專利名稱：發(fā)光材料、制造發(fā)光材料的方法和制備發(fā)光層的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于配置在有機電致發(fā)光元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料、制備發(fā)光材料的方法和形成發(fā)光層的方法。
背景技術(shù)：
有機電致發(fā)光元件(后面稱為“有機EL元件”)是已知的。有機EL元件具有在陰極和陽極之間配置至少一層發(fā)光有機層(有機電致發(fā)光層)的結(jié)構(gòu)。這樣的有機EL元件和無機EL元件相比能明顯地減少施加的電壓。而且制備能供應(yīng)多種發(fā)光顏色的元件也是可能的。
現(xiàn)在為了獲得較高性能的有機EL元件，許多研究者正積極地進(jìn)行所用材料及其元件結(jié)構(gòu)的開發(fā)和改進(jìn)。
直到現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出了能供應(yīng)多種發(fā)光顏色的有機EL元件或高亮度高效率的有機EL元件。但是，為了實現(xiàn)它們的各種實際應(yīng)用例如應(yīng)用于顯示器或光源的圖像元素，正進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
但是，從實際應(yīng)用的角度，現(xiàn)在的有機EL元件仍然存在當(dāng)其長期使用時其發(fā)光亮度下降或變差的問題，因此需要建立技術(shù)措施解決該問題。
關(guān)于抑制有機EL元件的發(fā)光亮度下降的方法，使用高純度有機化合物的方法已被提出(例如見日本專利延遲公開第2002-175885號)。日本專利延遲公開第2002-175885號公開了一種有機EL元件，其中包含在組成該元件的材料中的含鹵化合物(雜質(zhì))的含量低于1,000ppm，從而抑制了它經(jīng)長期使用發(fā)生的發(fā)光亮度下降。
但是，有機EL元件發(fā)光亮度的下降和使用的組成材料中含有的雜質(zhì)種類及其含量之間關(guān)系的具體指標(biāo)還沒有建立起來。因此正進(jìn)行朝著實現(xiàn)實際應(yīng)用的進(jìn)一步研究。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種能抑制有機EL元件發(fā)光亮度下降的發(fā)光材料、制備該發(fā)光材料的方法和能容易可靠地提供一種具有優(yōu)越發(fā)光性能的發(fā)光層的發(fā)光層形成方法。
為了獲得上述目的，本發(fā)明旨在用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料，其中該發(fā)光材料的特征在于當(dāng)使用該發(fā)光材料形成發(fā)光層時，該發(fā)光層包含一種或多種金屬雜質(zhì)，但是在該層含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的量為2.5ppm或更低。
根據(jù)上述的發(fā)明，提供一種能抑制有機EL元件發(fā)光亮度下降的發(fā)光材料是可能的。
在上述發(fā)光材料中，優(yōu)選該發(fā)光層中含有的金屬雜質(zhì)總量為10ppm或更低。這使得更可靠地抑制有機EL元件的發(fā)光亮度下降成為可能。
而且被除去的金屬雜質(zhì)包括金屬元素和金屬離子。通過除去這樣的金屬雜質(zhì)，可能提供一種更可靠地抑制有機EL元件中發(fā)光亮度下降的發(fā)光材料。
在這種情況下，優(yōu)選金屬元素為主族元素。通過除去這些金屬的金屬雜質(zhì)，抑制發(fā)光亮度下降的效果能特別顯著地表現(xiàn)出來。
而且，也優(yōu)選該發(fā)光材料在室溫下為固體形式或半固體形式。這使得阻止或抑制有機EL元件隨著時間變化和變差成為可能，從而能改進(jìn)抑制發(fā)光亮度下降的效果。
而且在本發(fā)明中，也優(yōu)選有機EL元件包括透明電極、該發(fā)光材料形成的薄膜、配置在透明電極上厚度為50nm的薄膜、和配置在薄膜上的金屬電極，其中當(dāng)將6V電壓施加到有機EL元件上時，獲得高于10cd/m2的發(fā)光。例如當(dāng)使用該發(fā)光材料制備的有機EL元件應(yīng)用到顯示器上時，獲得高清晰度(visibility)的圖像是可能的。
而且在本發(fā)明中，優(yōu)選該發(fā)光材料包含低分子發(fā)光材料。這樣的低分子發(fā)光材料的使用使得提供一層致密發(fā)光層成為可能，因此能改進(jìn)發(fā)光層的發(fā)光性能。
在這種情況下，優(yōu)選低分子發(fā)光材料選自包含苯為基礎(chǔ)的化合物、萘為基礎(chǔ)的化合物、菲為基礎(chǔ)的化合物、屈(在本發(fā)明中，用“屈”來表示“帶有草字頭的_”)為基礎(chǔ)的化合物、苝為基礎(chǔ)的化合物、蔻為基礎(chǔ)的化合物、蒽為基礎(chǔ)的化合物、芘為基礎(chǔ)的化合物、吡喃為基礎(chǔ)的化合物、吖啶為基礎(chǔ)的化合物、芪為基礎(chǔ)的化合物、噻吩為基礎(chǔ)的化合物、苯并噁唑為基礎(chǔ)的化合物、苯并咪唑為基礎(chǔ)的化合物、苯并噻唑為基礎(chǔ)的化合物、丁二烯為基礎(chǔ)的化合物、萘二甲酰亞氨為基礎(chǔ)的化合物、香豆素為基礎(chǔ)的化合物、苝酮(perynone)為基礎(chǔ)的化合物、噁二唑為基礎(chǔ)的化合物、醛連氮為基礎(chǔ)的化合物、環(huán)戊二烯為基礎(chǔ)的化合物、喹吖啶酮為基礎(chǔ)的化合物、吡啶為基礎(chǔ)的化合物、螺環(huán)化合物、金屬或非金屬酞菁為基礎(chǔ)的化合物、芴(florene)為基礎(chǔ)的化合物和各種金屬絡(luò)合物的組中。
而且在本發(fā)明中，也優(yōu)選發(fā)光材料包括高分子發(fā)光材料。由于這樣的高分子發(fā)光材料相當(dāng)容易地溶解在溶劑中，用各種涂布方法例如噴墨印刷方法等形成發(fā)光層是可能的。
在這種情況下，該高分子發(fā)光材料優(yōu)先選自包括聚乙炔為基礎(chǔ)的化合物、聚對亞苯基亞乙烯基為基礎(chǔ)的化合物、聚噻吩為基礎(chǔ)的化合物、聚芴為基礎(chǔ)的化合物、聚對亞苯基為基礎(chǔ)的化合物、聚咔唑為基礎(chǔ)的化合物和聚硅烷為基礎(chǔ)的化合物的組中。
而且在本發(fā)明中優(yōu)選發(fā)光層的厚度在10-150nm的范圍內(nèi)。本發(fā)明的發(fā)光材料在形成這樣相當(dāng)薄的發(fā)光層中是特別有用的。
本發(fā)明的另一個方面旨在用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料，其中該發(fā)光材料的特征在于，當(dāng)該發(fā)光材料溶解在液體中使其濃度為2.0wt％時，該液體包括一種或多種金屬雜質(zhì)，但是液體中含有的金屬雜質(zhì)的含量最大的金屬雜質(zhì)的量為50ppb或更低。
根據(jù)上述的發(fā)明，提供一種能抑制有機EL元件中的發(fā)光亮度下降的發(fā)光材料是可能的。
在上面的發(fā)光材料中，優(yōu)選包含在液體中的金屬雜質(zhì)的總量為200ppb或更低。這使更可靠地抑制有機EL元件中的發(fā)光亮度下降成為可能。
而且要被除去的金屬雜質(zhì)包括金屬元素和金屬離子。通過除去這樣的金屬雜質(zhì)，提供一種能夠更可靠地抑制有機EL元件中的發(fā)光亮度下降的發(fā)光材料是可能的。
在這種情況下，優(yōu)選金屬元素為主族元素。通過除去這些金屬的金屬雜質(zhì)，抑制發(fā)光亮度下降的效果能特別明顯地表現(xiàn)出來。
而且也優(yōu)選發(fā)光材料在室溫下為固體形式或半固體形式。這使阻止或抑制有機EL元素隨著時間變化和變差成為可能，從而能改進(jìn)抑制發(fā)光亮度下降的效果。
而且在本發(fā)明中，也優(yōu)選有機EL元件包括透明電極、該發(fā)光材料形成的薄膜、配置在透明電極上厚度為50nm的薄膜、和配置在薄膜上的金屬電極，其中當(dāng)將6V電壓施加到有機EL元件上時，獲得高于10cd/m2的發(fā)光。例如當(dāng)使用該發(fā)光材料制備的有機EL元件應(yīng)用到顯示器上時，獲得高清晰度的圖像是可能的。
