生物的有机衍生物，其具体例子是2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四四氰代二甲基苯醌(F₄-TCNQ)。另外，也可采用例如氧化钼(MoO₃)、氧化钨(WO₃)和氧化钒(V₂O₅)的无机衍生物。

[空穴传输层]

可选择从上面指出针对空穴注入层用于有机EL器件或有机TFT的空穴传输材料的已知材料中选取的任意材料用作本发明的有机EL器件的空穴传输层的材料。然而，类似于空穴注入材料的情形，为使光发射层材料的Ip和空穴注入材料的Ip之间的差为0.4eV或更小，材料的选择受到限制。

更具体地，与空穴注入材料的情形相似，在使用ADN作为光发射层基质材料的情形下，可采用的材料的实例包括螺环-TAD、NPB、p-TTA、m-MTDAPB和TCTA。

[光发射层]

可对应于要求的色调来选择光发射层的材料。例如，为了发出蓝光至蓝绿色光，可采用荧光增白剂，例如基于苯并噻唑、基于苯并咪唑或基于苯并噁唑的试剂，基于苯乙烯苯化合物或基于芳族二亚甲基化合物(aromatic dimethylidene-based compound)。这些材料的特定实例包括前面提到的ADN、4，4′-二(2，2′-二苯基乙烯基)联苯(DPVBi)，2-甲基-9，10-二(2-萘基)蒽(MADN)，9，10-二-(9，9-二(正丙基)芴-2-基)蒽(ADF)和9-(2-萘基)-10-(9，9-二(正丙基)芴-2-基)蒽(ANF)。

光发射层也可掺杂以萤光颜料。用作掺杂物的该萤光颜料材料可根据所要求的色调进行选择。更具体地说，萤光颜料材料的实例包括传统已知的材料，其包括浓缩的环形衍生物，二萘嵌苯或红荧烯，喹吖酮衍生物，吩噁嗪酮660，二氰基亚甲基衍生物(dicyanomethylene derivative)如4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)，4-(二氰基亚甲基)-6-甲基-2-[2-(久洛尼定(julolidin)-9-基)乙基]-4H-吡喃(DCM2)，4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-烯基(julolidyl-9-enyl))-4H-吡喃(DCJT)或4-(二氨基亚甲基)-2-叔丁基-6-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-烯基)-4H-吡喃(DCJTB)，芘酮(perynone)，香豆素衍生物，吡咯甲烷(pyrromethane)衍生物和花青颜料。

另外，也可将多种光发射掺杂物添加至同一光发射层材料以调整所发射光的色调。

[电子传输层]

对于电子传输层材料(在本说明书中也称为电子传输材料)，本发明在使用传统的、广泛使用的具有优越电子转移性的材料(例如aluminum三(8-喹啉合)铝(Alq₃))的场合下有效。

这些电子传输材料的特定实例包括：三唑衍生物，如3-丙基-4-(1′-萘基)-5-苯基-1，2，4-三唑(TAZ)；噁二唑衍生物，如1，3-二[(4-叔-联苯基)-1，3，4-噁二唑]亚苯基(OXD-7)，2-(4-二苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑基(PBD)或1，3，5-三(4-叔丁基苯基-1，3，4-噁二唑)苯(TPOB)；和噻吩衍生物，如5，5′-二(dimesitylboryl)-2，2′-联噻吩(BMB-2T)或5，5′-二(dimesitylboryl)-2，2′：5′2′-四噻吩(BMB-3T)。更佳的实例包括具有分子式(1)所示的分子结构的1，10-邻二氮杂菲或其衍生物以及具有分子式(2)所示的分子结构的硅杂环戊二烯衍生物。

在分子式(2)中，R¹²～R¹⁵可以是相同的或不同的，并代表氢原子、卤素原子、脂肪族取代物，例如烷基，例如甲基、乙烷基、丙烷基或丁基或取代烷基、或例如未取代或取代苯基或未取代或取代氮苯基的芳香取代物。

这些材料的特定实例包括：4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BPhen)，2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-邻二氮杂菲(BCP)，2，5-二-(3-二苯基)-1，1-二甲基-3，4二苯基硅杂环戊二烯(PPSPP)，1，2-二(1-甲基-2，3，4，5-四苯基硅杂环戊二烯基)乙烷(2PSP)和2，5-二(2，2-二吡啶-6-基)-1，1-二甲基-3，4-二苯基硅杂环戊二烯(PyPySPyPy)。

[电子注入层]