而且在本發(fā)明中，優(yōu)選發(fā)光材料包含低分子發(fā)光材料。這樣的低分子發(fā)光材料的使用使得提供一層致密發(fā)光層成為可能，因此能改進(jìn)發(fā)光層的發(fā)光性能。
在這種情況下，低分子發(fā)光材料優(yōu)先選自包含苯為基礎(chǔ)的化合物、萘為基礎(chǔ)的化合物、菲為基礎(chǔ)的化合物、_為基礎(chǔ)的化合物、苝為基礎(chǔ)的化合物、蔻為基礎(chǔ)的化合物、蒽為基礎(chǔ)的化合物、芘為基礎(chǔ)的化合物、吡喃為基礎(chǔ)的化合物、吖啶為基礎(chǔ)的化合物、芪為基礎(chǔ)的化合物、噻吩為基礎(chǔ)的化合物、苯并噁唑為基礎(chǔ)的化合物、苯并咪唑為基礎(chǔ)的化合物、苯并噻唑為基礎(chǔ)的化合物、丁二烯為基礎(chǔ)的化合物、萘二甲酰亞氨為基礎(chǔ)的化合物、香豆素為基礎(chǔ)的化合物、苝酮為基礎(chǔ)的化合物、噁二唑為基礎(chǔ)的化合物、醛連氮為基礎(chǔ)的化合物、環(huán)戊二烯為基礎(chǔ)的化合物、喹吖啶酮為基礎(chǔ)的化合物、吡啶為基礎(chǔ)的化合物、螺環(huán)化合物、金屬或非金屬酞菁為基礎(chǔ)的化合物、芴為基礎(chǔ)的化合物和各種金屬絡(luò)合物的組中。
而且在本發(fā)明中，也優(yōu)選發(fā)光材料包括高分子發(fā)光材料。由于這樣的高分子發(fā)光材料相當(dāng)容易地溶解在溶劑中，用各種涂布方法例如噴墨印刷方法等形成發(fā)光層是可能的。
在這種情況下，該高分子發(fā)光材料優(yōu)先選自包括聚乙炔為基礎(chǔ)的化合物、聚對亞苯基亞乙烯基為基礎(chǔ)的化合物、聚噻吩為基礎(chǔ)的化合物、聚芴為基礎(chǔ)的化合物、聚對亞苯基為基礎(chǔ)的化合物、聚咔唑為基礎(chǔ)的化合物和聚硅烷為基礎(chǔ)的化合物的組中。
而且在本發(fā)明中優(yōu)選發(fā)光層的厚度在10-150nm的范圍內(nèi)。本發(fā)明的發(fā)光材料在形成這樣的相當(dāng)薄的發(fā)光層中是特別有用的。
而且本發(fā)明的另一個方面旨在一種制備用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料的方法，包括以下步驟制備一種發(fā)光材料溶解在溶劑中的液體；和采用分離或除去金屬雜質(zhì)的除去裝置除去液體含有的一種或多種金屬雜質(zhì)，然后從該液體中除去溶劑，從而精制了發(fā)光材料以得到一種用于有機EL元件的發(fā)光層的精制的發(fā)光材料。
根據(jù)上述的本發(fā)明的制備方法，在相當(dāng)短的時間內(nèi)容易地除去發(fā)光材料含有的金屬雜質(zhì)是可能的。而且經(jīng)合適地選擇所用除去裝置的種類，有效地可靠地除去目標(biāo)金屬雜質(zhì)是可能的。
本發(fā)明也旨在一種制備用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料的方法，包括以下步驟制備一種發(fā)光材料溶解在溶劑中的液體；采用分離或除去金屬雜質(zhì)的除去裝置除去液體中包含的一種或多種金屬雜質(zhì)，然后從該液體中除去溶劑，從而精制發(fā)光材料以獲得一種用于有機EL元件的發(fā)光層的精制的發(fā)光材料；其中這樣得到的精制發(fā)光材料的特征在于，當(dāng)使用該發(fā)光材料形成發(fā)光層時，該發(fā)光層包含一種或多種金屬雜質(zhì)，但是該層中包含的金屬雜質(zhì)中的含量最大的金屬雜質(zhì)的量為2.5ppm或更低。
而且本發(fā)明也旨在一種制備用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料的方法，包括以下步驟制備一種發(fā)光材料溶解在溶劑中的液體；和采用分離或除去金屬雜質(zhì)的除去裝置除去液體包含的一種或多種金屬雜質(zhì)，然后從液體中除去溶劑，從而精制發(fā)光材料以獲得一種用于有機EL元件的精制的發(fā)光材料；其中這樣得到的精制發(fā)光材料的特征在于，當(dāng)發(fā)光材料溶解在一種液體中使其濃度為2.0wt％時，該液體包含一種或多種金屬雜質(zhì)，但是該液體包含的金屬雜質(zhì)中的含量最大的金屬雜質(zhì)的量為50ppb或更低。
本發(fā)明的另一個方面旨在一種形成配置在有機EL元件中的發(fā)光層的方法，包括以下步驟制備一種權(quán)利要求1-16中任一項所限定的發(fā)光材料；制備一種發(fā)光材料溶解在溶劑中的液體；和施用該液體形成有機EL元件的發(fā)光層，然后干燥它。
根據(jù)上述的方法，容易地可靠地形成具有優(yōu)越發(fā)光性能的發(fā)光層是可能的。
參照附圖并結(jié)合下面的發(fā)明及其實施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其它目的、結(jié)構(gòu)和優(yōu)點將更為明顯。
附圖的簡要描述

圖1為表示有機EL元件的一個實施例的剖面圖。
具體實施例方式
首先在討論發(fā)光材料的細(xì)節(jié)前，描述制備這樣的發(fā)光材料的方法、形成本發(fā)明的發(fā)光層的方法、具有使用本發(fā)明的發(fā)光材料形成的發(fā)光層的有機EL元件(有機電致發(fā)光元件)的例子。
<有機EL元件>
圖1為表示有機EL元件的一個實施例的剖面圖。
圖1表示的有機EL元件1包括透明基材2、配置在基材2上的陽極3、配置在陽極3上的有機EL層4、配置在有機EL層4上的陰極5和配置的保護(hù)層6以覆蓋這些層3、4和5。
基材2起著有機EL元件1的載體作用，上述的層形成在這個基材2上。
作為基材2的組成材料，可以使用具有光傳導(dǎo)性質(zhì)和良好光學(xué)性質(zhì)的材料。這樣的材料的例子包括各種樹脂材料例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(聚苊)、聚丙烯、環(huán)烯烴聚合物、聚酰胺、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯和多芳基化合物、各種玻璃材料等。這些材料可以單獨地或者以它們的兩種或多種組合地使用。
基材2的厚度不局限于任何特定值，但是優(yōu)選在約0.1-30mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約0.1-10mm的范圍內(nèi)。
陽極3為注入空穴到有機EL層4的電極(即注入到后面描述的空穴傳輸層41中)。并且這個陽極3被制成實際上透明的(包括無色和透明、有色和透明、或半透明的)使得可以從視覺上辨認(rèn)來自有機EL層4(即來自后面描述的發(fā)光層42)的發(fā)光。
從這個角度看，具有高功函(work function)、優(yōu)越傳導(dǎo)性和光傳輸性質(zhì)的材料優(yōu)先用作陽極3的組成材料(此后稱為“陽極材料”)。
這樣的陽極材料的例子包括氧化物例如ITO(氧化錫銦)、SnO2、含Sb的SnO2和含Al的ZnO、Au、Pt、Ag、Cu和含有它們中兩種或多種的合金。這些材料可以單獨地或它們中兩種或多種組合地使用。
陽極3的厚度不局限于任何特定值，但是優(yōu)選在約10-200nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約50-150nm的范圍內(nèi)。如果陽極3的厚度太薄，恐怕作為陽極3的功能不能充分地表現(xiàn)出來。另一方面，如果陽極3的厚度太厚，恐怕依賴于所用陽極材料種類等的光傳導(dǎo)性被明顯地降低，這樣導(dǎo)致有機EL元件不能合適地用于實際應(yīng)用。
應(yīng)該注意，例如導(dǎo)電樹脂如聚噻吩、聚吡咯等也能用于陽極材料。
另一方面，陰極5為注入電子到有機EL層4(即注入到后面描述的電子傳輸層43)的電極。
作為陰極5的組成材料(此后稱為“陰極材料”)，優(yōu)先使用具有低功函(workfunction)的材料。
這樣的陰極材料的例子包括Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rb和含有它們中兩種或多種的合金。這些材料可以單獨地或它們中兩種或多種組合地使用。