在本发明的有机EL器件中，可在阴极和电子传输层之间或阴极和光发射层之间提供由绝缘体和半导体构成的电子注入层。这种电子注入层的提供用来提高从阴极至电子传输层或光发射层的电子注入。

总地来说，用作电子注入层材料的材料实例(在本说明书中也被称为电子注入材料)包括例如Li₂O、LiO、Na₂S、Na₂Se或NaO的碱金属氧(硫)族化物，例如CaO、BaO、SrO、BeO、BaS或CaSe的碱土金属氧(硫)族化物，例如LiF、NaF、KF、CsF、LiCl、KCl或NaCl的碱金属卤化物，例如CaF₂、BaF₂、SrF₂、MgF₂或BeF₂的碱土金属卤化物以及例如Cs₂CO₃的碱金属碳酸盐。

另外，电子传输材料中掺杂有例如Li、Na、K或Cs、例如LiF、NaF、KF或CsF的碱金属卤化物或例如Cs₂CO₃的碱金属碳酸盐的杂质的薄膜可用作增进来自阴极的电子注入的电子注入层。

[阴极]

具有小逸出功(4.0eV或更小)的金属、合金、其导电化合物和混合物较佳地用于形成阴极的电极材料。其具体实例包括钠、钠-钾合金、镁、锂、镁-银合金、铝/氧化铝、铝-锂合金、铟和稀土金属。

可通过使用例如沉积或喷溅的方法将这些阴极材料形成薄膜而制造阴极。

在阴极侧从光发射层取光的情形下，可通过使用具有由前述金属、合金和阴极材料作为中介的透明导电氧化物材料的层叠结构形式的阴极来提高透光性。

构成如上所述有机EL层的每个层可使用关联技术中已知的任意手段来形成，例如沉积(电阻加热或电子束加热)。

下面通过实例提供对本发明的详细解释。

(实例1)

IZO薄膜通过DC磁控管喷溅(靶：In₂O₃+10wt％ZnO、排气：Ar+0.5％O₂、排气压力：0,3Pa、排气功率：1.45W/cm²、衬底传输速度：162mm/分)沉积在玻璃衬底上(50mm长×50mm宽×0.7mm厚，Corning、1737玻璃)。随后通过光刻将该IZO薄膜加工成具有2mm宽度的带状以形成薄膜厚度110nm且宽度2mm的IZO电极。

接着，对其已添加电子接受掺杂物的空穴注入层被沉积在IZO电极上。沉积过程包括通过电阻加热蒸汽沉积同时加热NPB和和F₄-TCNQ并对F₄-TCNQ使用

的蒸汽沉积速度和对NPB使用

的蒸汽沉积速度同时进行沉积以沉积出80nm厚度的由F₄-TCNQ掺杂的NBP膜构成的空穴注入层。

接着，TCTA通过电阻加热蒸汽沉积以

的速度沉积至10nm的厚度以充当空穴传输层。接着，对光发射层材料的基质采用ADN并对光发射层的掺杂物采用4，4′-bis(2-(4-N，N-二苯基氨基)苯基)乙烯基)联苯(DPAVBi)的光发射层对ADN以

的蒸汽沉积速度并对DPAVBi以

的蒸汽沉积速度沉积至25nm的厚度。接着，BCP形式的电子传输层以

的蒸汽沉积速度被沉积至20nm的厚度。

另外，由LiF构成的电子注入层在电子传输层上以

的蒸汽沉积速度蒸汽沉积至1nm的厚度，并且Al形式的阳极在电子注入层上透过其中形成有宽度2mm狭缝的金属掩模以的速度沉积至100nm厚度。

沉积空穴注入层后的每个步骤是连续执行的，不会破坏使用电阻加热蒸汽沉积的真空。

接着，将样本转移至已置换以氮气的干燥箱，基于环氧树脂的粘合剂被施加在密封玻璃板的四边附近(OA-10，41mm长×41mm宽×1.1nm厚、日本电气玻璃公司)，并且该密封玻璃附着于样本以覆盖有机EL层，从而获得例1的蓝色有机EL器件。当阴极成形后转移至干燥箱时，防止样本与大气接触。

(实例2)

蓝色有机EL器件以与例1相同的方式制造，但是对空穴注入层应用一种掺杂以F₄-TCNQ的p-TTA的材料。此时，p-TTA的蒸汽沉积速度为而F₄-TCNQ的蒸汽沉积速度为

(实例3)

蓝色有机EL器件以与例1相同的方式制造，除了对空穴传输层材料使用NPB外。

(实例4)

蓝色有机EL器件以与例1相同的方式制造，除了对空穴传输层材料使用p-TTA外。

(实例5)