特別地在使用合金作為陰極材料的情況下，優(yōu)先使用含有穩(wěn)定金屬元素例如Ag、Al或Cu的合金，即例如MgAg、AlLi或CuLi的合金。這樣的合金作為陰極材料的使用使得改進(jìn)電子注入效率和陰極5的穩(wěn)定性成為可能。
陰極5的厚度優(yōu)選在約1nm～1μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約100-400nm的范圍內(nèi)。如果陰極5的厚度太薄，恐怕作為陰極5的功能不能充分地表現(xiàn)出來。另一方面如果陰極5的厚度太厚，恐怕發(fā)光效率被降低。
在陽極3和陰極5之間配置有機EL層4。有機EL層4包括空穴傳輸層41、發(fā)光層42和電子傳輸層43。這些層41、42和43依次形成在陽極3上。
空穴傳輸層41具有傳輸空穴的功能，所述空穴被從陽極3注入到發(fā)光層42。
這樣的空穴傳輸層41的組成材料(此后稱為“空穴傳輸材料”)的例子包括芳基環(huán)烷烴為基礎(chǔ)的化合物例如1，1-二(4-雙-對-三氨基苯基)環(huán)己烷和1，1’-二(4-雙-對-甲苯基氨基苯基)-4-苯基環(huán)己烷；芳胺為基礎(chǔ)的化合物例如4，4’，4”-三甲基三苯基胺、N，N，N’，N’-四苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺、N，N’-二苯基-N，N’-二(3-甲基苯基)-1，1’-二苯基-4，4’-二胺(TPD1)、N，N’-二苯基-N，N’-二(4-甲氧基苯基)-1，1’-二苯基-4，4’-二胺(TPD2)、N，N，N’，N’-四(4-甲氧基苯基)-1，1’-二苯基-4，4’-二胺(TPD3)、N，N’-二(1-萘基)-N，N’-二苯基-1，1’-二苯基-4，4’-二胺(α-NPD)；亞苯基二胺為基礎(chǔ)的化合物例如N，N，N’，N’-四苯基-對-亞苯基二胺、N，N，N’，N’-四(對-甲苯基)-對-亞苯基二胺和N，N，N’，N’-四(間-甲苯基)-間-亞苯基二胺(PDA)；咔唑為基礎(chǔ)的化合物例如咔唑、N-異丙基咔唑和N-苯基咔唑；芪為基礎(chǔ)的化合物例如芪，和4-雙-對-甲苯基氨基芪；噁唑為基礎(chǔ)的化合物；三苯基甲烷為基礎(chǔ)的化合物例如三苯基甲烷；吡唑啉為基礎(chǔ)的化合物例如1-苯基-3-(對-二甲基氨基苯基)吡唑啉；揮發(fā)油(環(huán)己二烯)為基礎(chǔ)的化合物；三唑為基礎(chǔ)的化合物例如三唑；咪唑為基礎(chǔ)的化合物例如咪唑；噁二唑為基礎(chǔ)的化合物例如噁二唑、1，3，4-噁二唑和2，5-二(4-雙甲基氨基苯基)-1，3，4-噁二唑；蒽為基礎(chǔ)的化合物例如蒽和9-(4-雙乙基氨基苯乙烯基)蒽；芴酮為基礎(chǔ)的化合物例如芴酮、2，4，7-三硝基-9-芴酮和2，7-二(2-羥基-3-(2-氯代苯基氨基甲酰基)-1-萘基偶氮)芴酮；苯胺為基礎(chǔ)的化合物例如聚苯胺；硅烷為基礎(chǔ)的化合物；噻吩為基礎(chǔ)的化合物例如聚噻吩和聚(噻吩亞乙烯基)；吡咯為基礎(chǔ)的化合物例如聚(2，2’-噻吩基吡咯)和1，4-二硫酮基-3，6-二苯基-吡咯并-(3，4-c)吡咯并吡咯；卟啉為基礎(chǔ)的化合物例如卟啉和金屬四苯基卟啉；喹吖啶酮為基礎(chǔ)的化合物例如喹吖啶酮；金屬或非金屬酞菁為基礎(chǔ)的化合物例如酞菁、銅酞菁、四叔丁基銅酞菁、和鐵酞菁；金屬或非金屬萘菁(naphthalocyanine)為基礎(chǔ)的化合物例如銅萘菁、氧釩基萘菁(vanadyl naphthalocyanine)和一氯鎵萘菁；和對二氨基聯(lián)苯為基礎(chǔ)的化合物例如N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-對二氨基聯(lián)苯和N，N，N’，N’-四苯基對二氨基聯(lián)苯。這些化合物可以單獨地或者以兩種或多種組合地使用。
這些化合物可以用作單體或低聚體(低分子空穴傳輸材料)或在其主鏈或側(cè)鏈中含有這些化合物的預(yù)聚物或聚合物(其為高分子空穴傳輸材料)。
除了上述材料，例如聚(3，4-亞乙基二氧基噻吩/苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等也可以用作空穴傳輸材料。
而且能用作空穴傳輸材料的上面提及的化合物可以單獨地或以它們中兩種或多種組合地使用。
空穴傳輸層41的厚度不局限于任何特定值，但是優(yōu)選在約10-150nm范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約50-100nm范圍內(nèi)。如果空穴傳輸層41的厚度太薄，恐怕會產(chǎn)生針孔，引起短路。另一方面如果空穴傳輸層41的厚度太厚，恐怕空穴傳輸層41帶有顏色使得有機EL元件1的發(fā)光顏色的色度(色調(diào))被改變。
電子傳輸層43具有傳輸電子的功能，電子被從陰極5注入到發(fā)光層42。
電子傳輸層43的組成材料(電子傳輸材料)的例子包括苯為基礎(chǔ)的化合物(starburst為基礎(chǔ)的化合物)例如1，3，5-三[(3-苯基-6-三氟甲基)喹喔啉-2-基]苯(TPQ1)和1，3，5-三[{3-(4-叔丁基苯基)-6-三氟甲基}喹喔啉-2-基]苯(TPQ2)；萘為基礎(chǔ)的化合物例如萘；菲為基礎(chǔ)的化合物例如菲；_為基礎(chǔ)的化合物例如_；苝為基礎(chǔ)的化合物例如苝；蒽為基礎(chǔ)的化合物例如蒽；芘為基礎(chǔ)的化合物例如芘；吖啶為基礎(chǔ)的化合物例如吖啶；芪為基礎(chǔ)的化合物例如芪；噻吩為基礎(chǔ)的化合物；丁二烯為基礎(chǔ)的化合物例如丁二烯；香豆素為基礎(chǔ)的化合物例如香豆素；喹啉為基礎(chǔ)的化合物例如喹啉；聯(lián)苯乙烯為基礎(chǔ)的化合物例如聯(lián)苯乙烯；吡嗪為基礎(chǔ)的化合物例如吡嗪和聯(lián)苯乙烯基吡嗪；喹喔啉為基礎(chǔ)的化合物例如喹喔啉；苯醌為基礎(chǔ)的化合物例如苯醌，和2，5-二苯基-對-苯醌；萘醌為基礎(chǔ)的化合物例如萘醌；蒽醌為基礎(chǔ)的化合物例如蒽醌；噁二唑為基礎(chǔ)的化合物例如噁二唑、2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(PBD)；三唑為基礎(chǔ)的化合物例如三唑和3，4，5-三苯基-1，2，4-三唑；噁唑為基礎(chǔ)的化合物；蒽酮為基礎(chǔ)的化合物例如蒽酮；芴酮為基礎(chǔ)的化合物例如芴酮和1，3，8-三硝基芴酮(TNF)；聯(lián)苯酚并苯醌為基礎(chǔ)的化合物例如聯(lián)苯酚并苯醌和MBDQ；芪并苯醌為基礎(chǔ)的化合物例如芪并苯醌和MBSQ；蒽醌并二甲烷為基礎(chǔ)的化合物；二氧化噻喃為基礎(chǔ)的化合物；亞芴基甲烷為基礎(chǔ)的化合物；二苯基二氰基乙烯為基礎(chǔ)的化合物；金屬和非金屬酞菁染料為基礎(chǔ)的化合物例如酞菁染料、銅酞菁和鐵酞菁；和各種金屬絡(luò)合物例如8-羥基喹啉鋁(Alq3)和帶有苯并噁唑或苯并噻唑為配體的絡(luò)合物。
而且上面提及的能用作電子傳輸材料的化合物可以單獨或以它們中兩種或多種組合地使用。
電子傳輸層43的厚度不局限于任何特定值，但是優(yōu)選在約1-100nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約20-50nm的范圍內(nèi)。如果電子傳輸層43的厚度太薄，恐怕會產(chǎn)生針孔，引起短路。另一方面如果電子傳輸層43的厚度太厚，恐怕電阻值變高。
當(dāng)電流在陽極3和陰極5之間流動(即跨過陽極3和陰極5施加電壓)時，空穴在空穴傳輸層41中移動，電子在電子傳輸層43中移動，然后空穴和電子在發(fā)光層42中重組。然后在發(fā)光層42中重組時釋放出的能量產(chǎn)生激發(fā)子，激發(fā)子釋放能量(以熒光或磷光的形式)或當(dāng)返回到基態(tài)時發(fā)射出光。
任何材料，只要能在施加電壓允許空穴和電子重組期間提供從陽極3注入空穴和從陰極5注入電子的場，都能用作發(fā)光層42的組成材料(發(fā)光材料)。
而且優(yōu)選發(fā)光材料在室溫下或者為固體形式或者為半固體形式。這樣的發(fā)光材料使得阻止或抑制有機EL元件1隨時間變化和變差成為可能，其結(jié)果是，改進(jìn)抑制有機EL元件發(fā)光亮度下降的效果是可能的。
而且優(yōu)選在厚度為50nm的薄膜在透明電極上作為發(fā)光層形成以及在薄膜上配置金屬電極的情況下，在施加6V電壓時發(fā)光材料獲得高于10cd/m2的發(fā)光。當(dāng)由這樣的發(fā)光材料組成的有機EL元件1例如應(yīng)用到顯示器上時，獲得具有高清晰度(visibility)的圖像是可能的。
作為能滿足上面條件的發(fā)光材料，已經(jīng)知道有下面提及的各種低分子發(fā)光材料和各種高分子發(fā)光材料。在本發(fā)明中，這些材料可以單獨地或它們中兩種或多種組合地使用。
在這一點上，應(yīng)該注意這樣低分子發(fā)光材料的使用使得獲得致密發(fā)光層42成為可能，從而改進(jìn)發(fā)光層42的發(fā)光效率。而且由于這樣的高分子發(fā)光材料相當(dāng)容易地溶解在溶劑中，用各種涂布方法例如噴墨印刷方法等容易地形成發(fā)光層42是可能的。而且，如果一起使用低分子發(fā)光材料和高分子發(fā)光材料，可能獲得增效作用，即具有優(yōu)越發(fā)光效率的致密發(fā)光層42可以用各種涂布方法例如噴墨印刷等容易地形成。
這樣的低分子發(fā)光材料的例子包括苯為基礎(chǔ)的化合物例如二苯乙烯基苯(DSB)和二氨基二苯乙烯基苯(DADSB)；萘為基礎(chǔ)的化合物例如萘和尼羅紅；菲為基礎(chǔ)的化合物例如菲；_為基礎(chǔ)的化合物例如_和6-硝基_；苝為基礎(chǔ)的化合物例如苝和N，N’-二(2，5-二叔丁基苯基)-3，4，9，10-苝基-二-碳酰亞胺(BPPC)；蔻為基礎(chǔ)的化合物例如蔻；蒽為基礎(chǔ)的化合物例如蒽和二苯乙烯基蒽；芘為基礎(chǔ)的化合物例如芘；吡喃為基礎(chǔ)的化合物例如4-(二氰甲基)-2-甲基-6-(對二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)；吖啶為基礎(chǔ)的化合物例如吖啶；芪為基礎(chǔ)的化合物例如芪；噻吩為基礎(chǔ)的化合物例如2，5-二苯并噁唑噻吩；苯并噁唑為基礎(chǔ)的化合物例如苯并噁唑；苯并咪唑為基礎(chǔ)的化合物例如苯并咪唑；苯并噻唑為基礎(chǔ)的化合物例如2，2’-(對亞苯基二亞乙烯基)聯(lián)苯并噻唑；丁二烯為基礎(chǔ)的化合物例如雙苯乙烯基(1，4-二苯基-1，3-丁二烯)和四苯基丁二烯；萘酰亞胺為基礎(chǔ)的化合物例如萘酰亞胺；香豆素為基礎(chǔ)的化合物例如香豆素；苝酮為基礎(chǔ)的化合物例如苝酮；噁二唑為基礎(chǔ)的化合物例如噁二唑；醛連氮為基礎(chǔ)的化合物；環(huán)戊二烯為基礎(chǔ)的化合物例如1，2，3，4，5-五苯基-1，3-環(huán)戊二烯(PPCP)；喹吖啶酮為基礎(chǔ)的化合物例如喹吖啶酮和喹吖啶酮紅；吡啶為基礎(chǔ)的化合物例如吡咯并吡啶和噻二唑并吡啶；螺環(huán)化合物例如2，2’，7，7’-四苯基-9，9’-螺環(huán)聯(lián)芴；金屬或非金屬酞菁為基礎(chǔ)的化合物例如酞菁(H2Pc)和銅酞菁；芴為基礎(chǔ)的化合物例如芴；和各種金屬絡(luò)合物例如8-羥基喹啉鋁(Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉酸(quinolinolate))鋁(III)(Almq3)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁和三(5-氯-8-羥基-喹啉酸)鋁、8-羥基喹啉鋅(Znq2)、(1，10-鄰二氮雜菲)-三(4，4，4-三氟-1-(2-噻吩基)-丁烷-1，3-二酮化)銪(III)(Eu(TTA)3(phen))、fac-三(2-苯基吡啶)銥(Ir(ppy)3)和2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟吩鉑(II)。這些材料可以單獨或以它們中兩種或多種組合地使用。
高分子發(fā)光材料的例子包括聚乙炔為基礎(chǔ)的化合物例如反式聚乙炔、順式聚乙炔、聚(二苯基乙炔)(PDPA)和聚(烷基苯基乙炔)(PAPA)；聚對亞苯基亞乙烯基為基礎(chǔ)的化合物例如聚對亞苯基亞乙烯基(PPV)、聚(2，5-二烷氧基-對-亞苯基亞乙烯基)(RO-PPV)、氰基取代的聚(對亞苯基亞乙烯基)(CN-PPV)、聚(2-二甲基辛基甲硅烷基-對-亞苯基亞乙烯基)(DMOS-PPV)和聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基(hexoxy))-對-亞苯基亞乙烯基)(MEH-PPV)；聚噻吩為基礎(chǔ)的化合物例如聚(3-烷基噻吩)(PAT)和聚(氧丙烯)三醇(POPT)；聚芴為基礎(chǔ)的化合物例如聚(9，9-二烷基芴)(PDAF)、聚(9，9’-二己基-2，7-(2-氰基亞乙烯基)芴烯(fluorenylene))、聚(9，9’-二辛基-2，7-二亞乙烯基芴烯)-交替-共(雙苯基-4，4’-二基)；聚對亞苯基為基礎(chǔ)的化合物例如聚對亞苯基(PPP)和聚(1，5-二烷氧基-對-亞苯基)(RO-PPP)；聚咔唑為基礎(chǔ)的化合物例如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)；和聚硅烷為基礎(chǔ)的化合物例如聚甲基苯基硅烷(PMPS)、聚(萘基苯基硅烷)(PNPS)和聚(聯(lián)苯基苯基硅烷)(PBPS)。這些化合物可以單獨或它們中兩種或多種組合地使用。而且當(dāng)這些化合物以它們中兩種或多種組合地使用時，優(yōu)選它們用作共聚物。當(dāng)然這些兩種或多種化合物可以以混合體或聚合物合金等使用。由于這些類型的化合物可溶于溶劑，它們特別適合用各種施用方法例如噴墨印刷等使用。
發(fā)光層42的厚度不局限于任何特定值，但是優(yōu)選在約10-150nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約50-100nm的范圍內(nèi)。將發(fā)光層的厚度設(shè)定為上述范圍內(nèi)的值，有效地發(fā)生空穴和電子的重組，從而能使發(fā)光層42的發(fā)光效率進(jìn)一步改進(jìn)。
而且當(dāng)形成這樣的相當(dāng)薄的發(fā)光層42時，本發(fā)明的發(fā)光材料特別有用。
盡管在本發(fā)明實施方案中分別地提供發(fā)光層42、空穴傳輸層41和電子傳輸層43的每一個，但是它們可以形成到可傳輸空穴的發(fā)光層中，所述可傳輸空穴的發(fā)光層將空穴傳輸層41和發(fā)光層42組合起來，或形成到可傳輸電子的發(fā)光層中，所述可傳輸電子的發(fā)光層將電子傳輸層43和發(fā)光層42組合起來。在這種情況下，在可傳輸空穴發(fā)光層和電子傳輸層43之間的界面附近區(qū)域或可傳輸電子發(fā)光層和空穴傳輸層41之間的界面附近區(qū)域起發(fā)光層42的功能。在這個修改方案中，關(guān)于可傳輸空穴發(fā)光層和可傳輸電子發(fā)光層的組成材料，具有傳輸電子和空穴功能的發(fā)光材料(即載體)能從上面提及的本發(fā)明的發(fā)光材料中合適地選擇這樣的材料使用。
如上述，本發(fā)明的發(fā)光材料不僅包括僅貢獻(xiàn)發(fā)光的材料而且包括擁有附加功能例如載體注入功能和載體傳輸功能的材料。
而且在使用可傳輸空穴發(fā)光層的情況下，從陽極注入到可傳輸空穴發(fā)光層的空穴被電子傳輸層俘獲，在使用可傳輸電子發(fā)光層的情況下，從陰極注入到可傳輸電子發(fā)光層的電子在可傳輸電子發(fā)光層中被俘獲。在這兩種情況下，都有改進(jìn)空穴和電子的重組效率的優(yōu)點。
而且在層3、4和5中的鄰接層之間，可以根據(jù)其目的配置任一附加層。例如用銅酞菁等制成的空穴注入層可以配置在空穴傳輸層41和陽極3之間，或LiF等制成的電子注入層可以配置在電子傳輸層43和陰極5之間。
配置保護(hù)層6以覆蓋組成有機EL元件1的層3、4和5。這個保護(hù)層6具有密封組成有機EL元件1的層3、4和5以切斷氧氣和水分的功能。經(jīng)配置這種保護(hù)層6，獲得改進(jìn)有機EL元件1的可靠性的效果和阻止有機EL元件1變化和變差的效果是可能的。