蓝色有机EL器件以与例1相同的方式制造，除了对空穴注入层材料使用其中掺杂以F₄-TCNQ的材料并对空穴传输层材料使用p-TTA外。

(比较例1)

蓝色有机EL器件以与例1相同的方式制造，除了对空穴注入层材料使用其中2-TNATA掺杂以F₄-TCNQ的材料外。

(比较例2)

蓝色有机EL器件以与例1相同的方式制造，除了对空穴注入层材料使用其中2-TNATA掺杂以F₄-TCNQ的材料并对空穴传输材料使用NPB外。

(比较例3)

蓝色有机EL器件以与比较例2相同的方式制造，除了对电子传输层材料使用Alq₃外。

上述实例和比较例中得到的每个有机EL器件的电流相对电压特征示出于图5。另外，当电流密度为10mA/cm²和1mA/cm²时，电流效率被归结在表1中。

[表1]

1.EL器件的电流效率(单位：cd/A)

	10mA/cm²	1A/cm²
	10mA/cm²	1A/cm²	比较例1	5.2	4.3
比较例2	8.6	7.0	比较例1	5.2	4.3
比较例2	8.6	7.0	比较例3	12.5	9.8
实例1	10.3	8.7	比较例3	12.5	9.8
实例1	10.3	8.7	实例2	15.7	11.1
实例3	14.9	10.4	实例2	15.7	11.1

	10mA/cm²	1A/cm²
	10mA/cm²	1A/cm²	实例4	10.9	10.3
实例5	10.8	9.6	实例4	10.9	10.3

比较例3的器件对电子传输层的材料使用Alq₃形式的现有技术中惯常使用材料。比较例2的器件用BCP代替比较例3的电子传输层材料，BCP在光发射层中表现出优越的电子注入性。根据图5，尽管由于电子传输层的改变可在10mA/cm²的电流密度下降低电压大约2V，这从表1中可以理解，然而这种器件终究表现出电流效率的显著降低，由此抵消了降低电压的效果。

在例1-5的器件中，相比比较例2，在10mA/cm²电压下获得±0.3V的等效电压降低，并且如表1所示，没有观察到电流效率的明显减小。即，在对电子传输层使用将电子注入光发射层的性能较优的电子传输材料的情形下，器件的驱动电压表示为能够减小而不会降低电流效率。

另一方面，比较例1的器件通过用BCP代替比较例3的电子传输材料并对空穴传输材料使用例1中使用的TCTA而降低空穴传输层/光发射层界面处的空穴传输势垒，并使用与比较例3中使用的相同空穴注入层制造而成。在比较例1的情形下，在图5所示1mA/cm²至100mA/cm²的电流范围内，由于对电子传输材料使用BCP，尤其相比比较例2电压降低效果减小。另外，电流效率如表1所示进一步减小。

如上所述，在使用具有将电子注入光发射层的优越能力的电子传输材料的情形下，本发明的有机EL器件表现为允许电压降低而不会降低器件的发光效率。

Claims

1.一种在阳极和阴极之间至少设有空穴注入层、空穴传输层、光发射层和电子传输层的有机EL器件，其中

所述空穴注入层的材料的电离电位Ip(HIL)、所述空穴传输层的材料的电离电位Ip(HTL)以及所述光发射层的材料的电离电位Ip(EML)各自满足Ip(EML)＞Ip(HTL)≥Ip(HIL)≥Ip(EML)-0.4eV的关系。

2.如权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，受主掺杂物被添加至所述空穴注入层。

3.如权利要求1或2所述的有机EL器件，其特征在于，所述空穴注入层的材料与所述空穴传输层的材料相同。

4.如权利要求2所述的有机EL器件，其特征在于，添加至所述空穴注入层的所述受主掺杂物的电子亲和性X(A)表示为：X(A)≥Ip(HIL)-0.3eV。

5.如权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述空穴传输层的光学带隙Eg(HTL)相对于所述光发射层的光学带隙Eg(EML)的关系表示为：Eg(HTL)＞Eg(EML)。

6.如权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述电子传输层包含邻二氮杂菲化合物。

7.如权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述电子传输层包含具有分子式(1)所示分子结构的1，10邻二氮杂菲或其衍生物：

8.如权利要求1所述的有机EL器件，其特征在于，所述电子传输层包含具有分子式(2)所示分子结构的硅杂环戊二烯衍生物：

(其中，R¹²至R¹⁵是相同或不同的，并表示氢原子、卤素原子、脂肪族取代物或芳香取代物)。