保護(hù)層6的組成材料的例子包括Al、Au、Cr、Nb、Ta和Ti、含它們的合金、氧化硅、各種樹脂材料等。在這一點上，應(yīng)該注意，在導(dǎo)電材料用作保護(hù)層6的組成材料的情況下，如果需要，優(yōu)選在保護(hù)層6與層3、4和5中的每一個之間配置絕緣膜防止它們之間的短路。
這個有機EL元件1例如能用于顯示器，但是也能用于各種光學(xué)目的例如光源等。
在有機EL元件1用于顯示器的情況下，其驅(qū)動系統(tǒng)沒有特別的限制，可以使用有源矩陣系統(tǒng)和無源矩陣系統(tǒng)中任一個。
如上述有機EL元件1例如可按下列方式加工。
<1>首先制備基材2，然后在基材2上形成陽極3。
例如可以用化學(xué)蒸汽沉積(CVD)如等離子體CVD、熱CVD或激光CVD、干法鍍敷如真空沉積、濺射或離子鍍敷、濕法鍍敷如電解鍍敷、沉浸鍍敷、或無電鍍敷、濺射、溶膠—凝膠法、MOD法、金屬片的粘結(jié)等形成陽極3。
<2>接著在陽極3上形成空穴傳輸層41。
例如在陽極3上涂覆經(jīng)在溶劑中溶解上面提及的空穴傳輸材料獲得的空穴傳輸層材料形成空穴傳輸層41。
在空穴傳輸層材料的涂覆中，可以使用各種涂布方法例如旋轉(zhuǎn)涂覆法、鑄造法、微照相凹板式涂覆法、照相凹板式涂覆法、棒涂法、滾動涂覆法、繞線棒刮涂法、浸涂法、噴涂法、絲網(wǎng)印刷法、橡皮凸版印刷法、膠印法、噴墨印刷法等。根據(jù)這樣的涂覆方法，相當(dāng)容易地形成空穴傳輸層41是可能的。
溶解空穴傳輸材料的溶劑的例子包括無機溶劑例如硝酸、硫酸、氨水、雙氧水、水、二硫化碳、四氯化碳和碳酸亞乙酯；和各種有機溶劑例如酮為基礎(chǔ)的溶劑如甲基乙基酮(MEK)、丙酮、二乙基酮、甲基異丁基酮(MIBK)、甲基異丙基酮(MIPK)和環(huán)己酮，醇為基礎(chǔ)的溶劑如甲醇、乙醇、異丙醇、乙二醇、二乙二醇(DEG)和丙三醇，醚為基礎(chǔ)的溶劑如二乙醚、二異丙基醚、1，2-二甲氧基乙烷(DME)、1，4-二氧雜環(huán)己烷、四氫呋喃(THF)、四氫吡喃(THP)、苯甲醚、二乙二醇二甲醚(二甘醇二甲醚)和二乙二醇乙醚(卡必醇)，溶纖劑為基礎(chǔ)的溶劑如甲基溶纖劑、乙基溶纖劑和苯基溶纖劑，脂肪烴為基礎(chǔ)的溶劑如己烷、戊烷、庚烷和環(huán)己烷，芳烴為基礎(chǔ)的溶劑如甲苯、二甲苯和苯，芳族雜環(huán)化合物為基礎(chǔ)的溶劑如吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯、噻吩和甲基吡咯烷酮，酰胺為基礎(chǔ)的溶劑如N，N-二甲基甲酰胺(DMF)和N，N-二甲基乙酰胺(DMA)，鹵化合物為基礎(chǔ)的溶劑如二氯甲烷、氯仿和1，2-二氯乙烷，酯為基礎(chǔ)的溶劑如乙酸乙酯、乙酸甲酯和甲酸乙酯，硫化合物為基礎(chǔ)的溶劑如二甲基亞砜(DMSO)和環(huán)丁砜，腈為基礎(chǔ)的溶劑如乙腈、丙腈和丙烯腈，有機酸為基礎(chǔ)的溶劑如甲酸、乙酸、三氯乙酸和三氟乙酸，含它們的混合溶劑。
如果需要，獲得的涂覆例如可以在空氣或惰性氣氛或減壓(或真空)下進(jìn)行熱處理。這使例如干燥涂層(除去溶劑或分散介質(zhì))或聚合空穴傳輸材料成為可能。在這方面應(yīng)注意涂覆可以在沒有熱處理時干燥。
而且在使用低分子空穴傳輸材料的情況下，如果需要，可以向空穴傳輸層材料中添加粘合劑(高分子粘合劑)。
作為粘合劑，優(yōu)先使用那些不非常地抑制電荷傳輸和對可見光輻射具有低吸收的粘合劑。具體地，這樣的粘合劑的例子包括聚環(huán)氧乙烷、聚偏二氟乙烯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚硅氧烷等，它們可以單獨或它們中兩種或多種組合地使用。另外，上面提及的高分子空穴傳輸材料可以用作粘合劑。
應(yīng)注意在使用低分子空穴傳輸材料的情況下，例如用真空沉積等也可以形成空穴傳輸層41。
<3>接著在空穴傳輸層41上形成發(fā)光層42。
發(fā)光層42能用空穴傳輸層41的相同方式形成。即使用上面提及的發(fā)光材料按上述方式參照空穴傳輸層41形成發(fā)光層42。
具體地，將發(fā)光材料溶解在溶劑中獲得的發(fā)光層材料涂覆到空穴傳輸層41，然后再將其干燥形成發(fā)光層42。
<4>接著在發(fā)光層42上形成電子傳輸層43。
電子傳輸層43能用空穴傳輸層41的相同方式形成。即使用上面提及的電子傳輸材料按上述方式參照空穴傳輸層41形成電子傳輸層43。
<5>接著在電子傳輸層43上形成陰極5。
陰極5可以使用例如真空沉積、濺射、金屬片的粘結(jié)等形成。
<6>接著形成保護(hù)層6以覆蓋陽極3、有機EL層4和陰極5。
保護(hù)層6例如可以使用各種可固化樹脂(粘合劑)粘結(jié)由上面提及的材料組成的箱式保護(hù)蓋形成(配置)。
關(guān)于可固化樹脂，所有的熱固樹脂、光固樹脂、反應(yīng)性固化樹脂和厭氧固化樹脂都可以使用。
有機EL元件1經(jīng)過上述這些過程制成。
接著，將敘述本發(fā)明的發(fā)光材料和制備該發(fā)光材料的方法。
<發(fā)光材料>
本發(fā)明的發(fā)光材料用于上述有機EL元件1中的發(fā)光層42。
為了抑制有機EL元件1的發(fā)光亮度的下降，本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究，并對組成有機EL元件1的所有層的組成材料進(jìn)行了研究，特別注意了組成材料中的發(fā)光材料。結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過控制發(fā)光材料含有的雜質(zhì)的量，特別是金屬雜質(zhì)的量在預(yù)定量內(nèi)能有效地抑制有機EL元件1的發(fā)光亮度的下降，從而完成本發(fā)明。
具體地，本發(fā)明需要滿足下列條件(A)和(B)中至少—個。
(A)當(dāng)使用本發(fā)明的發(fā)光材料形成發(fā)光層42時，發(fā)光層42中含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的量應(yīng)該為2.5ppm或更低(優(yōu)選1.0ppm或更低)。
(B)當(dāng)本發(fā)明的發(fā)光層材料溶解在液體中使其濃度為2.0wt％時，該液體含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的量為500ppb或更低(優(yōu)選400ppb或更低)。
滿足這些條件中至少一個的，抑制有機EL元件1發(fā)光亮度的下降是可能的。結(jié)果提供一個能長時間維持優(yōu)越發(fā)光性質(zhì)的有機EL元件1成為可能。
認(rèn)為獲得這樣效果的原因源于由雜質(zhì)引起的次反應(yīng)可被抑制的事實，它被認(rèn)為是這種效果的較大因素之一。
而且當(dāng)發(fā)光材料含有兩種或多種金屬雜質(zhì)時，優(yōu)選發(fā)光層42含有的金屬雜質(zhì)的總量為10ppm或更低，更優(yōu)選5ppm或更低。進(jìn)一步地優(yōu)選2.0wt％溶液含的金屬雜質(zhì)總量為200ppb或更低，更優(yōu)選100ppb或更低。
通過控制發(fā)光層42和2.0wt％溶液中所含的金屬雜質(zhì)總量在上面提及的范圍內(nèi)，更可靠地抑制有機EL元件1發(fā)光亮度的下降是可能的。
在這種情況下，優(yōu)選待除去的金屬雜質(zhì)包括金屬元素和金屬離子。通過除去這些金屬雜質(zhì)，提供一種能夠更可靠地抑制有機EL元件1發(fā)光亮度的下降的發(fā)光材料成為可能。
組成這些金屬雜質(zhì)的金屬的例子包括主族金屬元素例如Li、Na、K、Rb、Sc、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al、Ga、In、Ti和Pb和過渡金屬元素例如Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd和Hg。在這些元素中，特別優(yōu)選Mg、Ca、Al和Na。通過除去這些金屬的金屬雜質(zhì)，有機EL元件1的發(fā)光亮度的下降效果能特別明顯地表現(xiàn)出來。
<精制發(fā)光材料的方法>
關(guān)于從發(fā)光材料中除去金屬雜質(zhì)的方法(除去方法)，例如對低分子空穴傳輸材料和高分子空穴傳輸材料可以分別使用下列方法。
具體地，在低分子發(fā)光材料的情況下，這樣的除去方法的例子包括電解分離方法、中和方法、升華精制方法、重結(jié)晶方法、重沉淀方法、和使用能分離或除去金屬雜質(zhì)的除去裝置的方法。這些方法可以單獨或它們中兩種或多種組合地使用。
這里，除去裝置的例子包括過濾器、柱填料、滲透膜(透析器)和具有密度梯度的介質(zhì)。具體地，使用除去裝置的除去方法的例子包括過濾方法；各種色譜方法例如吸附色譜方法、離子交換色譜方法、分配(正相或反相)色譜方法、分子篩色譜方法(凝膠過濾)、逆向分布色譜方法和小滴逆向分布色譜方法；離心分離方法例如密度梯度離心；超過濾方法；和透析方法。
另一方面，在高分子發(fā)光材料的情況下，合適地使用采用除去裝置的除去方法例如過濾方法、超過濾方法或透析方法。
在這些方法中，作為除去金屬雜質(zhì)的方法，優(yōu)選使用采用除去裝置的除去方法(即精制本發(fā)明中使用的發(fā)光材料的方法)，特別優(yōu)選采用過濾方法。根據(jù)這樣的方法，短時間內(nèi)從發(fā)光材料中相當(dāng)容易地除去金屬雜質(zhì)是可能的。而且通過僅選擇適合使用的過濾器種類(除去裝置)，能有效地可靠地除去目標(biāo)金屬雜質(zhì)。
此后，基于使用過濾方法的典型情況就除去金屬雜質(zhì)的方法將進(jìn)行詳細(xì)的描述。
根據(jù)過濾方法，在溶劑中溶解發(fā)光材料得到的用于精制的溶液通過過濾器以從用過濾器精制的溶液中分離和除去金屬雜質(zhì)，然后除去溶劑，從而精制了該發(fā)光材料。這樣，該發(fā)光材料含有的金屬雜質(zhì)的量就被調(diào)整落在目標(biāo)范圍內(nèi)(優(yōu)選在上述范圍內(nèi))。根據(jù)這個方法，將發(fā)光材料含有的金屬雜質(zhì)的量容易地調(diào)整在上述范圍內(nèi)是可能的。
當(dāng)制備用于精制的溶液時，參照制各有機EL元件1的方法(形成空穴傳輸層41的過程)可以使用提及的相同溶劑。
關(guān)于在過濾方法中使用的過濾器，可以使用各種過濾器，特別地合適地使用采用陽離子交換樹脂作為主組份形成的過濾器。通過使用這樣的過濾器，從發(fā)光材料中有效地除去目標(biāo)金屬雜質(zhì)是可能的。
這樣的陽離子交換樹脂的例子包括強酸陽離子交換樹脂、弱酸陽離子交換樹脂和能選擇地除去重金屬的螯合樹脂。例如向各種聚合物例如苯乙烯為基礎(chǔ)的聚合物、甲基丙酸烯聚合物和丙酸烯聚合物的主鏈中引入各種功能基團(tuán)例如-SO3M、-COOM和-N＝(CH2COO)2M得到的那些可以被使用。在這一點上，應(yīng)注意根據(jù)陽離子交換樹脂的種類等合適地選擇功能基團(tuán)。
用于精制的溶液通過過濾器時的速度(此后稱為“液體通過速度”)不局限于任何特定值，但是優(yōu)選在約1-1000ml/min的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約50-100ml/min的范圍內(nèi)。經(jīng)將用于精制的溶液的液體通過速度設(shè)定為上面范圍內(nèi)的一個值，更有效地進(jìn)行金屬雜質(zhì)的除去是可能的。
而且用于精制的溶液的溫度(此后稱為“溶液溫度”)也不局限于任何特定值，但是在不干擾除去金屬雜質(zhì)操作的范圍內(nèi)優(yōu)選溫度盡可能地高。即溶液溫度優(yōu)選在約0℃-80℃的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在約10℃-25℃的范圍內(nèi)。通過設(shè)定溶液溫度為上面范圍內(nèi)的一個值，更有效地進(jìn)行除去金屬雜質(zhì)是可能的。
在這種情況下，用于精制的溶液不僅可以一次而且可以兩次或多次通過過濾器，或它也可以通過兩種或多種不同種類的過濾器。而且這些過濾操作可以組合地進(jìn)行。通過這樣做，更有效地除去金屬雜質(zhì)是可能的。
在這一點上，應(yīng)注意精制過程后的用于精制的溶液在沒有除去溶劑時也可以用于制備有機EL元件1。
盡管描述了本發(fā)明的空穴傳輸材料和制備空穴傳輸材料的方法，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不局限于這些。
實施例接著描述本發(fā)明的實際的例子。
<空穴傳輸材料的精制>
(實施例1)作為發(fā)光材料，制備聚(9，9’-二己基-2，7-(2-氰基亞乙烯基)芴烯(fluorenylene))(具有重量平均分子量120,000)。
接著將這個發(fā)光材料溶解在甲苯中使其濃度為2.0wt％，制備用于精制的發(fā)光材料溶液。
接著在溶液溫度為20℃下，將這個溶液以液體通過速度50ml/min通過配有六個過濾器的塔，以除去金屬雜質(zhì)。
在這一點上，應(yīng)注意所有的過濾器都由苯乙烯為基礎(chǔ)的磺酸型強酸陽離子交換樹脂制成。
(實施例2)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是所有六個過濾器用由甲基丙烯酸為基礎(chǔ)的羧酸型弱酸陰離子交換樹脂制成的過濾器代替。
(實施例3)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是所有六個過濾器用丙烯酸為基礎(chǔ)的羧酸型弱酸引離子交換樹脂制成的過濾器代替。
(實施例4)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是六個過濾器用與實施例1相同的三個過濾器和與實施例2相同的三個過濾器代替。
(實施例5)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是六個過濾器用與實施例1相同的三個過濾器和與實施例3相同的三個過濾器代替。
(實施例6)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是六個過濾器用與實施例2相同的三個過濾器和與實施例3相同的三個過濾器代替。
(實施例7)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是六個過濾器用與實施例1相同的二個過濾器、與實施例2相同的二個過濾器和與實施例3相同的二個過濾器代替。
(實施例8)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是六個過濾器用與實施例1相同的二個過濾器、與實施例2相同的二個過濾器和二個由苯乙烯為基礎(chǔ)的亞氨基二乙酸型螯合樹脂制成的過濾器代替。
(實施例9)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是六個過濾器用與實施例1相同的二個過濾器、與實施例3相同的二個過濾器和二個由苯乙烯為基礎(chǔ)的亞氨基二乙酸型螯合樹脂制成的過濾器代替。
(實施例10)發(fā)光材料的精制以實施例1相同方式進(jìn)行，不同的是六個過濾器用與實施例2相同的二個過濾器、與實施例3相同的二個過濾器和二個由苯乙烯為基礎(chǔ)的亞氨基二乙酸型螯合樹脂制成的過濾器代替。
(實施例11-20)發(fā)光材料的精制分別以實施例1-10相同方式進(jìn)行，不同的是將與實施例1相同的發(fā)光材料和聚(9，9’-二辛基-2，7-二亞乙烯基芴烯-交替-共(聯(lián)苯基-4，4’-二基))(具有重量平均分子量20,000)以50∶50(重量比)的比例混合獲得的發(fā)光材料用作實施例11-20每一個的空穴傳輸材料。
(實施例21-30)發(fā)光材料的精制分別以實施例1-10相同方式進(jìn)行，不同的是將與實施例1相同的發(fā)光材料和三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁以90∶10(重量比)的比例混合獲得的發(fā)光材料用作實施例21-30每一個的空穴傳輸材料。
(實施例31-40)發(fā)光材料的精制分別以實施例1-10相同方式進(jìn)行，不同的是將與實施例1相同的發(fā)光材料和三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁以及三(5-氯-8-羥基喹啉酸)鋁以85∶10∶5(重量比)的比例混合獲得的發(fā)光材料用作實施例31-40每一個的空穴傳輸材料。
(對比例1)盡管制備和實施例1相同的發(fā)光材料，但是忽略其精制。
(對比例2)盡管制備和實施例11相同的發(fā)光材料，但是忽略其精制。
(對比例3)盡管制備和實施例21相同的發(fā)光材料，但是忽略其精制。
(對比例4)盡管制備和實施例31相同的發(fā)光材料，但是忽略其精制。
<評價>
1.金屬雜質(zhì)量的測定在實施例1-40的每一個中得到的精制的發(fā)光材料溶液含有的金屬雜質(zhì)的量和對比例1-4的每一個中得到的未精制的發(fā)光材料溶液含有的金屬雜質(zhì)的量分別用感耦等離子體質(zhì)譜方法(ICP-MS法)測定。
具體地說，在石英坩堝中稱量0.5g發(fā)光材料溶液，連續(xù)地用電熱板和電爐進(jìn)行灰化處理。接著灰化的物質(zhì)用硝酸進(jìn)行熱分解，然后用稀硝酸補充至恒定體積。恒定體積得到的溶液用ICP-MS法分析。
根據(jù)金屬雜質(zhì)的量按下列八個標(biāo)準(zhǔn)評價分析結(jié)果。
+高于1ppb，但不高于10ppb或更低2+高于10ppb，但不高于20ppb或更低3+高于20ppb，但不高于30ppb或更低4+高于30ppb，但不高于40ppb或更低5+高于40ppb，但不高于50ppb或更低6+高于50ppb，但不高于100ppb或更低7+高于100ppb，但不高于200ppb或更低8+高于200ppb2.有機EL元件發(fā)光亮度下降的評價分別使用實施例1-40得到的精制的發(fā)光材料和對比例1-4得到的未精制的發(fā)光材料按下列方式制備有機EL元件。
首先，制備具有平均厚度0.5mm的透明玻璃基材。
接著，使用真空沉積方法在基材上形成平均厚度為100nm的ITO電極(陽極)。
接著，用旋轉(zhuǎn)涂覆方法將聚噻吩為基礎(chǔ)的化合物(由Bayer Corp.制備，“Baytron P”的產(chǎn)品名)的2.0wt％的水溶液涂覆到ITO電極上，然后干燥形成平均厚度為50nm的空穴傳輸層。
接著，用旋轉(zhuǎn)涂覆方法將發(fā)光材料溶液涂覆到空穴傳輸層上，然后干燥形成平均厚度為50nm的發(fā)光層。
接著，用3，4，5-三苯基-1，2，4-三唑的真空沉積在發(fā)光層上形成平均厚度為20nm的電子傳輸層。
接著，用真空沉積方法在電子傳輸層上形成平均厚度為300nm的AlLi電極(陰極)。
接著，涂覆聚碳酸酯制成的保護(hù)覆蓋層以覆蓋所形成的層，用紫外線固化樹脂固定和密封，完成該有機EL元件。
跨過以上述方式制備的每個有機EL元件的ITO電極和AlLi電極施加6V電壓，測定發(fā)光亮度確定在發(fā)光亮度的初始值下降至一半(半壽期)前所用的時間。
金屬雜質(zhì)量的測定結(jié)果和每個有機EL元件發(fā)光亮度的下降的評價結(jié)果表示在下面的表1-4中。
應(yīng)注意表1-4中每一個表示了Na、Mg、Al和Ca金屬雜質(zhì)中每一個的量和金屬雜質(zhì)的總量。
在這個關(guān)系中，應(yīng)注意在用于制備發(fā)光材料溶液的甲苯中用ICP-MS法沒有檢測到金屬雜質(zhì)。因此可以認(rèn)為得到的結(jié)果來源于發(fā)光材料含有的金屬雜質(zhì)。
而且每個有機EL元件的發(fā)光亮度下降的評價結(jié)果被使用每個實施例和對比例的發(fā)光材料制備的有機EL元件的發(fā)光亮度的半壽期相對值表示出來。在這一點上，應(yīng)注意將使用每個相應(yīng)的對比例的未精制發(fā)光材料制備的有機EL元件的發(fā)光亮度的半壽期定義為“1”來確定每個值。
表1


表2

表3


表4

如表1-4所示，在每個實施例的精制的發(fā)光材料溶液的情況中，金屬雜質(zhì)的量被減少，其含的Na、Mg、Al和Ca的量被控制在50ppb或更低。
而且盡管表1-4沒有表示，溶液含有的除Na、Mg、Al和Ca外的金屬雜質(zhì)的量也為50ppb或更低(尤其為10ppb或更低)。
而且在每個實施例的精制的發(fā)光材料溶液的情況中，金屬雜質(zhì)的總量控制在200ppb或更低。
而且從結(jié)果看出，當(dāng)從每個實施例的發(fā)光材料溶液含有的金屬雜質(zhì)的量計算得到發(fā)射層中金屬雜質(zhì)的量時，在每個實施例的有機EL元件中每個金屬雜質(zhì)的量控制在2.5ppm或更低，金屬雜質(zhì)的總量也控制在10ppm或更低。
和這相反，在沒有精制的對比例的發(fā)光材料溶液中，溶液含有的金屬雜質(zhì)含量最大的金屬雜質(zhì)的量超出50ppb，金屬雜質(zhì)的總量超出200ppb(特別的，300ppb)。
而且和使用每個對比例的發(fā)光材料制備的有機EL元件相比，使用每個實施例的發(fā)光材料制備的有機EL元件具有較長的發(fā)光亮度半壽期，即發(fā)光亮度的下降被抑制。
而且每個表表明有機EL元件的發(fā)光亮度的半壽期隨金屬雜質(zhì)的量的減少而延長的趨勢。
如上述，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用本發(fā)明的發(fā)光材料的有機EL元件(其含有的每個金屬雜質(zhì)的量在2.0wt％溶液中控制在50ppb或更低和在發(fā)光層中控制在2.5ppm或更低)是優(yōu)異的元件。即在這樣的有機EL元件中，發(fā)光亮度的下降被抑制，優(yōu)越的發(fā)光性質(zhì)被維持了一長段時間。
在這一點，應(yīng)注意使用實施例和每個對比例的發(fā)光材料溶液形成的有機EL元件具有初值為1000cd/m2的發(fā)光亮度。
最后，應(yīng)該注意本發(fā)明不局限于上述的方案和實施例，在沒有脫離本發(fā)明范圍下可以進(jìn)行任何添加或變化。
權(quán)利要求
1.一種用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料，發(fā)光材料特征在于，當(dāng)使用該發(fā)光材料形成發(fā)光層時，發(fā)光層含有一種或多種金屬雜質(zhì)，但是該層含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的量為2.5ppm或更低。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光材料，其特征在于該發(fā)光層含有的金屬雜質(zhì)總量為10ppm或更低。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光材料，其特征在于金屬雜質(zhì)包括金屬元素和金屬離子。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)光材料，其特征在于金屬元素為主族元素。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光材料，其特征在于該發(fā)光材料在室溫下為固體形式或半固體形式。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光材料，其特征在于有機EL元件包括透明電極、由發(fā)光材料形成的薄膜、配置在透明電極上厚度為50nm的薄膜和配置在薄膜上的金屬電極，其中當(dāng)向有機EL元件施加6V電壓時，得到高于10cd/m2的發(fā)光。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光材料，其特征在于該發(fā)光材料包括低分子發(fā)光材料。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光材料，其特征在于該低分子發(fā)光材料選自包括苯為基礎(chǔ)的化合物、萘為基礎(chǔ)的化合物、菲為基礎(chǔ)的化合物、_為基礎(chǔ)的化合物、苝為基礎(chǔ)的化合物、蔻為基礎(chǔ)的化合物、蒽為基礎(chǔ)的化合物、芘為基礎(chǔ)的化合物、吡喃為基礎(chǔ)的化合物、吖啶為基礎(chǔ)的化合物、芪為基礎(chǔ)的化合物、噻吩為基礎(chǔ)的化合物、苯并噁唑為基礎(chǔ)的化合物、苯并咪唑為基礎(chǔ)的化合物、苯并噻唑為基礎(chǔ)的化合物、丁二烯為基礎(chǔ)的化合物、萘酰亞胺為基礎(chǔ)的化合物、香豆素為基礎(chǔ)的化合物、苝酮為基礎(chǔ)的化合物、噁二唑為基礎(chǔ)的化合物、醛連氮為基礎(chǔ)的化合物、環(huán)戊二烯為基礎(chǔ)的化合物、喹吖啶酮為基礎(chǔ)的化合物、吡啶為基礎(chǔ)的化合物、螺環(huán)化合物、金屬或非金屬酞菁為基礎(chǔ)的化合物、芴為基礎(chǔ)的化合物和各種金屬絡(luò)合物的組中。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光材料，其特征在于發(fā)光材料包括高分子發(fā)光材料。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光材料，其特征在于該高分子發(fā)光材料選自包括聚乙炔為基礎(chǔ)的化合物、聚對亞苯基亞乙烯基為基礎(chǔ)的化合物、聚噻吩為基礎(chǔ)的化合物、聚芴為基礎(chǔ)的化合物、聚對亞苯基為基礎(chǔ)的化合物、聚咔唑為基礎(chǔ)的化合物和聚硅烷為基礎(chǔ)的化合物的組中。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光材料，其特征在于發(fā)光層的厚度在10-150nm的范圍內(nèi)。
12.一種要用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料，發(fā)光材料的特征在于當(dāng)發(fā)光材料溶解在液體中使其濃度為2.0wt％時，該液體包含一種或多種金屬雜質(zhì)，但是該液體含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的量為50ppb或更低。
13.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光材料，其特征在于液體含有的金屬雜質(zhì)的總量為200ppb或更低。
14.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光材料，其特征在于金屬雜質(zhì)包括金屬元素和金屬離子。
15.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光材料，其特征在于金屬元素為主族元素。
16.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光材料，其特征在于發(fā)光材料在室溫下為固體形式或半固體形式。
17.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光材料，其特征在于有機EL元件包括透明電極、發(fā)光材料形成的薄膜、配置在透明電極上厚度為50nm的薄膜和配置在薄膜上的金屬電極，其中當(dāng)向有機EL元件施加6V電壓時得到高于10cd/m2的發(fā)光。
18.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光材料，其特征在于發(fā)光材料包括低分子發(fā)光材料。
19.如權(quán)利要求18所述的發(fā)光材料，其特征在于低分子發(fā)光材料選自包括苯為基礎(chǔ)的化合物、萘為基礎(chǔ)的化合物、菲為基礎(chǔ)的化合物、_為基礎(chǔ)的化合物、苝為基礎(chǔ)的化合物、蔻為基礎(chǔ)的化合物、蒽為基礎(chǔ)的化合物、芘為基礎(chǔ)的化合物、吡喃為基礎(chǔ)的化合物、吖啶為基礎(chǔ)的化合物、芪為基礎(chǔ)的化合物、噻吩為基礎(chǔ)的化合物、苯并噁唑為基礎(chǔ)的化合物、苯并咪唑為基礎(chǔ)的化合物、苯并噻唑為基礎(chǔ)的化合物、丁二烯為基礎(chǔ)的化合物、萘酰亞胺為基礎(chǔ)的化合物、香豆素為基礎(chǔ)的化合物、苝酮為基礎(chǔ)的化合物、噁二唑為基礎(chǔ)的化合物、醛連氮為基礎(chǔ)的化合物、環(huán)戊二烯為基礎(chǔ)的化合物、喹吖啶酮為基礎(chǔ)的化合物、吡啶為基礎(chǔ)的化合物、螺環(huán)化合物、金屬或非金屬酞菁為基礎(chǔ)的化合物、芴為基礎(chǔ)的化合物和各種金屬絡(luò)合物的組中。
20.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光材料，其特征在于發(fā)光材料包括高分子發(fā)光材料。
21.如權(quán)利要求20所述的發(fā)光材料，其特征在于高分子發(fā)光材料選自包括聚乙炔為基礎(chǔ)的化合物、聚對亞苯基亞乙烯基為基礎(chǔ)的化合物、聚噻吩為基礎(chǔ)的化合物、聚芴為基礎(chǔ)的化合物、聚對亞苯基為基礎(chǔ)的化合物、聚咔唑為基礎(chǔ)的化合物和聚硅烷為基礎(chǔ)的化合物的組中。
22.如權(quán)利要求12所述的發(fā)光材料，其特征在于發(fā)光層的厚度在10-150nm的范圍內(nèi)。
23.一種制備用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料的方法，包括以下步驟制備其中發(fā)光材料溶解在溶劑中的液體；和采用分離或除去金屬雜質(zhì)的除去裝置將液體中含有的一種或多種金屬雜質(zhì)除去，然后從該液體中除去溶劑，從而精制發(fā)光材料以得到精制的用于有機EL元件的發(fā)光層的發(fā)光材料。
24.一種制備用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料的方法，包括以下步驟制備發(fā)光材料溶解在溶劑中的液體；和采用分離或除去金屬雜質(zhì)的除去裝置將液體中含有的一種或多種金屬雜質(zhì)除去，然后從該液體中除去溶劑，從而精制發(fā)光材料以得到精制的用于有機EL元件的發(fā)光層的發(fā)光材料；其中這樣獲得的精制的發(fā)光材料的特征在于，當(dāng)使用發(fā)光材料形成發(fā)光層時，發(fā)光層含有一種或多種金屬雜質(zhì)，但是該層中含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的含量為2.5ppm或更低。
25.一種制備用于配置在有機EL元件中的發(fā)光層的發(fā)光材料的方法，包括以下步驟制備發(fā)光材料溶解在溶劑中的液體；和采用分離或除去金屬雜質(zhì)的除去裝置將液體中含有的一種或多種金屬雜質(zhì)除去，然后從該液體中除去溶劑，從而精制發(fā)光材料以獲得用于有機EL元件的精制的發(fā)光材料；其中這樣獲得的精制的發(fā)光材料的特征在于，當(dāng)發(fā)光材料溶解在液體中使其濃度為2.0wt％時，該液體含有一種或多種金屬雜質(zhì)，但是該液體中含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的量為50ppb或更低。
26.一種形成配置在有機EL元件中的發(fā)光層的方法，包括以下步驟制備如權(quán)利要求1-16中任一個所限定的發(fā)光材料；制備該發(fā)光材料溶解在溶劑中的液體；和通過施用該液體形成有機EL元件的發(fā)光層，然后干燥它。
全文摘要
在有機EL元件1中，當(dāng)跨過陽極3和陰極5施加電壓時，空穴在空穴傳輸層41中移動，電子在電子傳輸層43中移動，空穴和電子在發(fā)光層42中重組發(fā)射出光。使用發(fā)光材料形成發(fā)光層42。當(dāng)使用該發(fā)光材料形成發(fā)光層42時，發(fā)光層含有一種或多種金屬雜質(zhì)，但是該層含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的量為2.5ppm或更低，或當(dāng)該發(fā)光材料溶解在一種液體中使其濃度為2.0wt％時，該液體含有一種或多種金屬雜質(zhì)，但是該液體含有的金屬雜質(zhì)中含量最大的金屬雜質(zhì)的量為50ppb或更低。通過使用這樣的發(fā)光材料，能抑制有機EL元件1的發(fā)光亮度的下降。
文檔編號H05B33/14GK1575068SQ200410046410
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月29日
發(fā)明者筱原譽, 筱原祐治, 上原正光, 島津雅光, 石井隆司 申請人:精工愛普生株式會社